【物理】2018届一轮复习人教版电场、电场强度电场线学案

【物理】2018届一轮复习人教版电场、电场强度电场线学案

一、电场、电场强度 ‎1．电场 ‎(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．‎ ‎(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用．‎ ‎2．电场强度 ‎(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值．‎ ‎(2)定义式：E＝.单位：N/C或V/m.‎ ‎(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点电场强度的方向．‎ 三、电场线 ‎1．电场线的特点 ‎(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处．‎ ‎(2)电场线在电场中不相交．‎ ‎(3)电场线不是电荷在电场中的运动轨迹．‎ ‎2．电场线的应用 ‎(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大．‎ ‎(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向．‎ ‎(3)沿电场线方向电势逐渐降低．‎ ‎(4)电场线和等势面在相交处互相垂直．‎ 对点自测 ‎1．判断正误 ‎(1)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比．(×)‎ ‎(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向．(√)‎ ‎(3)在真空中，电场强度的表达式E＝中的Q就是产生电场的点电荷．(√)‎ ‎(4)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同．(×)‎ ‎(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向．(×)‎ ‎2．(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是(　　)‎ A．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切 B．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，没有电场线的区域内的点场强为零 C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 解析：选CD.电场线是假想的，不是物质，在空间不相交、不相切，没有电场线的区域内的点，场强不一定为零，A、B错误，C、D正确．‎ ‎3. 如图所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则(　　)‎ A．q1＝2q2 B．q1＝4q2‎ C．q1＝－2q2 D．q1＝－4q2‎ 解析：选B.由于R处的合场强为0，故两点电荷的电性相同，结合点电荷的场强公式E＝k可知k－k＝0，又r1＝2r2，故q1＝4q2，本题选B.‎ 考点三　电场强度的理解和计算 ‎1．三个场强公式的比较 表达式比较 E＝ E＝k E＝ 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的关系式 适用条件 一切电场 ‎①真空；②点电荷 匀强电场 决定因素 由电场本身决定，与检验电荷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，d为两点沿场强方向的距离 ‎2.电场的叠加 ‎(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和．‎ ‎(2)运算法则：平行四边形定则．‎ 例题1. A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为(　　)‎ A．－　　　 B． C．－F D．F 解析：选B.设A处电场强度为E，则F＝qE；由点电荷的电场强度公式E＝可知，C处的电场强度为－，在C处放电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为F′＝－2q·＝，选项B正确．‎ 例题2．直角坐标系xOy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 解析：选B.处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2＝E1＝k，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3＝E2＝k，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4＝k，方向沿y轴正向，所以H点的场强E＝E3－E4＝，方向沿y轴负向．‎ 求电场强度的两种特殊方法 ‎(1)对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，这都可采用对称法求解．‎ ‎(2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．‎ 过关检测 ‎1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关 C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 解析：选C.电场中某点场强的大小由电场本身决定，与有无试探电荷、试探电荷的受力情况及所带电荷性质无关，A、B、D错误，C正确．‎ ‎2.‎ 如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有 (　　)‎ A．体中心、各面中心和各边中点 B．体中心和各边中点 C．各面中心和各边中点 D．体中心和各面中心 解析：选D.根据点电荷场强公式E＝及正方体的对称性可知正方体的体中心点及各面的中心点处场强为零，故答案为D.‎ ‎3. 如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是(　　)‎ A．Ea＝ B．Ea＝Eb ‎ C．Ea＝Eb D．Ea＝3Eb 解析：选D.由题图可知，rb＝ra，再由E＝可得＝＝，故D正确．‎ ‎4. 如图所示，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．k B．k C．k D．k 解析：选B.由于在a点放置一点电荷q后，b点电场强度为零，说明点电荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等，即EQ＝Eq＝k，根据对称性可知Q在d点产生的场强大小EQ′＝EQ＝k，则Ed＝EQ′＋Eq′＝k＋k＝k，B正确．‎