高二物理電場強(qiáng)度

1、第一章 電場第二章 學(xué)案3 電場強(qiáng)度一、電場1電場是電荷周圍存在的一種特殊_，它的基本性質(zhì)是對放入其中的_有作用力2靜電場是指_的電荷周圍存在的電場二、電場的描述1放入電場中探測電場性質(zhì)的電荷稱為_它的電荷量應(yīng)足夠_，線度應(yīng)足夠_2不同的試探電荷在電場中的同一點(diǎn)上受到的電場力的大小與試探電荷的電荷量的比值是_的，我們可以用這一比值表示電場的強(qiáng)弱，該比值稱為_，簡稱_用字母_表示3電場強(qiáng)度的定義式為E_，國際單位制中它的單位是_，電場強(qiáng)度是_量，其方向與_在該點(diǎn)受到的電場力的方向相同4如果電場中各點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同，這種電場叫做_5點(diǎn)電荷Q在距它r處的P點(diǎn)所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E_.6如果在空間

2、同時存在著多個點(diǎn)電荷，這時在空間某一點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的_，這叫做電場的疊加原理三、怎樣“看見”電場1在電場中畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向和該處的_方向一致，這樣的曲線叫電場線2電場線的疏密程度反映了電場的_，勻強(qiáng)電場的電場線是_直線答案一、1.物質(zhì)電荷2.靜止二、1.試探電荷小小2.恒定電場強(qiáng)度場強(qiáng)E3.N/C矢正電荷4.勻強(qiáng)電場 5.k 6.矢量和三、1.場強(qiáng) 2.強(qiáng)弱 間距相等的平行一、電場圖1問題情境天體之間沒有直接接觸，就有引力作用，如圖1所示，這種作用是通過引力場傳遞的，電荷與電荷之間的相互作用是通過電場來實(shí)現(xiàn)的1你知道哪里有電場嗎？2.電

3、場具有怎樣的特征呢？答案1.電荷的周圍都存在電場.2.電場的基本特征是對放入其中的電荷有電場力的作用要點(diǎn)提煉電場是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的二、電場的描述問題情境1.什么是試探電荷？其作用是什么？為什么它的帶電荷量和體積都要小？2如何描述電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)弱？3電場強(qiáng)度采用了怎樣的定義方式？我們以前有沒有用到過？4什么樣的電場稱為勻強(qiáng)電場？5在點(diǎn)電荷形成的電場中，某點(diǎn)的場強(qiáng)大小由哪些因素決定？6什么是電場的疊加原理？它遵循什么原則？答案1.放入電場中探測電場性質(zhì)的電荷稱為試探電荷作用是用來檢驗(yàn)電場的性質(zhì)帶電荷量足夠小是為了把它放入電場后不會影響原有電場的分布；

4、體積小是為了研究電場中各點(diǎn)的情況2用試探電荷在某點(diǎn)所受的力F與其帶電量q的比值來定義該點(diǎn)的電場強(qiáng)弱(即電場強(qiáng)度這一物理量)3比值定義法，我們學(xué)過的有R.4如果電場中各點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向都相同，這種電場叫做勻強(qiáng)電場5由點(diǎn)電荷的帶荷電荷量Q和所研究的點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r決定6如果在空間同時存在多個點(diǎn)電荷，這時在空間某一點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個電荷單獨(dú)存在時在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這叫做電場的疊加原理它遵循平行四邊形定則要點(diǎn)提煉1電場強(qiáng)度：描述電場的強(qiáng)弱和方向的物理量，是_量，其大小由E來計算，其方向與_電荷的受力方向相同2勻強(qiáng)電場：各點(diǎn)的場強(qiáng)_和_都相同的電場3點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式：E_，Q為真空中的點(diǎn)電荷的

