【沪科版】2017-2018学年高中物理选修3-1全一册学案(含答案)

公式 物理含义 是电场强度大小的定义式 引入过程 适用范围 F∝q，但E与F、q无关，E是反映某点处电场的性适用于一切电场 质 由E＝和库仑定律导出，在真空中，场源电FE＝ qQE＝k2 r是真空中点电荷电场强度的决定式 FqE由Q、r决定 荷Q是点电荷 2.计算电场强度的几种方法 (1)用定义式E＝求解，常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况． (2)用E＝k2求解，但仅适用于真空中的点电荷产生的电场．

(3)利用叠加原理求解，常用于涉及空间的电场是由多个电荷共同产生的情景．

4．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( )

【导学号：29682008】

A．3∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．1∶9

FqQrQEA?rB??3r?【解析】 由点电荷场强公式有：E＝k2∝r－2，故有＝??＝??＝9∶1，C项正确，

rEB?rA??r?

A、B、D项错误．

【答案】 C

5．(多选)真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处，放一个带电量为q(q?Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )

A. B. C．k2 D．k2

【解析】 由电场强度的定义可知A点场强为E＝，又由库仑定律知F＝得E＝k2，B、D对，A、C错．

【答案】 BD

6．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图2-1-6.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( )

22

FQFqqrQrFqkQq，代入后r2

Qr

图2-1-6

A.B.C.D.

3kQ2，沿y轴正向 4a3kQ2，沿y轴负向 4a5kQ2，沿y轴正向 4a5kQ2，沿y轴负向 4a【解析】 处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k2，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＝k2，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＝k2，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＝k3kQ向，所以H点的场强E＝E3－E4＝2，方向沿y轴负向．

4a【答案】 B

合场强的求解技巧

(1)电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直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．

(2)当两矢量满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上时，两矢量合成叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算．

电 场 线 匀 强 电 场 QaQaQaQa2

，方向沿y轴正

[先填空] 1．电场线

(1)定义：电场线是在电场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的电场强度方向(如图2-1-7)．

图2-1-7

(2)几种常见电场的电场线

正点电荷 负点电荷 等量正点电荷

等量异种点电荷 匀强电场

图2-1-8

2．匀强电场

(1)定义：场强的大小和方向都相同的电场． (2)匀强电场的电场线：间隔相等的平行直线． [再判断]

1．电场线可以描述电场的强弱也能描述电场的方向．(√)

2．电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．(√) 3．只要电场线是平行的直线，该电场一定是匀强电场．(×) [后思考]

1．有同学认为，由于两条电场线之间无电场线故无电场．你认为对吗？

【提示】 不对，电场线是人们为形象研究电场，人为画出的一些线，在电场中任何区域均可画电场线．

2．为什么电场中电场线不会相交？

【提示】 如果电场中电场线相交，在交点处有两个“切线方向”，就会得出电场中同一点电场方向不唯一的错误结论．

[合作探讨]

探讨1：电场线是怎样描述电场的强弱和方向？电场线实际存在吗？

【提示】 电场线的疏密描述电场的强弱，电场线上某一点的切线方向是该点的电场强度的方向．电场线不是实际存在的，是一些假想的曲线．

探讨2：电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗？二者在什么条件下才重合？ 【提示】 不相同．电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线，带电粒子在电场中的运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，只有当电场线是直线，且带电粒子只受静电力作用(或受其他力，但方向沿电场线所在直线)，同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时，运动轨迹才和电场线重合．

[核心点击]

1．电场线的基本性质

(1)电场线上每一点的切线方向就是该点电场强度的方向． (2)电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)．

(3)静电场中电场线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不封闭，也不会中断．

(4)同一电场中，任意两条电场线都不会相交．

(5)电场线不是实际存在的线，是为了形象地描述电场而假想的线． 2．几种常见电场线的分布及特点

(1)点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图2-1-9所示．

图2-1-9

①点电荷形成的电场中，不存在电场强度相等的点．

②若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直．在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同．

(2)等量同种电荷的电场：电场线分布如图2-1-10所示(以等量正电荷为例)，其特点有：

图2-1-10

①两点电荷连线的中点处电场强度为零，向两侧电场强度逐渐增大，方向指向中点． ②两点电荷连线中点沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小，方向背离中点．