【教科版】選修3-1:1.3《電場、電場強(qiáng)度和電場線._第1頁
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文檔簡介

1、第一章靜電場第一章靜電場3電場 電場強(qiáng)度和電場線學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電場是電荷周圍客觀存在的一 種特殊物質(zhì).2.理解電場強(qiáng)度的定義及物理意義, 知道它的矢量性.(重點)3.掌握點電荷場強(qiáng)的計算式并能進(jìn)行 有關(guān)的計算.(重點)4.知道電場強(qiáng)度的疊加原理,能應(yīng)用 該原理進(jìn)行簡單計算.(難點)5理解電場線的概念、特點,了解常 見的電場線的分布,知道什么是勻強(qiáng) 電場.(重點、難點)|電場的概念電場 _基本性質(zhì)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度定義電場線的電場線 _幾種常見 左I強(qiáng)尬場電場和電場強(qiáng)度- o基礎(chǔ)初探-先填空1.電場的概念和基本性質(zhì)概念存在于曲荷周圍的一種特殊物質(zhì),由電荷產(chǎn)生,場和尖在的兩種不同形式.(2)基本性

2、質(zhì)對放入其中的電荷有力的作用.電荷之間通過一電場相互作丿A電荷圖1-3-1電荷2.電場強(qiáng)度(1)定義:放入電場中某一點的電荷所受的電場力跟電崔 叫做該點的電場強(qiáng)度,簡稱“場強(qiáng)(2)物理意義:描述電場強(qiáng)弱和方向的物理量.E=E(3)公式: (.(4)單位:牛頓/庫侖,符號N/C .(5)方向:電場中某一點場強(qiáng)方向就是位于該點的止電荷 受.3點電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加(1)真空中點電荷的場強(qiáng)1大小:E=E=k kr r (0(0為場源電荷)2方向:0為正電荷時,E的方向沿0與該點的連線向外時,E的方向沿0與該點的連線向內(nèi)(2)電場強(qiáng)度的疊加電場中某點的電場強(qiáng)度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生白 矢量和再

3、判斷1.電場強(qiáng)度的大小與電場力成正比,與電荷量成反比.(X2.電場強(qiáng)度的方向與電場力的方向相同.(X)3.電場中某點放入不同的檢驗電荷時,電場強(qiáng)度不受影響.4.由公式=岸可知,放入電場中某點檢驗電荷的電荷量0的電場強(qiáng)度越大.(X)后思考根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E E 冷,是不是只有試探電荷q q存在時,【提示】 不是,電場是由場源電荷產(chǎn)生的,與試探電荷的關(guān)系- o核心突破-合作探討把同一試探電荷放在電場中的不同位置,由圖132可知,診 同點所受的電場力的大小和方向不相同,這說明各點的電場的強(qiáng) 同.探討1:用什么物理量表征電場的強(qiáng)弱?如何定義這個物理肓 【提示】電場強(qiáng)度,可以通過試探電荷受力來定義.

4、探討2:同一位置,放不同試探電荷,試探電荷受力越大,則 強(qiáng)嗎?【提示】E與F無關(guān),E與試探電荷q無關(guān).核心點擊1.對電場的認(rèn)識電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì),并非由分子、原子組成. 質(zhì)存仕的兩種不同形式.2.對電場強(qiáng)度的兩點理解(1)矢量性:場強(qiáng)有大小和方向,是矢量.(2)疊加性:某空間中有多個電荷時,該空間某點的場強(qiáng)等 于所有電荷在該點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和.3.公式E E 氣與 E=E=的區(qū)別公式E=FlqE=FlqE=kQI.E=kQI.本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式意義及用途給出了一種量度電場強(qiáng)弱的方 法指明了點電荷 的決定因素適用范圍一切電場真空中點電荷fQ Q 或 q q 意義g表示引入電場的

