高中物理选修新课标人教版选修3-1第一章1 3 电场强度 教案

第一章 静电场1.3电场强度【教学目标】 1、知道电荷相互作用是通过电场发生的；2、理解电场强度和电场线的概念。3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度；4、知道几种典型电场的电场线分布。 5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法 重点：电场强度的概念及其定义式 难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算【自主预习】1英国物理学家、化学家 首先提出场的概念。他指出：电荷的周围存在 ，带电体间的相互作用是通过它们各自产生的 传递的。电场是一种特殊形态的 ，电场最基本的特征是 ，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。2为研究电场而放进电场的电荷称为 ；产生电场的电荷称为 。3电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的 。电场强度的大小表示电场的 ，电场强度的方向就是电场的 ，且物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的电场力的方向 。电场强度的单位是 或 。4E=F/q是电场强度的 ，适用于 电场； 仅适用于真空中点电荷的电场。5如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相 ，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷 存在时在该点产生的场强的 。6等量异种电荷和等量同种电荷连线上以及中垂线上电场强度各有怎样的规律？(1)等量异种点电荷连线上以中点O场强最小，中垂线上以中点O的场强为最大；等量同种点电荷连线上以中点电场强度最小，等于零因无限远处场强E0，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，之间某位置场强必有最大值(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反.【典型例题】一、场强的公式【例1】 下列说法中，正确的是()A在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上各处的电场强度都相同BEk仅适用于真空中点电荷形成的电场C电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的静电力的方向D电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关二、电场线的理解【例2】 如图1 所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|q|)，由a运动到b，静电力做正功已知在a、b两点粒子所受静电力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是()A若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，FaEbEaEcC这四点的场强大小关系是EbEaEcEdD无法比较E值大小8.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的vt图象如图6所示，则两点A、B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( )9在如图7所示的匀强电场中，有一轻质棒AB，A点固定在一个可以转动的轴上，B端固定有一个大小可忽略、质量为m，带电荷量为Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为，求匀强电场的场强10如图8所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的静电力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？答案：例1. BD解析因为电场强度是矢量，有方向，故A错误；Ek仅适用于真空中点电荷形成的电场，B正确；电场强度的方向就是放入电场中的正电荷受到的静电力的方向，C错误；电场中某点的场强仅由电场本身决定，与试探电荷无关，故D正确例2. A解析从电场线分布可以看出，a点电场线密，故EaEb，所以带电粒子q在a点所受静电力大，即FaFb；若Q带正电，正电荷从a到b静电力做正功，若Q带负电，正电荷从a到b静电力做负功，故A项正确.例3 解析(1)由库仑定律得Fk9109 N9 N方向在A与B的连线上，且指向A.(2)由电场强度的定义：Ek所以E9109 N/C4.5105 N/C方向由A指向B.(3)由库仑定律Fk9109 N18 N方向由A指向B，Ek4.5105 N/C方向由A指向B.(4)因E与q无关，q0也不会影响E的大小与方向，所以移去q后场强不变.例4.解析在x轴上由Q产生的电场强度方向沿水平方向，在C点右侧水平向左，左侧水平向右，要想和等量的正电荷在x轴上产生的合场强为零，该点应该出现在C点的右侧，距离A、B、C三个电荷相同的D点上答案D点拓展探究如果C点没有电荷的存在，x轴上电场强度为零的点是_答案O点解析C点如果没有电荷存在，则变成等量同种电荷的电场，应该是O点处的场强为零课后练习1答案BC解析电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，FEq.若电场中某点的场强E0，那么F0，若小球不带电q0，F也一定等于零，选项B、C正确场强是描述电场强弱和方向的物理量，是描述电场本身性质的物理量2. 答案B解析负点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大，由图知EAEB，又因FqE，得FAFB，故B正确由a，aF，而FE，EAEB，所以aAaB，故C错B点的切线方向即B点场强方向，而负电荷所受静电力方向与其相反，故D错3. 答案C4. 答案BD5.答案CD解析正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但如果电场线是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与静电力方向不再一致(初始时刻除外)，故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，即电荷所受静电力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确6. 答案CD解析电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向，电场线的疏密反映电场的强弱所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向以及带电粒子在电场中的受力大小及方向7. 答案B解析对图象问题要着重理解它的物理意义，对于电场中给定的位置，放入的试探电荷的电荷量不同，它受到的静电力不同但是静电力F与试探电荷的电荷量q的比值即场强E是不变的量，因为FqE，所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线斜率的大小即表示场强的大小，由此可得：EdEbEaEc，故B正确8.答案C解析由v-t图象知,负电荷由A点运动到B点做变加速直线运动,说明它所受静电力方向由A指向B,且静电力逐渐增大,所以AB电场线上电场方向BA,且E变大.9.答案解析小球受重力mg、棒拉力FT，还应受到水平向右的静电力F，故Q为正电荷，由平衡条件：FTsin F0，FTcos mg所以Fmgtan 又由FQE，得E10.答案，方向向右Eb，方向