1、第23讲电场强度考情 剖析(注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度电场强度、点电荷的场强(电场强度的计算最多考虑两个电场的叠加)09多选考查通过对(x)图象的分析，判断场强大小、方向，电场力大小以及电场力做功情况10单选以Ex图象为背景，考查电势与电场强度之间的关系12单选运用点电荷的电场强度定义式求解电场中不同点的电场强度之比重点A或B小结及预测1.小结：电场强度、点电荷的场强以选择的形式进行考查，侧重考查电场强度、电势以及电场力做功情况2预测：4年中仅11年未曾考查，预
2、测14年考查的可能性比较大3复习建议：复习时注重理解电场强度的含义. 知识 整合一、电场1电场： 带电体周围存在的一种物质，是电荷间的媒介它是一种看不见的_的物质它具有_和能的特性2电场最基本的性质是_3电场力： _，此力叫电场力二、电场线1在电场中画出的一系列从_出发到_终止的曲线曲线上每一点的切线方向都跟_一致，此曲线叫电场线2电场线的性质(1)电场线是为了形象地描述_而假想的、实际不存在的_(2)电场线是起源于_(或无穷远处)，终止于_(或无穷远处)的有源线是_曲线(3)电场线的疏密表示_，某点的切线方向表示该点的_它不表示电荷在电场中的运动轨迹(4)电场线_相交在静电场中，电场线不中断
3、一、电场强度 1定义和定义式： 放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度用E表示其定义式为：EF/q.2单位： 电场强度的单位为导出单位为牛/库，符号N/C.3矢量性： 电场强度是矢量，方向与正电荷在该点所受电场力方向相同二、电场的叠加电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同产生时，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和一、电场强度点电荷的场强1电场的场强与是否放入试探电荷无关，不要认为受电场力大的场强就大2不要单纯从数学角度理解物理公式，要分析物理量的含义，及公式的适用范围【典型例题1】 有关对电场强度的理解，下述正确的是(
4、) A由E可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比 B当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C由Ek知，在离点电荷很近处，r接近于零，电场强度达无穷大 D电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关温馨提示解答此题时，首先要明确电场的场强与是否放入试探电荷无关记录空间【变式训练1】如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为q外，其余各点处的电荷量均为q，则圆心O处() A场强大小为，方向沿OA方向 B场强大小为，方向沿AO方向 C场强大小为，方向沿OA方向 D场强大小为，
5、方向沿AO方向2电场强度的计算方法(1)场强三个表达式的比较表达式比较EEkE公式意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U关系式适用条件一切电场真空；点电荷匀强电场比较决定因素由电场本身决定，与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定相同点矢量，单位：1 N/C1 V/m(2)叠加原理：多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵守平行四边形定则【典型例题2】 在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的
6、两条直线(其中一条沿竖直方向)和圆周的交点当把一试探电荷q放在d点时恰好平衡(如图所示)求：(1)匀强电场场强E的大小、方向如何；(2)试探电荷q放在c点时，受力Fc的大小、方向如何；(3)试探电荷q放在b点时，受力Fb的大小、方向如何温馨提示解答此题时，首先要明确点电荷的场强计算公式、根据场强叠加原理进行解答记录空间【变式训练2】如图所示，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是q1，在b、d 两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是q2，q1q2 ，已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条() AE1 BE2 CE3 DE4
