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高三物理试题及答案 高三物理试题及答案 电场和电场强度 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 突破电场和电场强度的思维障碍 二. 学习目标： 1、理解电场强度的概念和特点。 2、掌握电场强度的求解方法及场强的叠加问题的分析思路和方法。 3、掌握电场力作用下的平衡及加速问题的分析思路。 本节内容是高考的热点，在近几年的高考中，电场强度概念的考查及场强的叠加问题多以选择题目的形式出现。同时在高考中也可以把这些基本的概念问题融入到大型的综合问题中，组成难度较大的综合题。如2021年全国理综Ⅱ卷第17题,2021年上海卷第4题,2021年春季全国理综卷第19题都是以选择或者填空的形式考查了这方面的问题。 三. 重难点解析：电场的基本性质： （1）电荷的周围存在着电场，静止电荷的周围存在着静电场。 （2）电场的基本性质：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量。 2. 电场强度 放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，简称为场强。用E 描述电场强度，即E =F /q 。 电场强度是矢量，规定场强的方向是正电荷受力的方向。那么，负电荷受力的方向跟场强方向相反。场强的单位是N/C。 场强的定义式E=F/q适用于任何电场。 说明：（1）在电场中的同一点，F/q是不变的，在电场中的不同点，F/q往往不同；即F/q完全由电场本身性质决定，与放不放电荷，放入电荷的电性、电量多少均无关系，正因F/q有上述特点，才将其定义为描述电场性质的物理量——电场强度。这是物理学上定义物理量的常用方法之一。 （2）E =F q 变形为F=qE表明：如果已知电场中某点的场强E ，便可计算在电场中该点放任何 电量的带电体所受的电场力大小，即场强E 是反映电场力的性质的物理量。 3. 电场力 （1）由电场强度的定义式E =F ，可导出电场力F=qE。 电场中每一点的电场强度的大小和方向都唯一地确定了，若知道某点的电场强度的大小和方向，就可求出电荷在该点受的电场力的大小和方向。 （2）电场力是由力的性质命名的，与重力、弹力、摩擦力一样，遵循力学的一切规律。 （3）电场力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。 4. 点电荷电场的场强 场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们相互间的库仑力F =k Qq Q r 2=q ?k r 2，所以电荷q 处的电场强度E =F q =k Q （1）公式：E =k ，Q 为真空中点电荷的带电量，r 为该点到点电荷Q 的距离。 （2）方向：若Q 为正电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向该点；若Q 为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q 。 （3）适用条件：真空中点电荷。 注意：由于库仑定律仅适用于点电荷电场，因而E =kQ 2也是仅适用于真空中的点电荷电场， 而定义式E =F 则适用于任何电场。 5. 场强的叠加 如空间有几个点电荷，则某点的场强应为各点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。 说明：场强是矢量，场强的叠加遵循矢量叠加原理——平行四边形定则。 说明：空间中有多个电荷存在时，空间中总的场强是各电荷在该处场强的矢量和，这就是用矢量叠加法求解，且运用了E =kQ /r 2。 6. 电场强度的求解方法 （1）用定义式求解。 由于定义式E =F /q 是适用于任何电场的（只要放入的电荷q 不影响原电场的分布），所以都可用测得的放入电场中某点的电荷q 受到的电场力F ，与放入电荷电量q 之比，求出该点的电场强度。 （2）用E =kQ /r 2求解。 中学阶段绝大多数情况下只讨论点电荷在真空中的电场分布情况，故直接用E =kQ /r 2求电场强度，其方向由场源电荷Q 的正负确定，如+Q时，E 的方向沿半径r 向外；若-Q 时，E 的方向沿半径r 的反向（向内）。 （3）场强与电势差的关系求解（后面将学到）。 在匀强电场中它们的关系是：场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。即E =U /d ，式中d 为沿电场线方向的距离，U 为这个距离的两个点（或称为等势面）的电势差。 （4）矢量叠加法求解。 已知某点的几个分场强求合场强，或已知合场强求某一分场强，则用矢量叠加法求得E 。 （5）对称性求解。 巧妙地合适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场强，这都可采用