粵教版選修3-5第一章第三節(jié)

第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度第一章電場(chǎng)1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，會(huì)運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．2.了解電場(chǎng)線的定義、特點(diǎn)及幾種典型電場(chǎng)線的分布規(guī)律．3．會(huì)運(yùn)用庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，并能運(yùn)用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．學(xué)習(xí)目標(biāo)新知初探·自主學(xué)習(xí)一、電場(chǎng)自主探究打開自來水龍頭，然后將水流變細(xì)，再用帶電的氣球去靠近水流．發(fā)現(xiàn)水流偏向帶電氣球一側(cè)，如圖1－3－1所示．請(qǐng)你探究分析：為什么帶電氣球與水流沒有接觸，水流的方向卻發(fā)生了彎曲？提示：帶電氣球與水流通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用，吸引水流．圖1－3－1成功發(fā)現(xiàn)1．電荷的周圍存在______.帶電體間的相互作用是通過周圍的______

發(fā)生的．電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有_____的作用．2．靜電場(chǎng)：相對(duì)觀察者靜止的電荷周圍存在的電場(chǎng)，稱為靜電場(chǎng)．電場(chǎng)電場(chǎng)力二、電場(chǎng)的描述自主探究1．同一個(gè)點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中不同位置受電場(chǎng)力的大小、方向一般不同，放在不同的電場(chǎng)中受力也不相同，這說明電場(chǎng)有強(qiáng)弱之分，用怎樣的物理量可以描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？提示：電場(chǎng)強(qiáng)度．2．在電場(chǎng)的同一點(diǎn)，電場(chǎng)力的大小與試探電荷的電荷量的比值是恒定的，該比值跟試探電荷的________

無關(guān).它只與產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷以及試探電荷在電場(chǎng)中的__________有關(guān),即比值反映電場(chǎng)自身的性質(zhì)．因此，我們可以用這一比值表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱．3．有人認(rèn)為，在點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，在以Q為球心的同一個(gè)球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相同．你認(rèn)為對(duì)嗎？電荷量具體位置成功發(fā)現(xiàn)1．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的______

，叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱______

．(2)定義式：________.(3)單位：______

.(4)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟________

在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同．負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向______．比值場(chǎng)強(qiáng)N/C正電荷相反2．勻強(qiáng)電場(chǎng)如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)______

和______

都相同，這種電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)．3．點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)的疊加(1)點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小計(jì)算式為_________.(2)電場(chǎng)的疊加原理：如果在空間同時(shí)存在多個(gè)點(diǎn)電荷，這時(shí)在空間某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的________

．大小方向矢量和三、怎樣“看見”電場(chǎng)自主探究1．電場(chǎng)是看不見、摸不著的，有沒有形象地描述電場(chǎng)的方法呢？電場(chǎng)強(qiáng)度雖然能精確描述電場(chǎng)中某點(diǎn)力的性質(zhì)，但要形象描述電場(chǎng)怎么辦？提示：有用電場(chǎng)線可以形象地描述電場(chǎng)．2．觀察課本第12頁的幾種常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線，總結(jié)電場(chǎng)線的特點(diǎn)．成功發(fā)現(xiàn)1．電場(chǎng)線在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該處的____________

一致，這樣的曲線叫做電場(chǎng)線．2．電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)的______,電場(chǎng)越______的地方，電場(chǎng)線越密．(2)電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，到_________

終止或延伸到無限遠(yuǎn)．(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是_______________

的平行直線．場(chǎng)強(qiáng)方向強(qiáng)弱強(qiáng)負(fù)電荷間隔距離相等要點(diǎn)探究·講練互動(dòng)要點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的理解1．電場(chǎng)的理解電場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)，并非由分子、原子組成，雖然看不見摸不著,但它與實(shí)物一樣客觀存在著,它能通過一些性質(zhì)表現(xiàn)其存在，電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用．2．電場(chǎng)強(qiáng)度的理解(1)電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量．(2)電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定，與放入其中的試探電荷無關(guān)．(3)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，它遵循矢量的特點(diǎn)和運(yùn)算法則．3．電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系(8分)如圖1－3－2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(gè)q1＝－2.0×10－8C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，求B處的電場(chǎng)強(qiáng)度．如果換用一個(gè)q2＝4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，求其所受的電場(chǎng)力及此時(shí)B處的電場(chǎng)強(qiáng)度．圖1－3－2例1【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小計(jì)算和方向判斷可分開進(jìn)行．(2)場(chǎng)強(qiáng)大小可由場(chǎng)強(qiáng)的定義式求解．(3)場(chǎng)強(qiáng)方向與正(負(fù))電荷所受電場(chǎng)力方向相同(反)．【答案】見解析要點(diǎn)二特別提醒：點(diǎn)電荷和試探電荷兩個(gè)概念的比較(1)相同點(diǎn)是它們的幾何線度都必須足夠小，小到在我們研究范圍內(nèi)可以忽略；(2)不同點(diǎn)是點(diǎn)電荷并不要求電荷量充分小，而試探電荷的電荷量一定要充分?。?【答案】

