高中物理 第1章 靜電場 3 電場強度課件 新人教版選修3-1

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1、第 一 章 靜 電 場3 電 場 強 度 知 道 電 荷 間 的 相 互 作 用 是 通 過 電 場 發(fā) 生 的 , 知 道 電 場 是 客 觀 存 在 的一 種 特 殊 物 質(zhì) 。 理 解 電 場 強 度 的 概 念 及 其 定 義 , 會 根 據(jù) 電 場 強 度 的 定 義 進 行 有 關(guān) 的計 算 。 知 道 電 場 強 度 是 矢 量 , 知 道 電 場 強 度 的 方 向 是 怎 樣 規(guī) 定 的 。 知 道 電 場 的 疊 加 原 理 , 并 應(yīng) 用 這 個 原 理 進 行 簡 單 的 計 算 。 能 識 別 常 見 電 場 的 電 場 線 特 征 , 理 解 勻 強 電 場 的 定

2、 義 及 電 場 線 分 布特 征 彈力和摩擦力都是在兩個物體互相接觸的情況下產(chǎn)生的。而兩個帶電體沒有接觸,就可以發(fā)生靜電力的作用。那么,電荷之間的相互作用是通過什么發(fā)生的?(哦!原來是通過電場發(fā)生的) 1 知 識 自 主 梳 理2 重 點 難 點 突 破3 考 點 題 型 設(shè) 計4 易 錯 案 例 剖 析5 課 堂 知 識 結(jié) 構(gòu)6 隨 堂 鞏 固 提 升7 課 時 作 業(yè) 知 識 自 主 梳 理 1 概 念電 荷 周 圍 存 在 的 一 種 特 殊 物 質(zhì) 。 帶 電 體 間 的 相 互 作 用 是 通 過 周 圍 的_發(fā) 生 的 。2 靜 電 場是 _的 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場 。3

3、 基 本 性 質(zhì)對 放 入 其 中 的 電 荷 有 _的 作 用 。電 場知 識 點 1電 場 靜 止 力 1 試 探 電 荷 (檢 驗 電 荷 )用 來 檢 測 電 場 _及 其 強 弱 分 布 情 況 的 電 荷 , 是 研 究 電 場 的 工 具 。2 場 源 電 荷激 發(fā) 或 產(chǎn) 生 我 們 正 在 研 究 的 電 場 的 電 荷 , 是 電 場 的 來 源 。知 識 點 2 電 場 強 度是 否 存 在 3 電 場 強 度(1)定 義 : 放 入 電 場 中 某 一 點 的 電 荷 受 到 的 _跟 它 的 _的比 值 叫 做 該 點 的 電 場 強 度 。(3)單 位 : _, 符

4、 號 _。(4)方 向 : 規(guī) 定 為 _在 該 點 受 的 電 場 力 的 方 向 。(5)物 理 意 義 : 電 場 強 度 是 反 映 _的 物 理 量 , 其 大 小表 示 電 場 的 強 弱 。 電 場 力 電 荷 量 牛 /庫 N/C正 電 荷 電 場 本 身 的 力 的 性 質(zhì) 1 公 式E _, Q為 真 空 中 點 電 荷 的 帶 電 量 , r為 該 點 到 點 電 荷 Q的 距 離 。2 方 向若 Q為 _, 場 強 方 向 沿 Q和 該 點 的 連 線 指 向 該 點 ; 若 Q為_, 場 強 方 向 沿 Q和 該 點 的 連 線 指 向 Q。3 適 用 條 件_。知

5、識 點 3 點 電 荷 的 場 強正 電 荷 負(fù) 電 荷 真 空 中 點 電 荷 1 場 強 的 疊 加如 果 場 源 電 荷 不 只 是 一 個 點 電 荷 , 則 電 場 中 某 點 的 電 場 強 度 為 各 個 點 電 荷單 獨 在 該 點 產(chǎn) 生 的 電 場 強 度 的 _。 這 種 關(guān) 系 叫 做 電 場 強 度 的 疊 加 。2 運 算 法 則電 場 強 度 是 矢 量 , 場 強 的 疊 加 本 質(zhì) 是 矢 量 疊 加 , 所 以 應(yīng) 該 用 _定 則 。3 應(yīng) 用 范 圍電 場 的 疊 加 原 理 對 _都 適 用 , 注 意 只 有 同 時 共 同 形 成 電 場 時 才

