9.3电场　电场强度 第1课时-2023-2024学年高二物理（人教版2019必修第三册）（原卷版）

第九章静电场及其应用第3节电场电场强度第1课时课程标准学习目标知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。1．知道电场的概念及电场的基本性质.2．理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算.3．把握点电荷的电场和电场强度的叠加．4.通过电场强度学问应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学学问的应用价值，进一步增加同学的学习动力和科学意识。（一）课前阅读：1.人体带电，长头发竖起散开的奇特通过起电机使人体带电，人的头发会竖起散开。为什么会消灭这样的现象?你会解释产生这一现象的缘由吗?人体带上静电，同种电荷相互排斥，使头发会竖起散开。2.电场19世纪30年月，英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的四周存在着由它产生的电场”。电场是看不见、摸不着的。处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场赐予的。（二）基础梳理一、电场电场强度1．摸索电荷与场源电荷(1)摸索电荷：为了便于争辩电场各点的性质而引入的电荷，是电荷量和体积都的点电荷．(2)场源电荷：的带电体所带的电荷，也叫源电荷．2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的摸索电荷所受的与它的之比，叫作该点的电场强度．(2)定义式：E＝eq\f(F,q).(3)单位：．(4)方向：电场强度是矢量，规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向，与负电荷在该点所受静电力的方向．【概念连接】场是物质存在的一种形式物理学的理论和试验证明并进展了法拉第的观点。电场以及磁场已被证明是一种客观存在。场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，因而场也是物质存在的一种形式。【即学即练】1.推断下列说法的正误.(1)依据电场强度的定义式E＝eq\f(F,q)可知，E与F成正比，与q成反比．()(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，电场强度反向．()二、点电荷的电场电场强度的叠加1．真空中点电荷的电场(1)电场强度公式：E＝keq\f(Q,r2).(2)方向：假如以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径；当Q为负电荷时，E的方向沿半径．2．电场强度的叠加电场强度是量，假如场源是多个点电荷时，则电场中某点的电场强度等于各个点电荷在该点产生的电场强度的．【拓展补充】均匀带电球体外部场强可以证明，一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同即式中的r是球心到该点的距离(r>R)，为整个球体所带的电荷量。一、电场强度1．电场强度的大小和方向都是由电场本身所打算的，与摸索电荷无关．2．电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反．3．公式E＝eq\f(F,q)可变形为F＝qE，正电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相同，负电荷所受静电力方向与该点电场强度方向相反．【典例精析】例1．如图所示，在一带负电荷的导体A四周有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则：(1)B处电场强度多大？方向如何？(2)假如换成一个q2＝＋4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？(3)假如将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？二、点电荷的电场电场强度的叠加1．对点电荷电场强度公式E＝keq\f(Q,r2)的理解．(1)E＝keq\f(Q,r2)仅适用于真空中的点电荷的电场，而E＝eq\f(F,q)适用于任何电场．(2)在计算式E＝keq\f(Q,r2)中，r→0时，电场强度E不行以认为无穷大．由于r→0时，带电荷量为Q的物体就不能看成点电荷了．2．均匀带电球体之外某点的电场强度E＝eq\f(kQ,r2)，式中r为球心到该点的距离．3．电场强度是矢量，对于同始终线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算，对于互成角度的电场强度的叠加，合成时遵循平行四边形定则．【典例精析】例2．如图所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为eq\r(3)L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何？1．电场的性质(1)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)打算的，与是否放入摸索电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。(2)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。2．与的比较公式本质区分定义式打算式适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q的意义q表示引入电场的(摸索、检验)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷(场源电荷)的电荷量关系E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关E不仅用Q、r来表示，且E∝Q，E∝一、单选题1．下列关于电场的说法中正确的是（）A．电荷四周有的地方存在电场，有的地方没有电场B．电场只能存在于真空中，不行能存在于物体中C．电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D．电荷间的作用是通过电场传递的2．电场中有一点P，下列说法中正确的是（）A．若放在P点的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有放电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大D．P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同3．如图，电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为（

）A．，方向与F相反 B．，方向与F相反C．，方向与F相同 D．，方向与F相同4．真空中有一个电场，在其中某点放入电荷量为6.0×10-9C的点电荷，它受到的电场力为3.0×10-4N，则该点的电场强度的大小为（）A．5.0×104N/C B．5.0×105N/CC．5.0×105C/N D．5.0×104C/N5．关于电场强度有下列说法，正确的是（）A．电场中某点的电场强度在数值上等于单位正电荷在该点所受的电场力B．电场强度的方向总是跟电场力的方向全都C．在点电荷Q四周的任意一点，假如没有把摸索电荷q放进去，则这一点的电场强度为零D．依据公式可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的摸索电荷的电荷量成反比6．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，，电荷量相等的两个异种点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为，与之比为（）A． B． C． D．7．直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（）A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负向C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向8．如图，电荷量为的点电荷与电荷量为的均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O。若图中A点的电场强度大小为，方向水平向右，则图中B点的电场强度大小为（静电力常量为k）（）A． B．C． D．二、多选题9．在电场中的某点A处放一摸索电荷，它所受的静电力大小为F，方向水平向右，则A点的电场强度大小为，方向水平向右。下列说法正确的是（）A．在A点放一个负摸索电荷，A点的电场强度方向变为水平向左B．在A点放一个负摸索电荷，它所受的静电力方向水平向左C．在A点放一个电荷量为的摸索电荷，它所受的静电力大小为D．在A点放一个电荷量为的摸索电荷，则A点的电场强度大小变为10．如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的摸索电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是（）A． B． C． D．11．如图所示为在同一点电荷电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图像，那么下列叙述正确的是（）A．这个电场的场强相同B．a、b、c、d四点的场强大小关系是C．同一点的电场强度随检验电荷电荷量的增大而增大D．a、b、c、d四点肯定在同始终线上12．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为x轴上的三点。放在A、B两点的摸索电荷受到的静电力跟其所带电荷量的关系如图乙所示，则（

）A．A点的电场强度大小为 B．B点的电场强度大小为C．点电荷Q在A、B之间 D．点电荷Q在O、B之间三、解答题13．在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C，直线MN通过O点，O、M的距离r=30cm，在M点放一个点电荷，其电荷量q=-1.0×10-10C，如图所示。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，求：（1）M点处点电荷受到的作用力；（2）M点的场强；（3）拿走M点处的点电荷后M点的场强。14．如图所示，三个点电荷a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，，，每一个点电荷都可以看作处于另外两个点电