《浙江专用2018_2019学年高中物理第一章静电场1_3电场强度学案新人教版选修3_120190102243》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江专用2018_2019学年高中物理第一章静电场1_3电场强度学案新人教版选修3_120190102243（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节电场强度研究学考明确要求知识内容电场强度考试要求学考c选考c基本要求1.知道电场是电荷周围存在的一种特殊的物质，知道电荷之间的相互作用是通过电场发生的。2了解试探电荷的作用，理解对试探电荷的电荷量和尺寸的要求。3理解电场强度，知道它的定义式及单位。4认识匀强电场的特点。5了解电场线的作用和特点，能大致描绘典型电场的电场线。发展要求1.经历场强概念建立的过程，进一步认识用比值定义物理量的方法。2了解点电荷周围的电场分布，会用点电荷的场强公式进行有关计算。3会解决简单的两个电场的叠加问题。说明两个电场叠加的定量运算，仅限于在同一直线或可用直角三角形知识解决的情形。基 础 梳 理1电场(1)概
2、念：存在于电荷周围的一种特殊的物质，由电荷产生。场和实物是物质存在的两种不同形式。(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电荷之间通过电场相互作用。(3)静电场：静止电荷产生的电场。2电场强度(1)试探电荷(检验电荷)和场源电荷(源电荷)用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷叫做试探电荷，又叫检验电荷。试探电荷的特点电荷量小：试探电荷产生的电场必须对原来的电场几乎没有影响。线度小：试探电荷可以看做是点电荷，只有这样才可以用它来确定空间各点的电场性质。电性任意：试探电荷可以是正电荷也可以是负电荷。场源电荷：被检验的电场是由电荷Q所激发的，则电荷Q称为场源电荷，或源电荷。(2)电场强度定义
3、：放入电场中某一点的电荷所受到的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度，用符号E表示。定义式：E。单位：牛顿每库仑，符号为N/C，或伏特每米，符号为V/m,1 V/m1 N/C。方向：电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向相反。矢量性：电场强度是矢量，遵循平行四边形定则。物理意义：电场强度是描述电场性质的物理量，在数值上等于单位电荷量的电荷在电场中受到的静电力。特别提醒(1)公式E是电场强度的比值定义式，适用于一切电场，其中q为试探电荷的电荷量，F为电场对试探电荷的作用力。(2)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
4、无关。(3)公式E仅定义了电场强度的大小，其方向需要另外判断。(4)由E，得FqE，若已知电场中某点的电场强度E，则可求出放入电场中该点的电荷所受的静电力大小。典 例 精 析【例1】 下列有关电场的叙述，正确的是()A电场实际上是不存在B电荷的作用是通过电场发生的C电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D电场对放入其中的有些电荷不一定有力的作用解析电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的电荷受到的作用力就是这个电场给予的，选项B正确；电场是物质存在的一种形式，A、C错；电场的特征之一是对电场中的电荷有力的作用，选项D错误。答案B【例2】 点电荷Q产生的电场中有一A点，现在在A点放上一电荷量为q
5、2108 C的试探电荷，它受到的静电力为7.2105N，方向水平向左，求：(1)点电荷Q在A点产生的场强； (2)若在A点换上另一电荷量为q4108 C的试探电荷，此时点电荷Q在A点产生的场强大小为多少？该试探电荷受到的静电力是多少？解析(1)场源电荷在A点产生的场强E N/C3.6103 N/C，方向水平向左。(2)试探电荷为q4108 C时，场强不变，即E3.6103N/C。试探电荷q受到的静电力FqE1.44104N，方向水平向右。答案(1)3.6103 N/C水平向左(2)3.6103 N/C1.44104N水平向右即 学 即 练1由电场强度的定义式E可知，在电场中的同一点()A电场强
6、度E跟F成正比，跟q成反比B无论试探电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变C不同电荷在电场中某点所受的电场力大小不同，该点的电场强度在不断改变D一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零解析电场强度等于试探电荷所受电场力与电荷量的比值，但并不是说电场强度E跟F成正比、跟q成反比，电场强度E由电场本身决定，与F、q无关，故选项A错误；在电场中的同一点，电场强度E是一定的，无论试探电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变，故B正确，C错误；由于电场对不带电的小球没有电场力作用，不带电的小球在P点受到的电场力为零，P点的场强可能为零，也可能不为零，故选项D错误。答案B2A为已知电
7、场中的一固定点，在A点放一电荷量为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点换上电荷量为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、有无均无关解析电场强度E是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变，故A、B、C均错误，D正确。答案D基 础 梳 理1点电荷电场的场强(1)公式Ek，适用条件：真空中的点电荷。(2)方向：如果以Q为中心，r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等。当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外