6、能疊 加 。知 識 點 4 電 場 強 度 的 疊 加 矢 量 和 平 行 四 邊 形 任 何 電 場 1 電 場 線為 了 形 象 描 述 電 場 而 _的 一 條 條 有 _的 曲 線 。 曲 線 上 每點 的 _的 方 向 表 示 該 點 的 電 場 強 度 的 方 向 。2 電 場 線 的 特 點(1)電 場 線 從 _或 _出 發(fā) , 終 止 于 _或_。(2)電 場 線 在 電 場 中 不 相 交 。知 識 點 5 電 場 線 勻 強 電 場假 想 方 向 切 線 正 電 荷 無 限 遠(yuǎn) 負(fù) 電 荷 無 限 遠(yuǎn) (3)電 場 強 度 較 大 的 地 方 , 電 場 線 _; 電 場

7、 強 度 較 小 的 地 方 , 電 場線 _。(4)電 場 線 上 任 一 點 順 著 電 場 線 的 _方 向 , 就 表 示 該 點 電 場 強 度 的方 向 。(5)電 場 線 不 是 實 際 存 在 的 曲 線 , 是 為 了 形 象 描 述 電 場 而 假 想 的 。3 勻 強 電 場(1)定 義 : 各 點 電 場 強 度 的 大 小 _、 方 向 _的 電 場 。(2)勻 強 電 場 的 電 場 線 : _的 平 行 直 線 。較 密 較 疏 切 線 相 等 相 同 間 隔 相 等 重 點 難 點 突 破 1.對 電 場 的 理 解(1)場 與 分 子 、 原 子 組 成 的

8、實 物 一 樣 具 有 能 量 、 質(zhì) 量 和 動 量 , 它 是 物 質(zhì) 存 在的 一 種 特 殊 形 式 。(2)場 與 實 物 是 物 質(zhì) 存 在 的 兩 種 不 同 形 式 。(3)電 荷 的 周 圍 一 定 存 在 電 場 , 靜 止 電 荷 的 周 圍 存 在 著 靜 電 場 。(4)電 荷 間 的 相 互 作 用 是 通 過 電 場 發(fā) 生 的 。一 、 對 電 場 及 電 場 強 度 的 理 解 2 對 電 場 強 度 的 理 解(1)電 場 強 度 反 映 了 電 場 的 力 的 性 質(zhì) 。(2)唯 一 性 : 電 場 中 某 點 的 電 場 強 度 E是 唯 一 的 , 是

9、 由 電 場 本 身 的 特 性 (形 成電 場 的 電 荷 及 空 間 位 置 )決 定 的 , 與 是 否 放 入 試 探 電 荷 、 放 入 電 荷 的 電 性 、 電 荷量 的 多 少 均 無 關(guān) 。 電 場 中 不 同 的 地 方 , 電 場 強 度 一 般 是 不 同 的 。(3)矢 量 性 : 電 場 強 度 描 述 了 電 場 的 強 弱 , 是 矢 量 , 其 方 向 與 在 該 點 的 正 電荷 所 受 電 場 力 的 方 向 相 同 , 與 在 該 點 的 負(fù) 電 荷 所 受 電 場 力 的 方 向 相 反 。 特 別 提 醒 (1)試探電荷是一種理想化模型,它是電荷量和

10、尺寸都充分小的點電荷,點電荷不一定能做試探電荷。(2)和已經(jīng)學(xué)過的其他矢量一樣,比較電場強度是否相同時,一定要考慮大小、方向兩個要素。 答 案 : 可 根 據(jù) 電 場 的 基 本 性 質(zhì) : 電 場 對 放 入 其 中 的 電 荷 有 靜 電 力 的 作 用 ,在 該 空 間 放 入 一 帶 電 體 通 過 測 量 其 是 否 受 到 靜 電 力 檢 驗 。 二 、 電 場 強 度 的 兩 個 公 式 的 比 較 1 電 場 線 的 應(yīng) 用(1)按 照 電 場 線 畫 法 的 規(guī) 定 , 場 強 大 處 電 場 線 密 , 場 強 小 處 電 場 線 疏 , 根 據(jù)電 場 線 的 疏 密 可