C要點(diǎn)三電場(chǎng)線的理解1．對(duì)電場(chǎng)線的理解(1)電場(chǎng)中任何兩條電場(chǎng)線都不能相交，電場(chǎng)線也不閉合．(2)電場(chǎng)線的疏密電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越大；電場(chǎng)線越稀疏的地方，場(chǎng)強(qiáng)越?。?3)電場(chǎng)線是為描述電場(chǎng)而引入的一種假想曲線，實(shí)際上電場(chǎng)中并不存在電場(chǎng)線．(4)不可能在電場(chǎng)中每個(gè)地方都畫出電場(chǎng)線，兩條電場(chǎng)線間雖是空白，但那些位置仍存在電場(chǎng)．2．電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合的條件(1)電場(chǎng)線是直線；(2)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，或受其他力，但其他力的合力的方向沿電場(chǎng)線所在直線；(3)帶電粒子初速度的方向?yàn)榱慊虺跛俣鹊姆较蜓仉妶?chǎng)線所在的直線．以上三個(gè)條件必須同時(shí)滿足．特別提醒：(1)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡由帶電粒子所受合外力與初速度共同決定．(2)運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的切線方向是粒子的速度方向．(3)電場(chǎng)線上各點(diǎn)的切線方向是場(chǎng)強(qiáng)方向，決定著粒子所受電場(chǎng)力的方向．(單選)如圖1－3－3所示，MN是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度在不斷地增大，則下列結(jié)論中正確的是(

)圖1－3－3A．該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B．電場(chǎng)線的方向由N指向MC．電子在a處的加速度小于在b處的加速度D．因?yàn)殡娮訌腶到b的軌跡跟MN重合，所以電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡例3【解析】

僅從一條直的電場(chǎng)線不能判斷出該電場(chǎng)是否為勻強(qiáng)電場(chǎng)，因?yàn)闊o法確定電場(chǎng)線的疏密程度，所以該電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)，可能是正的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，也可能是負(fù)的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電子從a到b做的是加速運(yùn)動(dòng),表明它所受的電場(chǎng)力方向是由M指向N，由于負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向跟場(chǎng)強(qiáng)方向相反,所以電場(chǎng)線的方向由N指向M,B項(xiàng)正確；由于無法判斷電場(chǎng)的性質(zhì),因此不能比較電子在a、b兩處所受電場(chǎng)力的大小，即不能比較加速度的大小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡，只有在特定的情況下，電場(chǎng)線才可能與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】

B【題后反思】若題目中只給出了一條電場(chǎng)線，我們應(yīng)結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行推理判斷：(1)若是正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則沿電場(chǎng)線的方向電場(chǎng)強(qiáng)度越來越?。?2)若是負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則沿電場(chǎng)線的方向電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大；(3)若是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，則各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均相等．跟蹤訓(xùn)練3

(雙選)(2013·蘇州高二檢測(cè))一帶電粒子只受電場(chǎng)力作用從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，軌跡如圖1－3－4中虛線所示．不計(jì)粒子所受重力，則(

)A．粒子帶正電B．粒子加速度逐漸增大C．A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度D．粒子的初速度不為零圖1－3－4解析：選CD.由軌跡彎曲的方向可知粒子帶負(fù)電．由電場(chǎng)線的疏密程度可知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大，故粒子的加速度逐漸減?。蛄Ｗ訌腁點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功，故A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度．若粒子的初速度為零，其運(yùn)動(dòng)軌跡將是直線．尋規(guī)探法·思維啟迪電場(chǎng)的疊加【范例】

(8分)如圖1－3－5所示，真空中帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距為r，則：圖1－3－5(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)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′的場(chǎng)強(qiáng)如何？【思路點(diǎn)撥】

先計(jì)算兩點(diǎn)電荷各自在O點(diǎn)和O′