高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 点电荷的电场 匀强电场优质学案

1.4点电荷电场 匀强电场

【学习目标】

1.会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。

2.知道匀强电场的特点

3.知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算。

【知识梳理】

一、点电荷的电场：

如图所示，场源电荷Q与试探电荷q相距为r，则它们之间的库仑力                ，所以电荷q处的电场强度                       。

(1)公式：            。

(2)方向：若Q为正电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线     Q；若Q为负电荷，电场强度方向沿Q和该点的连线         Q。

二、电场叠加原理

   1、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      。这种关系叫作电场强度的            。

如图，P点的电场强度，等于电荷＋Q1在该点产生的电场强度E1与电荷－Q2在该点产生的电场强度E2的        。

三、匀强电场

电场强度大小              ，方向                的电场，成为匀强电场。例如，两块大小相同，相距很近、互相正对且带有等量异种电荷的金属板之间的电场，就是匀强电场。

【经典例题】

例1、下列说法正确的是（  ）

A．由E=F/q知E与F成正比，与q成反比；

B．由E=kQ/r2知E与Q成正比，与r2成反比；

C．由E=kQ/r2知在离Q无限近的地方（r→0）,场强可达无穷大；

D．由E=kQ/r2知在以Q为中心的圆周上，场强处处相同。

例2、如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度(　　)

A．大小为，方向竖直向上

B．大小为，方向竖直向上

C．大小为，方向竖直向下

D．大小为，方向竖直向下

【巩固训练】

1、图中画了四个电场的电场线，其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷，图A中虚线是一个圆，图B中几条直线间距相等且互相平行，则在图A、B、C、D中M、N两处电场强度相同的是(　　)

A　　B　　　C　　　D

2、在等边三角形ABC的顶点B和C处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A处的场强大小为E，方向与BC边平行且由B指向C，如图所示。若拿走C处的点电荷，则下列关于A处电场强度的说法正确的是(　　)

A．大小仍为E，方向由A指向B

B．大小仍为E，方向由B指向A

C．大小变为，方向不变

D．不能得出结论

3、公式E=F/q ①、公式E=kq/r2 ②，分别是电场强度的定义式和点电荷场强的公式。下列四个选项中正确的是（  ）

A．①式中的E是①式中的电荷q所产生的电场的场强，②式中的场强E是②式中的电荷q所产生的电场的场强；

B．①式中的F是放入某电场中的电荷所受的力，q为试探电荷；

C．②式中的场强E是某电场的场强，q是放入此电场中的电荷；

D．①②两式都是只对点电荷产生的电场才成立。

4. 如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是(　　)

A．A、B可能是带等量异号的正、负电荷

B．A、B可能是带不等量的正电荷

C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零

D．同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向一定相反

5. 关于电场强度，下列说法正确的是(　　)

A．在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同

B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大

C．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右

D．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大

6. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上。a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场电场强度的大小为(　　)

A．　　　 B．

C．   D．

7.如图所示，O是半径为R的正N边形(N为大于3的偶数)外接圆的圆心，在正N边形的一个顶点A放置一个带电荷量为＋2q的点电荷，其余顶点分别放置带电荷量均为－q的点电荷(未画出)。则圆心O处的场强大小为(　　)

A．  B.  C．  D．

8．(2019·全国卷Ⅰ)如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)

A．P和Q都带正电荷

B．P和Q都带负电荷

C．P带正电荷，Q带负电荷

D．P带负电荷，Q带正电荷

参考答案：

例1 B

例2 C

巩固训练

1. B
2. B
3. B
4. D
5. C
6. B
7. A
8. D