第三節(jié) 《電場(chǎng)強(qiáng)度》吳老師

1、 第三節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度 學(xué)案制作人： 吳孟柱1、 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的2理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線的概念3掌握點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的強(qiáng)度公式4知道幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布二、課前預(yù)習(xí)：電荷的周圍存在一種物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過(guò)發(fā)生的，這種物質(zhì)叫電場(chǎng)。電場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不到，其基本性質(zhì)是，這種力叫電場(chǎng)力，故可以通過(guò)電荷受到的電場(chǎng)力感知電場(chǎng)的存在、探測(cè)電場(chǎng)的性質(zhì)，這種電荷叫檢驗(yàn)電荷。物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的與它的的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)強(qiáng)度是量，其方向與電荷在該點(diǎn)受到的方向相同。定義式：。點(diǎn)電荷在真空中某一點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式：。若某一區(qū)域存在幾個(gè)電場(chǎng)，總的

2、電場(chǎng)強(qiáng)度等于這幾個(gè)電場(chǎng)在該點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的。3、 知識(shí)要點(diǎn)：電場(chǎng)：電荷的周圍存在一種特殊物質(zhì)，這種物質(zhì)看不見(jiàn)、摸不到，電荷之間的相互作用是通過(guò)這種物質(zhì)發(fā)生的，這種物質(zhì)叫電場(chǎng)。電場(chǎng)基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)處在其中的電荷有力的作用，電荷在電場(chǎng)中具有能量。電荷在電場(chǎng)中受到的力叫電場(chǎng)力。檢驗(yàn)電荷：根據(jù)電場(chǎng)的基本性質(zhì)可知，要探測(cè)電場(chǎng)、確定其性質(zhì)，應(yīng)將一電荷放入電場(chǎng)中，根據(jù)它是否受力、受力的大小和方向確定，這種電荷叫檢驗(yàn)電荷。對(duì)檢驗(yàn)電荷的要求：（）檢驗(yàn)電荷的電荷量應(yīng)足夠小，不改變?cè)妶?chǎng)。 （）檢驗(yàn)電荷的體積應(yīng)足夠小，可以看做一個(gè)點(diǎn)。電場(chǎng)強(qiáng)度；物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力與它的電量的比值叫做這一

3、點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。定義式：（適用于任何電場(chǎng)）電場(chǎng)強(qiáng)度是根據(jù)比值定義的物理量，單位：。比值法定義物理量的特點(diǎn)：被定義的物理量與定義量無(wú)關(guān)。如密度，速度，電阻。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向與正電荷在該點(diǎn)受到電場(chǎng)力的方向相同，與負(fù)電荷在該點(diǎn)受到電場(chǎng)力的方向相反；其大小等于單位電荷在該點(diǎn)受到電場(chǎng)力的大小。由電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可得：電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力。電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向在同一直線上。點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式：設(shè)點(diǎn)電荷電荷量為，將檢驗(yàn)電荷受到的庫(kù)侖力代入電場(chǎng)強(qiáng)度定義式，得：，式中是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷，稱為場(chǎng)源電荷，為某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離，正點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的方向沿場(chǎng)源電荷與該點(diǎn)連線（半徑）背離正電荷

4、，負(fù)點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的方向沿場(chǎng)源電荷與該點(diǎn)連線（半徑）指向負(fù)電荷。如圖：電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理：某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則。電場(chǎng)線：為了形象地描述電場(chǎng)這種看不見(jiàn)摸不到的物質(zhì)，我們引入電場(chǎng)線這一工具，電場(chǎng)線在每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大。電場(chǎng)線的特點(diǎn)：電場(chǎng)線始于正電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)的正電荷），止于負(fù)電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)的負(fù)電荷）.無(wú)電荷處不中斷。任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無(wú)電荷處相交(包括相切)。常見(jiàn)的幾種電場(chǎng)線：正點(diǎn)電荷負(fù)點(diǎn)電荷等量異號(hào)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)等量正點(diǎn)電荷等量負(fù)點(diǎn)電

