《高二物理精品学案：1.3 电场强度1（粤教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理精品学案：1.3 电场强度1（粤教版选修3-1）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.3 电场强度电场强度 学案学案 1 1（粤教版选修（粤教版选修 3-13-1）一、电场 1电场是电荷周围存在的一种特殊_，它的基本性质是对放入其中的 _有作用力 2静电场是指_的电荷周围存在的电场 二、电场的描述 1放入电场中探测电场性质的电荷称为_它的电荷量应足够_，线 度应足够_ 2不同的试探电荷在电场中的同一点上受到的电场力的大小与试探电荷的电荷量的比 值是_的，我们可以用这一比值表示电场的强弱，该比值称为_，简称 _用字母_表示 3电场强度的定义式为 E_，国际单位制中它的单位是_，电场强 度是_量，其方向与_在该点受到的电场力的方向相同 4如果电场中各点的场强大小和方向都相同，这
2、种电场叫做_ 5点电荷 Q 在距它 r 处的 P 点所产生的电场强度 E_. 6如果在空间同时存在着多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各个点电荷单独 存在时在该点产生的场强的_，这叫做电场的叠加原理 三、怎样“看见”电场 1在电场中画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向和该处的_方向一 致，这样的曲线叫电场线 2电场线的疏密程度反映了电场的_，匀强电场的电场线是_直 线 答案 一、1.物质 电荷 2.静止 二、1.试探电荷 小 小 来源:高.考.资.源.网 2.恒定 电场强度 场强 E 3. N/C 矢 正电荷 Fq4.匀强电场 5.k 6.矢量和Qr2 三、1.场强 2.强弱 间距相等
3、的平行一、电场图 1 问题情境天体之间没有直接接触，就有引力作用，如图 1 所示，这种作用是通过引力场传递的，电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的1你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？答案 1.电荷的周围都存在电场.2.电场的基本特征是对放入其中的电荷有电场力的作 用要点提炼电场是存在于电荷周围的一种特殊物质电荷间的相互作用是通过电场发生的 二、电场的描述 问题情境 1.什么是试探电荷？其作用是什么？为什么它的带电荷量和体积都要小？2如何描述电场中各点的电场强弱？3电场强度采用了怎样的定义方式？我们以前有没有用到过？4什么样的电场称为匀强电场？5在点电荷形成的电场中，某点的场强
4、大小由哪些因素决定？6什么是电场的叠加原理？它遵循什么原则？答案 1.放入电场中探测电场性质的电荷称为试探电荷作用是用来检验电场的性 质带电荷量足够小是为了把它放入电场后不会影响原有电场的分布；体积小是为了研究电 场中各点的情况 2用试探电荷在某点所受的力 F 与其带电量 q 的比值来定义该点的电场强弱(即电场强 度这一物理量)3比值定义法，我们学过的有 R .UI 4如果电场中各点的场强大小和方向都相同，这种电场叫做匀强电场 5由点电荷的带荷电荷量 Q 和所研究的点到点电荷的距离 r 决定 6如果在空间同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各个电荷单独存在 时在该点产生的场强的矢量和
5、，这叫做电场的叠加原理它遵循平行四边形定则 要点提炼1电场强度：描述电场的强弱和方向的物理量，是_量，其大小由 E 来计算，其Fq 方向与_电荷的受力方向相同 2匀强电场：各点的场强_和_都相同的电场 3点电荷的场强公式：E_，Q 为真空中的点电荷的电荷量，r 为该点到点电 荷 Q 的距离 4电场的叠加原理：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_场强叠加的本质是矢量叠加，所以叠加时遵循 _答案 1.矢量 正 2.大小 方向 3.k 4.矢量和 平行四边形定则Qr2 问题延伸1根据公式 E 可以得出 E 与 F 成正比或 E 与 q 成反比的结论吗？Fq2公式 E 与 E
6、有何区别？FqkQr2答案 1.比值 只是电场强度的定义式，并不能由此式得出场强与电荷受到的电场力成正Fq 比或与电荷量成反比，某点的场强仅由电场本身决定2公式 E 与 E的对比理解FqkQr2项目意义适用 条件Q 或 q 的意义公式中各量的关系EFq电场强度的定义 式任何 电场q 是试 探电荷E 用 F 与 q 的比值来表示，但 E 大小与 F、q 大小无 关EkQr2点电荷的场强公 式点电 荷真 空中点电荷 在 Q 是 场源电 荷E 不仅是 Q、r EQ，E1r2三、怎样“看见”电场 问题情境 1.电场线是如何表示电场方向的？2电场线能不能相交？3电场线是如何表示电场强弱的？答案 1.在电
7、场中，某点电场线的切线方向表示该点场强方向 2如果相交，则在同一点的切线方向有两个，电场强度方向也有两个，这与电场强度 的方向只有一个相矛盾，所以不可能 3用电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之 较疏 要点提炼 1在电场中画出一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都和该点的_方向 一致，这样的曲线叫做电场线电场线的疏密程度反映了电场的_ 2电场线从_电荷或无穷远出发，终止于无穷远或_电荷，电场线不相 交 3几种常见电场的电场线画法答案 1.场强 强弱 2.正 负 3.正 负 等量同种 等量异种 问题延伸 1电场线是不是电荷的运动轨迹？试分析在具备什么条件时带电粒