11、以 比 較 場 強 的 大 小 。(2)根 據(jù) 電 場 線 的 定 義 , 電 場 線 每 點 的 切 線 方 向 就 是 該 點 電 場 強 度 的 方 向 。三 、 對 電 場 線 的 理 解 2 幾 種 常 見 電 場 的 電 場 線點 電 荷 的 電 場 線 分 布 等 量 同 種 電 荷 的 電 場 線 等 量 異 種 電 荷 的 電 場 線 帶 電 平 行 金 屬 板 間 的 電 場 線 3 電 場 線 與 帶 電 粒 子 在 電 場 中 的 運 動 軌 跡 的 比 較 兩 線內(nèi) 容 電 場 線 運 動 軌 跡客 觀 性 電 場 中 并 不 存 在 , 是 為 研 究 電 場方 便

12、 而 人 為 引 入 的 粒 子 在 電 場 中 的 運 動 軌 跡 是客 觀 存 在 的切 線意 義 曲 線 上 各 點 的 切 線 方 向 即 為 該 點的 電 場 強 度 方 向 , 同 時 也 是 正 電荷 在 該 點 的 受 力 方 向 , 即 正 電 荷在 該 點 產(chǎn) 生 加 速 度 的 方 向 軌 跡 上 每 一 點 的 切 線 方 向 即為 粒 子 在 該 點 的 速 度 方 向 ,但 加 速 度 的 方 向 與 速 度 的 方向 不 一 定 相 同 特 別 提 醒 帶電粒子運動軌跡與電場線重合必備的條件:(1)電場線是直線;(2)帶電粒子只受電場力作用,或受其他力,但方向沿電

13、場線所在的直線;(3)帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場線所在的直線。 答 案 : 電 場 是 一 種 特 殊 的 物 質(zhì) , 無 形 無 體 , 能 夠 充 滿 它 所 在 的 空 間 , 而 實驗 之 所 以 能 顯 示 電 場 線 的 形 狀 , 是 因 為 在 引 入 電 場 線 時 , 抓 住 “ 靜 電 力 ” 這 一根 本 屬 性 。 實 驗 顯 示 的 正 是 帶 電 體 在 電 場 中 受 到 靜 電 力 隨 位 置 而 改 變 的 情 況 。因 此 可 以 用 實 驗 來 顯 示 電 場 線 的 形 狀 , 但 不 能 說 明 電 場 線 是 客 觀 存 在 的 , 應(yīng)

14、理解 為 電 場 線 是 假 想 的 , 電 場 才 是 客 觀 存 在 的 。 考 點 題 型 設(shè) 計 題 型 1 對 電 場 強 度 的 理 解C 解 析 : A:場強是矢量,不僅有大小,而且有方向,以點電荷Q為圓心,半徑為r的球面上,場強的大小EkQ/r2,但方向不同,故A錯誤。B:在正電荷和負(fù)電荷周圍確定場強的方法相同,用試探電荷q放到被考察點,q所受的電場力為F,那么EF/q。由此可見,何處場強大,何處場強小,與電荷的正負(fù)并沒有什么關(guān)系,故B也錯誤。 C:電場強度E是電場的性質(zhì),試探電荷是用來體現(xiàn)這一性質(zhì)的“工具”,就像用溫度計測量水的溫度一樣,溫度計插入水中,水的溫度就由溫度計顯示

15、出來,取走溫度計,水的溫度仍然如此,不會消失。故C正確。D:EF/q一式中,E的大小并不是由F、q來決定的。在電場中某一點放入一試探電荷q,那么q越大,F(xiàn)越大,而F/q這一比值卻不變。故D錯誤。點 評 :通過本例的分析,可使學(xué)生全面地理解場強的定義。場強是由電場本身決定的,與試探電荷q無關(guān)。 解 析 :電場強度取決于電場本身,與有無試探電荷無關(guān),所以在P點電荷減半或無檢驗電荷,P點的場強不變,故A、C錯誤。據(jù)FEq知,P點的場強越大,則同一電荷在P點所受的電場力越大,故B正確。據(jù)場強方向的規(guī)定,P點的場強方向為正電荷在該點的受力方向,故D正確。故選BD。 BD 題 型 2 對 電 場 線 的