7、二、静电场电场线利用电场线和运动轨迹判断带电粒子的情况电场线是用来形象描述电场的一种曲线，某点切线方向表示场强方向，疏密程度表示电场的强弱电场线尽管是假想曲线，但它是研究静电场的一种重要手段，利用它可以研究电荷在电场中运动时的受力、做功、能量变化，但它不是带电粒子的运动轨迹带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力情况和初速度情况决定点电荷在电场力作用下，满足下列条件轨迹才能与电场线重合(1)电场线是直线；(2)电荷的初速度为零或不为零，但速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力作用或所受合外力的方向和电场线平行【典型例题3】 如图所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示某一带电粒子从
8、a点进入电场时通过该电场区域的运动轨迹，a，b是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确的判断是() A粒子带正电 B粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D粒子在a点的速度小于在b点的速度温馨提示解答此题时，可根据运动轨迹来判断带电粒子受力情况记录空间【变式训练3】一个带电粒子沿着如图所示的虚线由A经B穿越电场，不计粒子的重力，则下列说法中正确的是() A粒子带正电 B粒子在A点受到电场力小于在B点受到的电场力 C粒子在A处的动能小于在B处的动能 D粒子在A处的电势能小于在B处的电势能 随堂 演练1如图所示为两点电荷电场的电场线
9、分布图，由图可知()第1题图 A两点电荷为等量异种电荷 B左边点电荷的电量大于右边点电荷的电量 C左边点电荷的电量小于右边点电荷的电量 D左边点电荷可能为负电荷2下列说法正确的是() AE是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场 B以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 C库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷间相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律 D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fk，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处的场强的大小3两带电小球的质量均为m，所带电
10、荷量分别为q和q，两球间用绝缘细线连接，上球又用绝缘细线悬挂在天花板上在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，问平衡时的可能位置是下图中的()4某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是()第4题图 A负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力 Ba点的场强方向一定沿着a点的电场线向右 C正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力 Da点的场强一定大于b点的场强5真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为() A31 B13 C91 D196两带电荷量分别为q和q的点电荷
11、放在x轴上，相距为L，下列能正确反映两点电荷连线上场强大小E与x的关系的图象是()ABCD7有一静电场，其电场强度方向平行于x轴其电势u随坐标x的改变而变化，变化的图线如图所示，则图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)()第7题图AB CD8在x轴上有两个点电荷，一个带电量为Q1，另一个带电量为Q2，且Q12Q2.用E1和E2分别表示两个点电荷产生的场强的大小，则在x轴上() AE1E2之点只有一处，该处的合场强为0 BE1E2之点共有两处，一处的合场强为0，另一处的合场强为2E2 CE1E2之点共有三处，其中两处的合场强为0，另一处的合场强为2E2 DE1
12、E2之点共有三处，其中一处的合场强为0，另两处的合场强为2E2第23讲电场强度知识整合基础自测一、1.相互作用客观存在力的特性2对放入电场中的电荷有电场力的作用3.放入电场中的电荷受到电场的力的作用二、1.正电荷或无限远无限远或负电荷该点的场强方向2.(1)电场线(2)正电荷负电荷不闭合(3)电场的强弱场强方向(4)不重点阐述【典型例题1】 有关对电场强度的理解，下述正确的是() A由E可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比 B当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C由Ek知，在离点电荷很近处，r接近于零，电场强度达无穷大 D电场强度是反映电场本身