5、電荷量，r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離4電場的疊加原理：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的_場強(qiáng)疊加的本質(zhì)是矢量疊加，所以疊加時遵循_答案1.矢量正 2.大小方向 3.k 4.矢量和平行四邊形定則問題延伸1根據(jù)公式E可以得出E與F成正比或E與q成反比的結(jié)論嗎？2公式E與E有何區(qū)別？答案1.比值只是電場強(qiáng)度的定義式，并不能由此式得出場強(qiáng)與電荷受到的電場力成正比或與電荷量成反比，某點(diǎn)的場強(qiáng)僅由電場本身決定2公式E與E的對比理解項(xiàng)目意義適用條件Q或q的意義公式中各量的關(guān)系E電場強(qiáng)度的定義式任何電場q是試探電荷E用F與q的比值來表示，但E大小與F、q大小無關(guān)Ek點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式點(diǎn)電荷

6、真空中點(diǎn)電荷在Q是場源電荷E不僅是Q、r EQ，E三、怎樣“看見”電場問題情境1.電場線是如何表示電場方向的？2電場線能不能相交？3電場線是如何表示電場強(qiáng)弱的？答案1.在電場中，某點(diǎn)電場線的切線方向表示該點(diǎn)場強(qiáng)方向2如果相交，則在同一點(diǎn)的切線方向有兩個，電場強(qiáng)度方向也有兩個，這與電場強(qiáng)度的方向只有一個相矛盾，所以不可能3用電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的相對大小，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，反之較疏要點(diǎn)提煉1在電場中畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的_方向一致，這樣的曲線叫做電場線電場線的疏密程度反映了電場的_2電場線從_電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無窮遠(yuǎn)或_電荷，電場線不相交3幾種常

7、見電場的電場線畫法答案1.場強(qiáng)強(qiáng)弱 2.正負(fù)3.正負(fù)等量同種等量異種問題延伸1電場線是不是電荷的運(yùn)動軌跡？試分析在具備什么條件時帶電粒子的運(yùn)動軌跡可以和電場線重合？2勻強(qiáng)電場的電場線有何特點(diǎn)？答案1.如圖所示，正電荷在A點(diǎn)的受力方向沿著該點(diǎn)的電場線的切線方向，v0沿圖示方向，則圖中虛線方向反映了粒子的運(yùn)動軌跡，并不和電場線重合，在A點(diǎn)，即使v00，電荷也不會沿電場線運(yùn)動在下列特殊條件同時滿足時，帶電粒子的運(yùn)動軌跡可以與電場線重合：(1)僅受靜電力；(2)電場線是直線；(3)帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場線方向在同一直線上2(1)場強(qiáng)方向處處相同，電場線是平行直線；(2)場強(qiáng)大小處處相等

8、，電場線疏密程度相同，即電場線分布均勻例1如圖2所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個q12.0×108 C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×106 N，方向如圖，則B處場強(qiáng)是多大？如果換用一個q24.0×107 C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時B處場強(qiáng)多大？圖2思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)電場強(qiáng)度的大小計算和方向判斷可分開進(jìn)行(2)場強(qiáng)大小可由場強(qiáng)的定義式求解(3)場強(qiáng)方向與正(負(fù))電荷所受電場力方向相同(反)解析由場強(qiáng)公式可得EB N/C200 N/C因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以場強(qiáng)方向與F1方向相反q2在B點(diǎn)所受靜電力F2q2EB

9、4.0×107×200 N8.0×105 N方向與場強(qiáng)方向相同，也就是與F1反向此時B處場強(qiáng)：EB N/C200 N/C.答案200 N/C8.0×105 N200 N/C變式訓(xùn)練1在真空中O點(diǎn)放一個電荷Q1.0×109 C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的距離r30 cm，M點(diǎn)放一個點(diǎn)電荷q1.0×1010 C，如圖3所示，求：圖3(1)q在M點(diǎn)受到的作用力；(2)M點(diǎn)的場強(qiáng)；(3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng)；(4)若MN30 cm，則N點(diǎn)的場強(qiáng)多大？思路點(diǎn)撥解答本題時，可按以下思路分析：(1)庫侖定律求受力(2)場強(qiáng)定義求M點(diǎn)場強(qiáng)(3)場強(qiáng)的決定

