高中物理 第1章 第3節(jié) 第1課時 電場 電場強度 點電荷的電場 電場強度的疊加課件 新人教版選修3-1.ppt

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第一章靜電場 第3節(jié)電場強度第1課時電場電場強度點電荷的電場電場強度的疊加 1 知道電荷間的相互作用是通過電場實現(xiàn)的 知道場與實物是物質(zhì)存在的兩種形式 2 體會用比值定義物理量的方法 理解電場強度的定義 公式 單位 方向 3 能推導點電荷的電場強度的公式 并能應用公式進行有關的計算 知道電場強度的疊加原理 并能應用這一原理進行簡單的計算 要點一電場1 電場 電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì) 它是物質(zhì)存在的一種形式 電荷間的相互作用是通過它們的電場發(fā)生的 2 電場的基本性質(zhì) 對放入其中的電荷有力的作用 3 電場力 電場對電荷的作用力 4 靜電場 靜止電荷周圍產(chǎn)生的電場 電場和實物的差別電場是一種不同于實物的另一存在形式 它與實物有許多差別 例如 1 實物所占據(jù)的空間不能再為另一實物所占據(jù) 但幾個場可以同時占據(jù)同一個空間 2 電場雖然看不見 摸不著 但它總能通過一些性質(zhì)而表現(xiàn)其存在 1 試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小 放入試探電荷后不引起原電場的明顯變化 2 試探電荷有電荷量 但是要忽略它所產(chǎn)生的電場 負電荷在電場中某點所受的電場力的方向與該點的電場強度方向相反 3 電場力和電場強度的區(qū)別和聯(lián)系 4 電場強度的疊加 1 疊加原理 電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和 例如 圖中P點的電場強度 等于 Q1在該點產(chǎn)生的電場強度E1與 Q2在該點產(chǎn)生的電場強度E2的矢量和 2 比較大的帶電體的電場 可把帶電體分成若干小塊 每小塊看成點電荷 用點電荷電場疊加的方法計算 在真空中O點放一個點電荷Q 1 0 10 9C 直線MN通過O點 OM的距離r 30cm M點放一個試探電荷q 1 0 10 10C 如圖所示 求 1 q在M點受到的作用力 2 M點的電場強度 3 拿走q后M點的電場強度 4 M N兩點的電場強度哪點大 答案 見解析 方法總結(jié) 解決此類問題應注意以下兩點 1 電場強度的大小和方向取決于電場本身 2 電場強度的求解方法有兩種 一是用定義式E F q求解 該式適用于任何電場 二是用E kQ r2求解點電荷在某點的電場強度 其方向由場源電荷Q的正負決定 如 Q時 E的方向沿半徑r向外 Q時 E的方向沿半徑r反向 向內(nèi) 點電荷Q產(chǎn)生的電場中有一A點 現(xiàn)在在A點放上一電荷量為q 2 10 8C的試探電荷 它受到的靜電力為7 2 10 5N 方向水平向左 則 1 點電荷Q在A點產(chǎn)生的場強大小為E 方向 2 若在A點換上另一電荷量為q 4 10 8C的試探電荷 此時點電荷Q在A點產(chǎn)生的場強大小為E 該試探電荷受到的靜電力大小為 方向 變式訓練1 1 答案 1 3 6 103N C水平向左 2 3 6 103N C1 44 10 4N水平向右 AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑 圓心為O 將電荷量分別為 q和 q的兩點電荷放在圓周上 其位置關于AB對稱且距離等于圓的半徑 如圖所示 要使圓心處的電場強度為零 可在圓周上再放一個適當?shù)狞c電荷Q 則該點電荷 A 應放在A點 Q 2qB 應放在B點 Q 2qC 應放在C點 Q qD 應放在D點 Q q 答案 CD 方法總結(jié) 解決此類問題的基本思路是 1 明確有幾個場源 2 分析各個場源在所考查的位置或空間激發(fā)電場的大小和方向 3 根據(jù)場疊加原理 多個場源激發(fā)電場的合電場強度等于各個電場單獨存在時 在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和 如圖所示 真空中帶電荷量分別為 Q和 Q的點電荷A B相距r 求 1 兩點電荷連線的中點O處的場強 2 在兩點電荷連線的中垂線上距A B兩點都為r的O 點處的場強 變式訓練2 1 如圖所示 一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有 Q的電荷 球心O上場強為零 現(xiàn)在球殼上M處挖去半徑為r r R 的一個小圓孔 則此時球心O上的場強大小為多少 方向如何 已知靜電力常量為k 答案 見解析 方法總結(jié) 球殼可以被分割成許多小塊 每一小塊都可看成點電荷 并且能找到它關于球心對稱的另一小塊 它們在球心處產(chǎn)生的合場強為零 則所有小塊對O點的合場強為零 有一塊一旦被挖去 那么它關于球心對稱的另一塊的電場就能表現(xiàn)出來 變式訓練3 1 答案 C 1 下列說法正確的是 A 只要有電荷存在 電荷周圍就一定存在著電場B 電場是一種物質(zhì) 它與其他物質(zhì)一樣 是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C 電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用D 電場是人為設想出來的 其實并不存在 解析 電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì) 電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 不是假想的 故A B C正確 答案 ABC 答案 C 答案 A 答案 D