13、特性的物理量，与是否存在试探电荷无关【答案】D【解析】电场对处于其中的电荷施加电场力的作用是电场的一个基本性质，我们为了反映电场具有这一力的性质，引入了物理量电场强度E，E反映了电荷周围存在的特殊物质电场本身的特性，试探电荷的引入仅仅是用来检验这一特性，因此与试探电荷存在与否无关物理学中的点电荷是一种理想化的模型，实际的带电体在满足它本身的线度远小于问题中所涉及的空间距离时，都可看成是点电荷，但当r0时，再也不能把电荷看成是点电荷了，即Ek在r0时已不适用综上所述，只有D选项正确，故选D.变式训练1C【解析】 根据对称性，先假定在A点放上q的点电荷，则O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷
14、在O点的场强方向沿OA向上，大小为，故O点的合场强为A点q在O点产生的场强与B、C、D、E四个q在O点产生的合场强的矢量和，即EOEAE，所以答案为C.【典型例题2】 在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线(其中一条沿竖直方向)和圆周的交点当把一试探电荷q放在d点时恰好平衡(如图所示)求：(1)匀强电场场强E的大小、方向如何；(2)试探电荷q放在c点时，受力Fc的大小、方向如何；(3)试探电荷q放在b点时，受力Fb的大小、方向如何【答案】(1)Ek，场强方向沿db方向(2)Fck，方向与ac方向成45角(3)F
15、b2k，方向沿db方向【解析】 由题意可知，试探电荷处在匀强电场和点电荷Q产生的电场所组成的叠加场中因此要求试探电荷在电场中某点所受的电场力，首先应确定该点的合场强，要确定合场强，就需要求匀强电场的场强而题目已经告诉当试探电荷处在d点时恰好平衡，这恰恰是两电场共同作用的结果，据此问题可解(1)由题意可知F1k，FqE.因为F1F，所以qEk，Ek，场强方向沿db方向(2)试探电荷放在c点：EcEk，所以FcqEck，方向与ac方向成45角(3)试探电荷放在b点：EbE3E2E2k，所以FbqEb2k，方向沿db方向变式训练2B【解析】 四个点电荷在O点产生的场强大小关系为EaEcEbEd, E
16、b、 Ed的合矢量沿Oc方向，Ea、 Ec的合矢量沿Oe方向，故总的场强合矢量沿Od、 Oe之间的一个方向，即E2方向，故选B.【典型例题3】 如图所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示某一带电粒子从a点进入电场时通过该电场区域的运动轨迹，a，b是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确的判断是() A粒子带正电 B粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D粒子在a点的速度小于在b点的速度【答案】BD【解析】粒子由a点进入电场，轨迹向电场线的反方向偏转，可以确定粒子带负电，A项错误；粒子由a到b电场力做正功，电势能减小，即粒子在a
17、点的电势能大于在b点的电势能，B项正确；粒子在a点的受力与在b点的受力相同，a、b两点加速度相等，C项错误；由于电场力做正功，粒子动能增加，粒子在a点的速度小于在b点的速度，D项正确，故选D.变式训练3AC【解析】 由粒子轨迹的弯曲方向可知电场力沿电场线方向，即粒子带正电，故A正确；由电场线的疏密程度知EAEB，故B错误；由粒子的轨迹知电场力做正功，动能增加，电势能减小，故C正确，D错误，选A、C.随堂演练1.B【解析】由电场线分布图可知，两点电荷为不等量异种电荷，且左边电场线密集，左边点电荷的电量大于右边点电荷的电量，左边为正电荷，右边为负电荷，故选B.2.ACD【解析】 在B选项中，场强大
18、小相等，方向不同，所以错误，A、 C、 D三项均正确故选A、C、D.3.A【解析】 对两个带电小球所组成的整体进行受力分析可知，两球在竖直方向上仅受重力和细线拉力而处于平衡状态，则两球中拉上球的细线必须处于竖直位置，故选A.4.BCD【解析】 电荷在电场中受到电场力的大小与电场强度有关，而电场线的疏密反映了电场强度的强弱，故A错，C对D对，电场强度的方向一定是沿电场线切线的方向，B对，故选BCD.5.C【解析】 本题考查了点电荷电场强度的计算点电荷电场强度的计算式E，所以，选项C正确6.A【解析】 该题利用图象考查等量异种电荷连线上电场强度的分布情况根据等量异种电荷的电场线分布情况知，两电荷连
19、线上的场强先减小后增大因两电荷在连线上任一点产生的场强方向相同，合场强不可能为零，故选项A正确，B、C、D错误7.A【解析】由题图知该静电场中电势u与沿电场方向的距离x成线性关系，故必为匀强电场，则ux图象的斜率大小等于场强E，故此02mm、1012mm两段的场强大小相等，方向也相同，且与210mm区间的场强相反因顺着场强方向电势降低，故02mm及1012mm区间场强方向为负，而210mm区间场强为正8.B【解析】 如图所示，设Q1、Q2相距l，在它们的连线上距Q1距离为x处有一点A，在该处两点电荷所产生电场的场强大小相等，则有第8题图kk.即x24lx2l20，解得x(2)l.即x1(2)l，x2(2)l，说明在Q2两侧各有一点，在该点Q1、Q2产生电场的场强大小相等，在这两点其中的一点，两点电荷产生电场的场强大小，方向都相同(若Q1、Q2为异种电荷，该点在Q1、Q2之间，若Q1、Q2为同种电荷，该点在Q1、Q2的外侧)，在另一点，两电荷产生电场的场强大小相等，方向相反(若Q1、Q2为异种电荷，该点在Q1、Q，外侧，若Q1、Q2为同种电荷，该点在Q1、Q2之间)