5、荷勻強(qiáng)電場(chǎng)指電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的電場(chǎng)。四、例題講解：例在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷，其電量為q，檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力為F，則該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為E=Fq，那么下列說(shuō)法正確的是( ) A，若移去檢驗(yàn)電荷q，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就變?yōu)榱鉈若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為2q的檢驗(yàn)電荷，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就變?yōu)镋2C若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為-2q的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小仍為E，但電場(chǎng)強(qiáng)度的方向變?yōu)樵瓉?lái)相反的方向 D若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為的檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小仍為E，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向也仍為原來(lái)的場(chǎng)強(qiáng)方向例 在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=3.0×10-8C和Q2=3.0×10-8C，它們相距0.1m，求電場(chǎng)

6、中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m圖926例圖926中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷 產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的時(shí)（ ）A帶電粒子所帶電荷的符號(hào) B帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向 C帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大D帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的動(dòng)能何處較大 例4：如圖8所示,一個(gè)質(zhì)量為30g帶電量C的半徑極小的小球,用絲線懸掛在某勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電力線與水平面平行.當(dāng)小球靜止時(shí),測(cè)得懸線與豎直夾角為30°,由此可知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)方向?yàn)?,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 .(g取10

7、m/s2)5、 課堂達(dá)標(biāo) ：下列說(shuō)法中正確的是：（）A電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比B電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的 真空中，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為q，相距r兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為： Akq/r2 B2kq/r2 C4k/r2 D8kq/r23如圖924所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由 AOB勻速運(yùn)動(dòng)，電子重力不計(jì)，則電子除受電場(chǎng)力外，所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況是（ ）圖9-

8、24A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 圖1-3-19所示的各電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同的是( )圖1-3-196、 課后檢測(cè) ：下列說(shuō)法中正確的是：（）A場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量B場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量C在庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，此場(chǎng)對(duì)q1作用的電場(chǎng)力F=q1×kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電

9、荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小，此場(chǎng)對(duì)q2作用的電場(chǎng)力F=q2×kq1/r2D無(wú)論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，F(xiàn)與q的比值始終不變?cè)陔妶?chǎng)中某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到電場(chǎng)力向左，下列說(shuō)法正確的是：（）A當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向左B只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場(chǎng)強(qiáng)C該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定向右D以上說(shuō)法均不正確如圖所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線，若帶電粒子q（|Q|>>|q|）由a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力做正功。已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受電場(chǎng)力分別為Fa、Fb,則下列判斷正確的是

10、（ ）A若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbB若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<FbC若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbD若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb 4 圖1-2-2甲中的AB是一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，圖乙則是放在電場(chǎng)線上a、b處的試探電荷的電荷量與所受電場(chǎng)力間的函數(shù)圖象，由此可判定：（ ）A. 若場(chǎng)源是正電荷，位于A側(cè)FB. 若場(chǎng)源是正電荷，位于B側(cè)C. 若場(chǎng)源是負(fù)電荷，位于A側(cè)aD. 若場(chǎng)源是負(fù)電荷，位于B側(cè)bab AB在真空中一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)中有一質(zhì)量的0.01g，帶電荷量為-1×10-8C的塵埃沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)運(yùn)，取g=10m/s2，則（ ）A. 場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左 B. 場(chǎng)強(qiáng)的方向豎直向下C. 場(chǎng)強(qiáng)的大小是5×106N/C D. 場(chǎng)強(qiáng)的大小是5×103N/C在同一直線上依次有A、B、C三點(diǎn)，且BC=3AB，在A點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的小球，在B點(diǎn)引入電量為20×10-8c的試探電荷，其所受電場(chǎng)力為20×10-6N。將該試探電荷移去后，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)，C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)。如果要使B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，可能在C點(diǎn)放一個(gè)電量是A點(diǎn)處帶電小球的電量的_倍的_電荷.在真空中有一電場(chǎng)，在這個(gè)電場(chǎng)中的某