5、檢驗(或試探)Q Q表示產(chǎn)生電j電荷的電荷量荷的電荷量關(guān)系理解E用F與g的比值來表示,但E EE不僅用Q Q、r r的大小與F、q的大小無關(guān)且ExQ,ExQ,- o題組沖關(guān)-1.下列關(guān)于電場強(qiáng)度的說法中正確的是()A.公式E E 氣只適用于真空中點電荷產(chǎn)生的電場B.由公式E=E=魯可知,電場中某點的電場強(qiáng)度與試探電荷 所受的電場力成正比c.在公式中,華是點電荷a產(chǎn)生的電場在點電彳 大?。欢A是點電荷21產(chǎn)生的電場在點電荷a處場強(qiáng)的大小D.由公式E=kE=k可知,在離點電荷非常近的地方(r-0),電 大【解析】 電場強(qiáng)度的定義式E E = = t t 適用于任何電場,故A鎧 的電場強(qiáng)度由電場本身

6、決定,而與電場中該點是否有試探電荷或 所受的電場力無關(guān)(試探電荷所受電場力與其所帶電荷量的比值僅 的大小,不能決定場強(qiáng)的大?。?,故B錯點電荷間的相互作用力 生的,故C對.公式E= 是點電荷產(chǎn)生的電場中某點場強(qiáng)的計 時,所謂“點電荷”已不存在,該公式已不適用,故D錯.【答案】C2.一檢驗電荷=+4X109C,在電場中某點P受到的電場6X107N,方向水平向右.求:【導(dǎo)學(xué)號:33410017】(1) P點的電場強(qiáng)度;(2)沒有檢驗電荷時P P點的電場強(qiáng)度;(3)若將檢驗電荷換為/ = 1.2X100再放于P點,此 的電場力F【解析】(1)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E E = = , ,得P P點的電場勞

7、 =蕓罟N/C = 1.5X102N/C.由于檢驗電荷電性為正,則P點電場強(qiáng)度的方向與其所受電 同,為水平向右.(2)電場強(qiáng)度是描述電場的物理量,跟有無檢驗電荷無關(guān),所 荷時,P點的電場強(qiáng)度大小仍為1.5X102N/C,方向為水平向右.(3)由E E = = %F%F = = qEqE故F=q=q1.2X10_6X1.5X102N= 1.8X104N負(fù)電荷所受電場力的方向與該點場強(qiáng)的方向相反,所以FF左.【答案】(1)1.5X1O2N/C,方向水平向右(2)1.5X102N/C,方向水平向右(3)1.8X 10-4N,方向水平用3._如圖133所示,真空中帶電荷量分別為+Q和_+(?一。 的點

8、電荷A、B相距廠.求:(1)兩點電荷連線的中點O的場強(qiáng)的大小和方向;(2)在兩電荷連線的中垂線上,距A、B兩點都為廠的O點的向.【解析】(1)如圖甲所示,人、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)B B兩點電荷在O點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EA= EB= = 纟場強(qiáng)為Eo =2EA=竽2,方向由甲乙(2)如圖乙所示,EA = EB=學(xué),由矢量圖所形成的等邊三為 點的合場強(qiáng)=EA=EB=等,方向與仙的中垂線垂直指向壬o同向.【答案】簣方向由A-BA-B鄉(xiāng)方向與同向F FO O公式E=彳和E=*E=*的應(yīng)用(1)區(qū)分電場強(qiáng)度的定義式(E = )和決定式(* =鄉(xiāng)),定適用于一切電場,而決定式只適用于點電荷的電場.(2

9、)電場中某點的場強(qiáng)由電場本身決定,與試探電荷的廬電荷量、電性均無關(guān). A AB0 0O/知識點德電場線- o基礎(chǔ)初探-先填空1.電場線的概念電場線是這樣一種線:它每一點的切線 方向都和該處的場弓某一區(qū)域電場線的疏密反映這一區(qū)域電場強(qiáng)度的 大小2.幾種常見電場的電場線電場電場線形狀簡要描述正點電荷光芒四射,發(fā)卡至點電荷90眾矢之的,會5等量同種點電荷勢不兩立,相丿等量異種點由荷手牽手,心連心,勻強(qiáng)電場平行的、等間距的,3.電場線的特點(1)電場線是為了形象描述電場而假想的哋線_,實際并不存:(2)任意兩條電場線爪相交(3)電場線的疏密 表示電場的強(qiáng)弱.(4)電場線總是起自止電荷 (或 無窮遠(yuǎn)),