16、理 解 及 應(yīng) 用 C 解 析 :由速度時間圖象可知,電荷的速度越來越大,且加速度也是越來越大,故電荷在運動過程中,應(yīng)受到逐漸增大的靜電力作用,所以電場線的方向應(yīng)由B指向A。由于加速度越來越大,所以電場力越來越大,即B點的電場強度應(yīng)大于A點的電場強度,即B點處電場線應(yīng)比A點處密集。所以正確答案為C。點 評 :如果對vt圖象的斜率即加速度值理解不夠,就不能得出電荷加速度變大的結(jié)論,而得不到正確的結(jié)果。 B 解 析 :電場線密的地方電場強度大,電場線疏的地方電場強度小,由于只有一條電場線,不能判斷電場線的疏密情況,所以不能判斷場強的大小,所以A錯誤;由圖可以知道電場的方向向右,所以當(dāng)由靜止釋放一個

17、電子時,電子的受力的方向向左,所以電子將一定向A點運動,所以B正確;只有一條電場線不能判斷是不是正電荷產(chǎn)生的,所以C錯誤;正電荷運動中通過A點,此時受到的電場力的方向一定是沿AB方向的,但是電荷的運動的方向不一定沿著AB方向,運動電荷可能做曲線運動,所以D錯誤。 題 型 3 電 場 強 度 的 疊 加 點 評 :電場強度是矢量,如果空間中同時存在幾個場源,則空間中某點的電場強度就是這幾個場源單獨存在時產(chǎn)生的電場強度的矢量和,場強的合成也像力、速度等矢量一樣,用平行四邊形定則,而當(dāng)幾個矢量均在同一直線上時,可簡化為代數(shù)加減法。 B 題 型 4 電 場 與 力 學(xué) 知 識 的 綜 合 應(yīng) 用 點

18、評 :解答本題的方法和解力學(xué)題的方法完全一樣,只不過多了個電場力。 AD 解 析 :對整體進行受力分析,豎直面上只受重力,水平方向A受電場力向右,B受電場力向左,而大小相等,故AB對豎直面沒有壓力,故在豎直面上沒有摩擦力,故整體只受重力,物體做向下的自由落體運動,故加速度為g,A正確,B錯誤;對B受力分析,B受向左的電場力和向下的重力及電荷間的庫侖力,而B向下的加速度為g,故水平方向合力應(yīng)為零,故應(yīng)受到A對B的彈力,故C錯誤;彈力垂直于接觸面向下,無法和電場力平衡,故AB間會有相對滑動的趨勢,故AB間有摩擦力,由水平方向上的平衡可知,摩擦力應(yīng)沿接觸面向上,故D正確,故選AD。 易 錯 案 例

19、剖 析 B 易 錯 分 析 : 對 易 錯 選 項 及 錯 誤 原 因 具 體 分 析 如 下 :易 錯 選 項 錯 誤 原 因B項 僅 僅 記 住 并 只 會 求 解 點 電 荷 q產(chǎn) 生 的 電 場 , 錯 誤 認(rèn) 為 P點 的 電場 只 是 點 電 荷 q產(chǎn) 生 的 , 而 忽 視 了 金 屬 板 上 感 應(yīng) 電 荷 也 產(chǎn) 生 電場 。C項 錯 誤 的 認(rèn) 為 金 屬 板 上 感 應(yīng) 出 的 負(fù) 電 荷 集 中 在 金 屬 板 中 央 一 點上 , 感 應(yīng) 電 荷 的 等 效 位 置 沒 有 從 乙 圖 得 到 啟 發(fā) 。 課 堂 知 識 結(jié) 構(gòu) 隨 堂 鞏 固 提 升 課 時 作 業(yè)

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