10、式求N點(diǎn)場強(qiáng)答案(1)1.0×108 N，方向沿MO指向Q(2)100 N/C，方向沿OM指向M(3)100 N/C，沿OM指向M(4)25 N/C解析(1)電場是一種物質(zhì)，電荷q在電場中M點(diǎn)所受的作用力是電荷Q通過它的電場對q的作用力，根據(jù)庫侖定律，得FMk N1.0×108 N因?yàn)镼帶正電，q帶負(fù)電，庫侖力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)由電場強(qiáng)度的定義式得：EM N/C100 N/C，方向由O指向M.(3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng)仍為100 N/C，方向由O指向M.(4)N點(diǎn)的場強(qiáng)EN··EM25 N/C.例2如圖4所示，真空中，帶電荷量分別為

11、Q和Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，則：圖4(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場強(qiáng)為多大？(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O點(diǎn)的場強(qiáng)如何？解析分別求出Q和Q在某點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向，然后根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理，求出合場強(qiáng)BA、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度EAEB，所以O(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)為：E2EA.(2)，方向由AB(2)，方向由AB變式訓(xùn)練2如圖5所示是靜電場的一部分電場線的分布圖，下列說法中正確的是()圖5A這個電場可能是負(fù)電荷的電場B點(diǎn)電荷q在M點(diǎn)受到的電場力比在N點(diǎn)受到的電場力大C點(diǎn)電荷q在M點(diǎn)的瞬時加速度比在N點(diǎn)的瞬時加速度小D負(fù)電荷在N點(diǎn)受到的靜電力方向沿N點(diǎn)的切線方向答案B解析負(fù)電

12、荷的電場線是自四周無窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)電荷的直線，故A錯電場線越密的地方場強(qiáng)越強(qiáng)，由圖知M點(diǎn)比N點(diǎn)的場強(qiáng)強(qiáng)，又因FEq，得電荷在M點(diǎn)比在N點(diǎn)受的力大，故B對由牛頓第二定律可知，a與F成正比，所以電荷在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的大，故C錯N點(diǎn)的切線方向即N點(diǎn)的場強(qiáng)方向，而負(fù)電荷所受電場力方向與其相反，故D錯【即學(xué)即練】1電場強(qiáng)度的定義式為EF/q()A該定義式只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場BF是檢驗(yàn)電荷所受到的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量C場強(qiáng)的方向與F的方向相同D由該定義式可知，場中某點(diǎn)電荷所受的電場力大小與該點(diǎn)場強(qiáng)的大小成正比答案D解析定義式E對任何電場都適用，所以A錯；公式中F指檢驗(yàn)電荷在這一

13、點(diǎn)所受的電場力大小，q是指檢驗(yàn)電荷的電荷量，所以B錯；場強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受F的方向相同，與負(fù)電荷所受F的方向相反，所以C錯；由定義式可得，F(xiàn)與E成正比，所以D對2A為已知電場中的一固定點(diǎn)，在A點(diǎn)放一電荷量為q的電荷，所受電場力為F，A點(diǎn)的場強(qiáng)為E，則()A若在A點(diǎn)換上q，A點(diǎn)場強(qiáng)方向發(fā)生變化B若在A點(diǎn)換上電荷量為2q的電荷，A點(diǎn)的場強(qiáng)將變?yōu)?EC若在A點(diǎn)移去電荷q，A點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)榱鉊A點(diǎn)場強(qiáng)的大小、方向與q的大小、正負(fù)、有無均無關(guān)答案D解析場強(qiáng)E是由電場本身的性質(zhì)決定，與檢驗(yàn)電荷所受電場力F和檢驗(yàn)電荷帶電荷量q均無關(guān)，與這一點(diǎn)有無電荷也無關(guān)，所以A、B、C均錯，D正確3關(guān)于電場線的說法，

14、正確的是()A電場線的方向，就是電荷受力的方向B正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運(yùn)動C電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大D靜電場的電場線不可能是閉合的答案CD解析正電荷的受力方向沿著電場線的切線方向，負(fù)電荷的受力方向沿著電場線切線的反方向，并且電場線不一定和電荷運(yùn)動軌跡重合，所以A、B錯；電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小，同一電荷所受電場力與場強(qiáng)成正比，所以C對；靜電場的電場線從正電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷結(jié)束，且不閉合，所以D對4如圖6所示是點(diǎn)電荷Q周圍的電場線，圖中A到Q的距離小于B到Q的距離以下判斷正確的是()圖6AQ是正電荷，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度BQ是正電荷，A

