人教版选修3－1　1.3　电场强度　学案

设计人：薛俊菊审核人：秦银静校 对：王子玉第一章 第3节电场强度（学案20）学习目标: 1通过实验认识电场。2会用电场强度描述电场。3会用电场线描述电场，知道几种常见电场线的分布情况学习重点: 理解电场、电场强度、电场的叠加原理、电场线、匀强电场。学习难点: 理解电场、电场强度、电场的叠加原理、电场线、匀强电场。图6-1-3课堂导学一、电场强度（一）问题导学1、不接触的电荷是通过什么相互作用？2、如何描述电场中一点电场的强弱？你有什么方法来比较？（合作讨论）3、电场强度的定义式；单位及其换算？4、请你推导距点电荷R处电场强度的计算式？5、电场强度的叠加遵循什么法则？（二）典例探究例1：如图6-1-3所示，在真空中有两个点电荷Q1+3.0x10C和Q23.0x108C，它们相距0.1m，求电场中A点场强A点与两个点电荷的距离r相等， r=0.1m例2:在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=Fq，那么下列说法正确的是( ) A，若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E2C若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向 D若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向二、电场线（一）问题导学1、什么是电场线？如何用电场线形象描述电场？2、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。并说出有何特点？3、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点？（二）典例探究图926例3：图926中实线是一簇未标明方向的由点电荷 产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是诡计上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（ ）A带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a、b两点的受力方向 C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D带电粒子在a、b两点的动能何处较大 例4：如图8所示,一个质量为30g带电量C的半径极图6-1-4小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30,由此可知匀强电场方向为_ ,电场强度大小为_ .(g取10m/s2)例5：一根长为3l的丝线穿着两个相同的质量均为m的小金属圆环A和B，将丝线的两端系于同一点O，如图1所示当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成一等边三角形，此时两环处于同一水平线上如果不计环与线的摩擦，问两环各带多少电荷量？(已知静电力常量为k)问题引导1.本题中研究对象是什么？研究对象受哪些力作用？2.题中有几根线？同一条丝线上各处的力有什么特点？图2变式训练1如图2所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则为()A2 B3 C2 D3 例6、如图3所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m，电荷量为q.为了保证当丝线与竖直方向的夹角60时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为()图3A. B. C. D.变式训练2如图4所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置；如果将小球B向右推动少许，则两球重新达到平衡时，两个小球的受力情况与原来相比()A推力F将增大B竖直墙面对小球A的弹力将减小C地面对小球B的弹力一定不变D两个小球之间的距离增大三、静电场与牛顿第二定律的结合 用牛顿第二定律解答动力学问题的前提是做好受力分析，在匀强电场中FEq，电场力由电场和电荷的电荷量及电性决定；库仑力的计算要注意电性和点电荷间的间距例7如图5所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q.现对C施一水平力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r不变，求：(1)C球的电性和电荷量；(2)水平力F的大小变式训练3如图6所示，在光滑绝缘水平面上固定着质量相等的三个带电小球a、b、c，三球在一条直线上取向右为正方向，若释放a球，a球的初始加速度为1 m/s2；若释放c球，c球的初始加速度为3 m/s2，则释放b球时，b球的初始加速度为多少？图6有效训练1. 下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解，不正确的是( )A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比B.当r0时，E；当r时，E0C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷QD.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强相等2. 在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量q=-2q的负电荷时，测得场强为E，则有( )A.E=E，方向与E相反B.E=2E，方向与E相同C.，方向与E相同D.E=E，方向与E相同3. 图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是( )图1-3-194. 在同一直线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB，在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2010-8c的试探电荷，其所受电场力为2010-6N。将该试探电荷移去后，B点的场强为_，C点的场强为_。如果要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_倍的_电荷.与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。金代元好问示侄孙伯安诗云：“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。可见，“教师”一说是比较晚的事了。如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。参考答案：例1. 解析：真空中点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图6-1-4，合场强E，场强E1，场强E2向上平移后的矢量，三者构成一正三角形，故E与Q1Q2平行，且EElE22.7x104NC例2 D 例3 BCD 例4解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右.小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以F=mgtg30又 =mgtg30E=mgtg30=例5. 解析因为两个小环完全相同，它们的带电情况可认为相同，设两小环带电均为q，同时小环又可视为点电荷取右环B为研究对象，受力分析如图所示，将OB线对小环B的拉力沿竖直方向和水平方向分解，由库仑定律得B受到A的斥力Fk.根据平衡条件，竖直方向有FTcos 30mg；水平方向有FTFTsin 30F；联立解得：q 答案qA ，qB 变式1. 答案C解析确定研究对象，对研究对象进行受力分析，根据平衡条件列方程求解设细线长为l，A的带电荷量为Q.A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析作出受力图，如图所示根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tan ，其中Fk两式整理得：q将题干中的两种情况代入得：2.例6. 解析取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力根据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力为最小，如右图所示则Eqmgsin ，得E 所以，该匀强电场的场强大小可能值为E.答案ACD 变式2. 答案BCD方法总结例5是在多个力作用而平衡时采用了正交分解法，变式训练1则采用了力的合成的方法；例6是平行四边形定则的应用；变式训练2是整体法的应用这些方法在必修1中都常用，是处理力学问题的基本方法，此处仅仅多了一个电场力例7. 问题引导1.由题中“间距不变”我们能否得出这样的结论：三球在运动过程中速度时刻相等？三球在运动过程中加速度相等？2.三球间距不变，则能否把它们视为一个整体？解析对A球进行受力分析如图所示，A球受到B球的库仑斥力F1和C球的库仑力F2后，产生向右的加速度，故F2为引力，C球带负电，根据库仑定律得：F1，F2又F2sin 30F1，所以qC2q对A球有：a对A、B、C整体有：F3ma故F3.答案(1)C球带负电，电荷量为2q(2)F3教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模仿。如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。方法总结整体法与隔离法是处理物体系问题的基本方法库仑力是两个点电荷间的作用力，当把两个点电荷看做整体时，库仑力属于内力，一定要注意这类问题往往是整体法与隔离法相结合，恰当选取研究对象，可使问题变得简捷宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。变式3. 答案2 m/s2解析设b对a、b对c、c对a的作用力的大小分别为F1、F2、F3，则对a有：F1F3maa 对c有：F3F2mac“师”之概念，大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。说文解字中有注曰：“师教人以道者之称也”。“师”之含义，现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。“老”在旧语义中也是一种尊称，隐喻年长且学识渊博者。“老”“师”连用最