《重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第3讲 电场强度教学案 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第3讲 电场强度教学案 新人教版选修3-1（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1重庆市万州区分水中学高中物理重庆市万州区分水中学高中物理 第一章第一章 第第 3 3 讲讲 电场强度教学案电场强度教学案 新人教版选修新人教版选修 3-13-1目标定位 1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种物质形态.2.知道电场强度的概念及其定义式，能推导点电荷的电场强度的公式，会应用公式进行有关的计算.3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布一、电场1电场：电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，是传递电荷间相互作用的2静电场：静止电荷周围的电场称为静电场3性质：电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，无论电荷静止或运动想一想 电场这种物质和实物
2、的差别在哪里？答案 实物所占据的空间不能再为另一实物所占据，但几个场可以同时占据同一个空间；电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，它与实物一样也具有物质的一般的重要属性，如质量、能量等二、电场强度1试探电荷(检验电荷)：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷2场源电荷(源电荷)：激发或产生我们正在研究的电场的电荷3电场强度(1)概念：放入电场中某点的点电荷所受静电力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，简称场强(2)物理意义：表示电场的强弱和方向(3)定义式及单位：E ，单位牛(顿)每库(仑)，符号 N/C.F q(4)方向：电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同想
3、一想 这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？答案 如加速度a ；密度 等用比值定义的新物理量可反映物质本身的某种v tM V属性，与用来定义的另外两个物理量并无直接关系三、点电荷的电场、电场强度的叠加1. 真空中点电荷周围的场强(1)大小：EkQ r2(2)方向：Q为正电荷时，E的方向由点电荷指向无穷远；Q为负电荷时，E的方向由无穷远2指向点电荷2电场强度的叠加：如果场源是多个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和四、电场线1电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强
4、度方向，电场线不是实际存在的线，是为了形象描述电场而假想的线2几种特殊的电场线熟记五种特殊电场线分布，如图 131 所示3电场线的特点(1)电场线从正电荷(或无限远)出发，终止于无限远(或负电荷)(2)电场线在电场中不相交(3)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线越密(4)匀强电场的电场线是间隔相等的平行线想一想 在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗？答案 电场线是法拉第为了形象描述电场的强弱及方向而假想的，如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场五、匀强电场1定义：电场中各点电场强度大小相等、方向相同的电场2特点：(1)场
5、强方向处处相同，电场线是平行直线(2)场强大小处处相等，要求电场线疏密程度相同，即电场线间隔相等.3一、对电场和电场强度的理解1电荷间的相互作用是通过电场发生的不是超距作用，是通过电场来传递的2电场强度的理解(1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用(2)电场强度是比值法定义的物理量，电场强度的大小和方向只由电场本身特性决定，与放入其中的试探电荷无关不能认为E和F成正比，E和电量q成反比这可以从两方面理解：电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关；电场强度的方向与放入该点的正试探电荷的受力方向相同，是确定的，如果在该点放入负试探电荷，则
6、场强方向与负试探电荷受力方向相反(3)某空间中有多个电荷时，该空间某点的电场强度等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和3电场和电场强度的关系电场强度是为描述电场而引进的物理量，场强的大小和方向分别表示电场的强弱和方向图 132例 1 真空中O点放一个点电荷Q1.0109C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.01010C，如图 132 所示求：(1)q在M点受到的作用力(2)M点的场强(3)拿走q后M点的场强(4)M、N两点的场强哪点大？答案 (1)大小为 1.0108N 方向沿MO指向Q(2)大小为 100 N/C 方向沿OM连线背离Q(3)大小为 100 N/
7、C 方向沿OM连线背离Q(4)M点场强大解析 (1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FMk Qq r29.0 109 1.0 109 1.0 1010 0.32N1.0108 N因为Q为正电，q为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)M点的场强EM N/C100 N/C，其方向沿OM连线背离Q，因为它FM q1.0 108 1.0 10104的方向跟正电荷受电场力的方向相同(3)在M点拿走试探电荷q，有的同学说M点的场强EM0，这是错误的其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及场中