8、子的运动轨迹可以和电场线重合？2匀强电场的电场线有何特点？答案 1.如图所示，正电荷在 A 点的受力方向沿着该点的电场线的切线方向，v0沿图示 方向，则图中虚线方向反映了粒子的运动轨迹，并不和电场线重合，在 A 点，即使 v00， 电荷也不会沿电场线运动在下列特殊条件同时满足时，带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合：(1)仅受静电力；(2)电场线是直线；(3)带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线 方向在同一直线上 2(1)场强方向处处相同，电场线是平行直线；(2)场强大小处处相等，电场线疏密程度 相同，即电场线分布均匀 例 1 如图 2 所示，在一带负电的导体 A 附近有一点 B，如在 B
9、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 场强是多大？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？图 2 思路点拨 解答本题应把握以下三点：(1)电场强度的大小计算和方向判断可分开进行(2)场强大小可由场强的定义式求解(3)场强方向与正(负)电荷所受电场力方向相同(反)解析 由场强公式可得EB N/C200 N/CF1q14.0 1062.0 108因为是负电荷，所以场强方向与 F1方向相反q2在 B 点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N方向与场强方
10、向相同，也就是与 F1反向此时 B 处场强：EB N/C200 N/C.F2q28.0 1054.0 107答案 200 N/C 8.0105 N 200 N/C 变式训练 1 在真空中 O 点放一个电荷 Q1.0109 C，直线 MN 通过 O 点，OM 的 距离 r30 cm，M 点放一个点电荷 q1.01010 C，如图 3 所示，求：图 3 (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)若 MN30 cm，则 N 点的场强多大？ 思路点拨 解答本题时，可按以下思路分析：(1)库仑定律求受力(2)场强定义求 M 点场强(3)场强的决定
11、式求 N 点场强答案 (1)1.0108 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)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 N1.0108 N因为 Q 带Qqr29.0 109 1.0 109 1.0 10100.32正电，q 带负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿 MO 指向 Q.(2)由电场强度的定义式得：EM N/C100 N/C，方向由 O 指向 M.FMq1.0 1081.0 1010(3)拿走 q
12、后 M 点的场强仍为 100 N/C，方向由 O 指向 M.(4)N 点的场强EN EM25 N/C.kQ2r214kQr214例 2 如图 4 所示，真空中，带电荷量分别为Q 和Q 的点电荷 A、B 相距 r，则：图 4 (1)两点电荷连线的中点 O 的场强为多大？ (2)在两点电荷连线的中垂线上，距 A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何？解析 分别求出Q 和Q 在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强BA、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度 EAEB，kQr224kQr2所以 O 点的场强为：E2EA.8kQr2(2)，方向由 AB (2)，方向由 ABkQr2
13、kQr2 变式训练 2 如图 5 所示是静电场的一部分电场线的分布图，下列说法中正确的是( )图 5 A这个电场可能是负电荷的电场 B点电荷 q 在 M 点受到的电场力比在 N 点受到的电场力大 C点电荷 q 在 M 点的瞬时加速度比在 N 点的瞬时加速度小 D负电荷在 N 点受到的静电力方向沿 N 点的切线方向 答案 B 解析 负电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故 A 错电场线越密的地方场强越强，由图知 M 点比 N 点的场强强，又因 FEq，得电荷在 M 点比在 N点受的力大，故 B 对由牛顿第二定律可知，a 与 F 成正比，所以电荷在 M 点的加速度比在N 点的大
14、，故 C 错N 点的切线方向即 N 点的场强方向，而负电荷所受电场力方向与其相反，故 D 错【即学即练】 1电场强度的定义式为 EF/q( ) A该定义式只适用于点电荷产生的电场 BF 是检验电荷所受到的力，q 是产生电场的电荷的电荷量 C场强的方向与 F 的方向相同 D由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比 答案 D解析 定义式 E 对任何电场都适用，所以 A 错；公式中 F 指检验电荷在这一点所受Fq的电场力大小，q 是指检验电荷的电荷量，所以 B 错；场强方向与正电荷在该点所受 F 的方向相同，与负电荷所受 F 的方向相反，所以 C 错；由定义式可得，F 与 E 成正比，所以 D对2A 为已知电场中的一固定点，在 A 点放一电荷量为 q 的电荷，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 点换上电荷量为 2q 的电荷，A 点的场强将变为 2E C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 场强 E 是由电场本身的性质决定，与检验电荷所受电场力 F 和检验电荷带电荷量q 均无关，与