8、；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向里。特别提醒(1)Ek仅适用于真空中的点电荷的电场，而E适用于任何电场。(2)在计算式Ek中，r0时，电场强度E不可以认为无穷大。因为r0时，电荷量为Q的带电物体就不能看成点电荷了。(3)均匀带电球体之外某点的电场强度可用此公式计算，r为球心到该点的距离。2电场强度的叠加(1)如果场源是多个点电荷，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。这种关系叫做电场强度的叠加。(2)电场强度是矢量，电场强度的叠加本质是矢量叠加，所以可应用平行四边形定则求解。如图1所示，P点的电场强度E等于Q1在该点产生的电场强度E1与Q2在该点产生的电场强度E2
9、的矢量和。图1典 例 精 析【例3】 关于电场，下列说法正确的是()A由E知，若q减半，则电场强度变为原来的2倍B由Ek知，E与Q成正比，与r2成反比C由Ek知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处的场强均相同D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向解析E为场强的定义式，电场中某点的场强E只由电场本身性质决定，与是否引入检验电荷及检验电荷的大小、正负均无关，选项A错误；Ek是点电荷Q形成的电场中各点场强的决定式，故E，选项B正确；场强E为矢量，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处的场强大小相等，方向不同，选项C错误；若所放电荷为正电荷，则E与所放电荷的受力方向相同，若所放电荷为
10、负电荷，则E与所放电荷的受力方向相反，故选项D错误。答案B【例4】 (2018绍兴适应性考试)如图2所示，绝缘水平面上有A、B、C、D四点，依次相距L，若把带电金属小球甲(半径远小于L)放在B点，测得D点处的电场强度大小为E；现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分置于A、C两点，此时D点处的电场强度大小为()图2A.E B.E CE D.E解析由点电荷的电场强度计算式Ek得：Ek，两球接触后，电荷量平分，有Q1Q2，EDkk，联立得：EDE，所以选项D正确。答案D(1)公式E中，F为试探电荷所受的电场力，q为试探电荷的电荷量，该式是电场强度的定义式，适用于任何电场；公式Ek中，Q
11、是产生电场的场源电荷的电荷量，该式适用于真空中点电荷产生的场强的计算。(2)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。即 学 即 练3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q(qQ)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为()A. B. Ck Dk解析E中q指的是试探电荷的电荷量，E中Q指的是场源电荷的电荷量，故B正确。答案B4如图3所示，真空中带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距为r，则：图3(1)两点电荷连线的中点O的
12、场强多大？(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(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，由A指向B。A、B两点电荷在O点产生的电场强度EAEB。故O点的合场强为EO2EA，方向由A指向B。(2)如图乙所示，EAEB，由矢量图所形成的等边三角形可知，O点的合场强EOEAEB，方向与A、B的中垂线垂直，即EO与EO同向。答案(1)，方向由A指向B(2)，方向与AB连线平行，由A指向B基 础 梳 理1电场线的特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的，不是实际存在的线，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度方
13、向。(2)电场线从正电荷(或无限远)出发，终止于无限远(或负电荷)。(3)电场线在电场中不相交。(4)在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密。(5)匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。2几种常见的电场线3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：场强方向处处相同，电场线是平行直线。场强大小处处相等，电场线疏密程度相同，即电场线间隔相等。典 例 精 析【例5】 下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是()解析A图中，A、B两点场强大小相等，方向不同，B图中，A、B两点场强的方向相同，但大小不等；C图中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向均相同；D图中A、B
14、两点场强大小、方向均不相同，故选项C正确。答案C【例6】 关于电场线，下列说法中正确的是()A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B沿电场线的方向，电场强度越来越小C电场线越密的地方同一试探电荷受到的静电力就越大D顺着电场线移动电荷，电荷所受静电力的大小不变解析只有正电荷在电场线上某点所受力的方向才与该点切线方向相同，选项A错误；电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方电场强度越大，选项B、D错误，C正确。答案C(1)电场线的疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，在研究静电力时一定要分清是正电荷还是负电荷。(2)带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析步骤根据带电粒子弯曲方向，判断出受力方向和初速度的方向。根据受力方向，判断出电场线(电场强度)方向、粒子受力方向及电性的关系。根据电场线的分布情况，由牛顿第二定律判断出粒子加速度、速度的变化情况。根据功能关系或能量守恒定律求出粒子的能量变化情况。即 学 即 练5某电场的电场线分布如图4所示，下列说法正确的是()图4Ac点的电场强度大于b点的电场强度B若将一试探电荷q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点Cb点的电场强度大于d点的电场强度Da点和b点的电场强度的方向相同解析电场线的疏密