8、位置决定的，与试探电荷q是否存在无关故M点的场强仍为 100 N/C，方向沿OM连线背离Q.(4)由E得M点场强大1 r2借题发挥 公式E 中的q是试探电荷的电荷量，所以E 不是场强的决定式；公式F qF qEk中的Q是场源电荷的电荷量，所以Ek是点电荷场强的决定式Q r2Q r2针对训练 A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则( )A若在A点换上q，A点场强方向发生变化B若在A点换上电量为 2q的试探电荷，A点的场强将变为 2EC若在A点移去电荷q，A点的场强变为零DA点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关答案 D解析 电场强度E
9、是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任F q何电荷时电场强度的方向大小均不变，故 A、B、C 均错误；故选 D.二、两个公式E 与E的对比理解F qkQ r2公式比较内容 EF qEkQ r2本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关E不仅能用Q、r来表示，且EQ，E1 r2例 2 真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个带电荷量为q(qQ)的点电
10、荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )A. B. Ck DkF QF qq r2Q r25答案 BD解析 E 中q指的是试探电荷，E中Q指的是场源电荷，故 B、D 正确F qkQ r2三、电场强度的叠加1电场强度是矢量，它遵循矢量的特点和运算法则2可以根据对称性原理，灵活利用假设法、分割法等特殊方法图 133例 3 如图 133 所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A12 B21 C2
11、 D433答案 BdLey解析 依题意，每个点电荷在O点产生的场强为，则当N点处的点电荷移至P点时，OE1 2点场强如图所示，合场强大小为E2，则 ，B 正确E1 2E1 E22 1借题发挥 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算四、电场线的理解和应用1电场线并不是粒子运动的轨迹带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向2电场
12、线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件(1)电场线是直线(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线(3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线例 4 以下关于电场和电场线的说法中正确的是 ( )A电场线就是电荷在电场中的运动轨迹6B在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零C同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在答案 CD解析 电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，A 错误，D 正确在同一电
13、场中，电场强度较大的地方电场线越密，电荷受到的电场力也越大 C 正确.对电场强度的理解及应用图 1341如图 134 所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C 的电荷，测出其受到的静电力F1大小为 4.0106 N，方向如图，则B处场强多大？如果换用一个q24.0107 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？答案 200 N/C 8.0105 N 200 N/C解析 由场强公式可得EB N/C200 N/C，因为是负电荷，所以场强F1 q14.0 106 2.0 108方向与F1方向相反q2在B点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.01
14、05 N，方向与场强方向相同，也就是与F1反向此时B处场强仍为 200 N/C 不变，方向与F1相反电场强度的矢量性 电场叠加原理图 1352如图 135 所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，B30，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点电场强度的方向与AB平行，则qA带_电，qA：qB_.答案 负 187解析 如图所示，放在A点和B点的点电荷在C处产生的电场强度方向分别在AC和BC的连线上，因C点电场强度方向与BA方向平行，故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的电场强度方向只能如图所示：由CA和由BC，故qA带负电，qB带正电，且EB2EA，即k2k，又由几何关系知2，
15、所以qAqB18.qB BC2qA AC2BCAC电场线的特点及应用图 1363如图 136 所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离以下判断正确的是( )AQ是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度答案 A解析 正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大所以 A 正确.(时间：60 分钟)题组一 对电场及电场强度的理解1下列关于电场和电场强度的说法正确的是( )A电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用B电场是人为设想出来的，其实并不存在C某点的场强越大，则同一电荷在该点所受到的电场力越大D某点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向答案 AC解析 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用是通过电场产生的，8不是假想的，故 A 正确；由E 得FEq，当q一定时，E越大，F越大，所以 C 正确；F q场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向，与负电荷受电场力的方向相反，D 错误2在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力
