2018年高中物理 第一章 静电场 1.4 电场力性质的定量描述——电场强度学案 新人教版选修3-1

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1、电场力性质的定量描述——电场强度一、考点突破：知识点考纲要求题型说明电场力性质的定量描述——电场强度1.深刻理解电场强度的概念；2.掌握电场强度的定义式并能进行场强的合成；3.掌握真空中点电荷的场强公式。选择题计算题本知识点属于高频考点，属于高中阶段重要物理概念，描述电场力的性质，考查的方向有矢量合成、平衡问题、动力学问题。二、重难点提示：重点：1.掌握电场强度的定义式并能进行场强的合成；2.深刻理解电场强度的概念。难点：掌握电场强度的叠加原理并进行计算。一、电场强度1.静电场（1）电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场。（2）电荷间的相互作用是通过电场实现的，电场

2、的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。（3）从场的观点理解电荷间的相互作用。2.电场强度电场强度物理意义表示电场的强弱和方向。定义电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。定义式：E＝；单位：牛顿/库仑（N/C）标矢性电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。理解电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。二、真空中点电荷的电场1.公式：E=（1）Q为激发电场

3、的场源电荷；（2）r为该点到场源电荷的距离；（3）上述公式为点电荷场强的决定式。2.场强的方向：正点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线背离场源电荷；负点电荷周围电场方向沿该点与电荷连线指向场源电荷。3.孤立的点电荷周围空间没有场强相同的点。三、电场强度和电场力的对比分析电场强度E电场力F1是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱仅指电荷在电场中的受力情况2定义式：E=F/q计算式：F=qE3E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定4E是矢量，其方向与正电荷（+q）在该点受到的电场力的方向相同F是矢量，其方向对于正电荷（+

4、q）而言,F与E同向；对于负电荷（-q）而言,F与E反向5E的单位：牛顿/库仑（N/C）F的单位：牛（N）四、适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场q是检验电荷，E与q无关仅对点电荷的电场适用，而且为决定式Q是场源电荷，E与Q成正比例题1如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q>0）的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）A.kB.kC.kD.k思路分析：电荷q产生的电场在b处的场强Eb＝，方向水平向右，由于b点的合

5、场强为零，故圆盘上的电荷产生的电场在b处的场强Eb′＝Eb，方向水平向左，故Q＞0，由于b、d关于圆盘对称，故Q产生的电场在d处的场强Ed′＝Eb′＝，方向水平向右，电荷q产生的电场在d处的场强Ed＝，方向水平向右，所以d处的合场强的大小E＝Ed′＋Ed＝k。答案：B例题2下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘，坐标原点O处电场强度最大的是（　　）思路分析：设圆环的电荷在原点O产生的电场强度为E0，根据电场强度叠加原理，在坐标原点O处，A图场强为E0，B图场强为E0，C图场强为E0，D图场强为0，因此本题答案为B。答案：B例题3图中边长为

6、a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为（　　）A.，方向由C指向OB.，方向由O指向CC.，方向由C指向OD.，方向由O指向C思路分析：每个点电荷在O点处的场强大小都是E＝，画出矢量叠加的示意图如图所示，由图可得O点处的合场强为E0＝2E＝，方向由O指向C，B项正确。答案：B【方法提炼】利用补偿法和对称法求电场强度（1）补偿法：题给条件建立的模型A不是一个完整的标准模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型，这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的

7、标准模型与模型B的差值问题。（2）对称法：利用带电体（如球体、薄板等）产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法。满分训练：N（N>1）个电荷量均为q（q>0）的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图所示，若移去位于圆周上P点（图中未标出）的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为________，方向________。（已知静电力常量为k）思路分析：P点的带电小球在圆心O处的电场强度大小为E1＝k，方向沿PO指向O；N个小球在O点处电场强度叠加后，合场强