10、止于 負(fù)電荷(j即電場線不閉合,在無電荷處不中斷.(5)電場線不表示電荷在電場中運動的軌跡.再判斷1.電場線、電場都是真實存在的.(X)2.根據(jù)點電荷電場線分布,可以確定以點電荷為圓心的圓上 相同.(X X )3.沿電場線的方向電場強(qiáng)度越來越小.(X )后思考如圖134為正點電荷周圍的電場線,試問在相鄰的兩條電場線之間沒有畫出電場線的地方有電場嗎?【提示】有.核心突破合作探討如圖135所示為等量異種點電荷、等量同種點電荷的電場分b關(guān)于點電荷連線對稱.甲乙圖1-3-5探討1:甲圖中Q、b兩點場強(qiáng)相同嗎?【提示】相同探討2:乙圖中Q、“兩點場強(qiáng)相同嗎?【提示】不相同核心點擊1.等量異種點電荷與等量

11、同種點電荷形成的電場場強(qiáng)分布特中垂線上的場強(qiáng)大小O點最大,從O點沿中垂線向兩邊逐漸變小O點為零,從 O O 點線向兩邊先變大后關(guān)于O點對稱的點4與4、B B 與B B1 1的場強(qiáng)等大同向等大反向2.帶電粒子在電場中運動問題的分析方法(1)根據(jù)帶電粒子運動軌跡的彎曲方向,判斷帶電粒子所受電:(2)把電場線方向、電場力方向與電性相聯(lián)系進(jìn)行分析.把電場線的疏密和電場力大小、加速度大小相聯(lián)系進(jìn)行分;(4)把電場力做的功與能量的變化相聯(lián)系進(jìn)行分析.3.電場線與帶電粒子運動軌跡重合的條件(1)電場線是直線.(2)帶電粒子只受電場力作用,或受其他力,但方向沿電場線丿(3)帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場

12、線所在的直線.- O題組沖關(guān)-4.如圖136所示,M、N為兩個等量同種電荷, 在其連線的中垂線上的P P點放一靜止的負(fù)電荷g(點電細(xì)荷),不計重力,下列說法中正確的是()VQ【導(dǎo)學(xué)號:33410018圖A.點電荷在從P到O的過程中,加速度越來越大,速度也iB.點電荷在從P到O的過程中,加速度越來越小,速度越2C.點電荷運動到O點時加速度為零,速度達(dá)最大值D.點電荷越過O點后,速度越來越小,加速度越來越大,直【解析】 由等量同種電荷周圍的電場線的分布可知,O點坊 點沿著中垂線向無窮遠(yuǎn)處延伸,場強(qiáng)先增大后減小,所以點電荷彳 過程中,加速度可能先增大后減小,選項A、B錯;負(fù)電荷Q所受 方向豎直向下,

13、到O點一直加速,選項C對;同理點電荷越過O來越小,加速度先增大后減小,選項D錯.【答案】C5.如圖1-3-7所示,一電子沿等量異種電荷的中垂線由人一O電子的重力不計,則電子所受另一個力的大小和方向的變化情況學(xué)號:33410019A.先變大后變小,方向水平向左B.先變大后變小,方向水平向右C.先變小后變大,方向水平向左D.先變小后變大,方向水平向右【解析】 等量異種電荷的電場線分布如圖甲所示,由圖中 可以看出,從4到O,電場線由疏到密;從O到B,電場線由密 電場強(qiáng)度應(yīng)由小變大,再由大變小,而電場強(qiáng)度的方向 線方向,為水平向右,如圖乙所示.由于電子處于平衡狀態(tài),所 為零,故另一個力應(yīng)與電子所受的電場力大小相等、方向相反. 場力與場強(qiáng)方向相反,即水平向左,電子從it程中,電 再由大變小,故另一個力方向應(yīng)水平向右,其大小先變大后變小正確.【答案】B6.(多選)某靜電場中的電場線如圖138所示,帶電粒子在電場中僅受電場力作用,由M運動到N,其運動軌跡如 圖中虛線所示,以下說法正確的是()/【導(dǎo)學(xué)號:33410020/齊A.粒子必定帶正電荷IB.粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C.粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D.粒子在M點的動能小于它在N點的動能A-甲【解析】 根據(jù)粒子運動軌跡彎曲

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