15、點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度CQ是負(fù)電荷，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度DQ是負(fù)電荷，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度答案A解析正點(diǎn)電荷的電場是向外輻射的，電場線密的地方電場強(qiáng)度大，所以A正確1(單選)下列說法正確的是()A靠近正點(diǎn)電荷，電場線越密，電場強(qiáng)度越大；靠近負(fù)點(diǎn)電荷，電場線越密，電場強(qiáng)度越小B沿電場方向電場強(qiáng)度越來越小C在電場中沒畫電場線的地方場強(qiáng)為零D電場線雖然是假想的一簇曲線或直線，但可以用實(shí)驗(yàn)方法模擬出來答案D解析場強(qiáng)的大小可直觀地用電場線的疏密來表示，與電荷的正負(fù)無關(guān)，所以選項(xiàng)A、B錯誤；電場線是人為畫的，故選項(xiàng)C錯誤只有選項(xiàng)D正確2(單選)關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是

16、()A以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場強(qiáng)都相同B正電荷周圍的電場一定比負(fù)電荷周圍的電場場強(qiáng)大C若放入正電荷時，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)向右，則當(dāng)放入負(fù)電荷時，該點(diǎn)的場強(qiáng)仍向右D電荷所受到的電場力很大，即該點(diǎn)的電場強(qiáng)度很大答案C解析場強(qiáng)是矢量，有大小有方向，故A選項(xiàng)錯電場的強(qiáng)弱與正負(fù)電荷形成的電場無關(guān)，B選項(xiàng)錯電荷受到的電場力很大，可能是因?yàn)殡姾蓭щ姾闪亢艽髮?dǎo)致的，D錯誤3(單選)如圖7所示，空間有一電場，電場中有兩個點(diǎn)a和b.下列表述正確的是()圖7A該電場是勻強(qiáng)電場Ba點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大Cb點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的大D正電荷在a、b兩點(diǎn)受力方向相同答案B解析勻強(qiáng)電場的電場線是平行且等間距的

17、，A選項(xiàng)錯電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的相對大小，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯誤，受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，故a、b兩點(diǎn)受力方向不相同4(單選)一個檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力為F，這點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E，在圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是()答案D解析電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷及其所受電場力無關(guān)，A、B錯誤；檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)受到的電場力FEq，F(xiàn)正比于q，C錯誤，D正確5(單選) 如圖8所示，表示一個電場中a、b、c、b四點(diǎn)分別引入檢驗(yàn)電荷時，測得檢驗(yàn)電荷所受電場力與電荷量間的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下列說法中正確的是()圖8A該電場是勻強(qiáng)電場B這四點(diǎn)場強(qiáng)的大小關(guān)系是Ed

18、EaEbEcC這四點(diǎn)場強(qiáng)的大小關(guān)系是EaEbEcEdD無法比較這四點(diǎn)場強(qiáng)的大小關(guān)系答案B解析由公式E可得，F(xiàn)與q成正比，比值即等于場強(qiáng)E.所以在圖中可得斜率越大，E越大6(雙選) 如圖9所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場強(qiáng)，則()圖9AA、B兩處的場強(qiáng)方向相同B因?yàn)锳、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以EAEBC電場線從A指向B，所以EAEBD不知A、B附近電場線的分布情況，EA、EB的大小不能確定答案AD解析電場線的切線方向指場強(qiáng)方向，所以A對；電場線的疏密程度表示場強(qiáng)大小，只有一條電場線的情況下不能判斷場強(qiáng)大小，所以B、C錯誤，D正確7(單選) 如圖10所示，在正六邊形的a、c兩個頂點(diǎn)上各放一帶正電的點(diǎn)電荷，電荷量的大小都是q1，在b、d兩個頂點(diǎn)上各放一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，電荷量的大小都是q2，q1q2.已知六邊形中心O點(diǎn)處的場強(qiáng)可用圖中的四條有向線段中的一條來表示，它是哪一條()圖10AE1 BE2 CE3 DE4答案B解析作出a、b、c、d四個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度如圖所示其中EaEcEbEd由矢量合成法則可知合場強(qiáng)只能是圖中的E2，B