电场强度教学设计.doc

1、 物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程请同学们先看一下课本中“电场”部分，然后思考电荷间的相互作用是如何发生的？库仑： F= 超距作用？牛顿：19世纪30年代，法拉第提出：电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 电场：是存在于电荷周围的一种特殊的物质(场与实物是物质存在的两种不同形式）； 静止电荷产生的电场称为静电场。电场力：电荷间的相互作用力称为电场力。电场的基本性质：对放入其中的电荷具有力的作用。2、 电场强度如何描述电场的强弱？场源电荷：产生电场的电荷Q 试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱的电量比较小、体积比较小的电荷1. 定义：放入电场中某点的试探电荷q,所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。2. 定义式： 单位：牛/库仑 (N/C） 伏特/米（v/m） 3. 矢量性：跟正电荷在该点所受电场力方向相同；跟负电荷在该点所受电场力方向相反。4. 理解：1）为定义式，适用于一切电场2） 电场强度是反映电场强弱和方向的物理量。3） 由电场本身的性质决定，与试探电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力都无关。练习1：根据场强的定义式EFq可以知道（ ）A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量成反比B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则该点的场强为零C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则该点的场强为无穷大D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷，也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场强都是一定的练习2：真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为410-9C的试探电荷，它受到的电场力 210-5N，则P点的场强度 N/C；把试探电荷的电量减少为210-9C，则检验电荷所受的电场力为 N。 如果把这个试探电荷取走，则P点的电场强度为 N/C。3、 点电荷的电场强度在点电荷Q 形成的电场中，距Q 为 r 的P 点，检验电荷受到的电场力为练习3：在与场源电荷Q 相距 r = 30 cm 的P 点，q = 4.010-9 C 的负点电荷受到的电场力F = 2.010-5 N，方向指向Q 。（1）求P 点电场强度的大小和方向;（2）Q 为何种电荷，其电荷量是多少？总结： 和 的区别：适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场q是检验电荷，E与q无关仅对点电荷的电场适用Q是场源电荷，E与Q成正比练习4：关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍 BE=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 C在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同 D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方练习5：在真空中O点放一个点电荷Q1.010-9C，直线MN通过O点，OM的距离r30cm，M点放一个点电荷q1.010-10C，如图所示，（已知静电力常量）求：（1） q在M点受到点电荷Q的作用力？（2） M点的场强？（3） 拿走q后M点的电场强度？4、 电场强度的叠加5、因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和。练习6：真空中，两个等量异种电荷电量数值均为q，相距r。两点电荷连线中点处的电场强度的大小为（ ） A、0 B、2kqr2 C 、4kqr2 D、 8kqr2练习7：如图所示，在真空中有两个点电荷Q13.0108C和Q23.0108C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强。（A点与两个点电荷的距离r相等，r0.1m。）练习8：在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电-Q2，且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上（ ）A.E1=E2之点只有一个，该处合场强为零B.E1=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2C.E1=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2D.E1=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2作业：教材P15.7练习9：直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）A. ，沿y轴正方向 B. ,沿y轴负方向C. ，沿y轴正方向 D. ，沿y轴负方向练习10：如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称。要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q，则该点电荷Q应放在( )A.A点 B.B点 C.C点 D.D点练习11：如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q (qO)的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)（ ）练习12：均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（ ）A. B. C. D. 5、 电场线1电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫做电场线 【注意】电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假想的线，电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象但它仅是假想的线2电场线的特点 （1）在静电场中，电场线起始于正电荷，终止于负电荷 对孤立的正电荷，可认为负电荷在无穷远处，电场线由正电荷出发伸向无穷远；对孤立的负电荷，可认为正电荷在无穷远处，电场线由无穷远处伸向负电荷 （2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 过电场线上某点的切线方向是指跟电场线的行进方向一致的那个方向，如图所示 （3）电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小 （4）两条电场线不能相交电场中某处的场强大小和方向是惟一确定的，如果两条电场线相交就不能惟一地确定出场强方向，同时在相交点处由于电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小练习13：如图所示是某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列结论中正确的是（ ）A.A点的场强比B点的场强大B.A点的场强方向与B点的场强方向相同C.将同一点电荷分别放在A、B两点，放在A点的加速度比放在B点的加速度大D.因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点都不会受静电力作用练习14:某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（）A粒子必定带正电荷B该静电场一定是孤立正电荷产生的C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D粒子在M点的速度大于它在N点的速度练习15：如右图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如右图中虚线所示，则( )Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的动能，一个增加一个减小作业：教材P15.53、几种常见的带电体周围的电场线分布：1点电荷的电场线分布：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线无限远处延伸到负电荷，如图所示2. 等量异种点电荷的电场线：（1）沿点电荷的连线方向，场强先变小后变大（2）两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，沿中垂线O点向外场强逐渐减小，在中垂线上到两点电荷连线中点O点等距离处各点的场强相等。（3）在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功。3、等量同种点电荷的电场线（1）两点电荷连线中点O处场强为零（2） 中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿面（线）远离 O（等量正电荷）（3）在中垂面（线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。练习16：如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、 b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（ ）AA、B可能带等量异号的正、负电荷BA、B可能带不等量的正电荷Cab两点处无电场线，故其电场强度可能为零D同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向一定相反练习17：如图所示，A、B为两个等量同种点电荷，a、O、b在点电荷A、B的连线上，c、O、d在连线的中垂线上Oa=Ob=Oc=Od，则（）Aa、b两点的场强相同，电势也相同Bc、d两点的场强不相同，电势相同CO点是A、B连线上电势最低的点，也是A、B连线上场强最小的点DO点是中垂线cd上电势最高的点，也中垂线上场强最大的点练习18：P,Q两电荷的电场线分布如图所示，c,d为电场中的关于PQ连线的中垂线对称的两点.一个离子（不计重力）从a运动到的轨迹如图所示，则下列判断不正确的是（ ）A. P带负电荷B.C d两点的电场强度相同C. 离子在运动过程中受到P的吸引力D. 离子从a运动到，电场力做正功练习19：如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘的水平面上。P、N是小球A、B的连线的水平中垂线，且POON。现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点)，由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列说法正确的是()A. 速度先增大，再减小B. 速度一直增大C. 加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D. 加速度先减小再增大3点电荷与带电平板的电场线分布，如图所示4带等量异种电荷两靠近的平行金属板间的电场线分布如图所示 匀强电场 1匀强电场：电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场 2匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线3 匀强电场的实例：两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间电场除边缘附近外是匀强电场练习20：如图所示，正电荷Q放在一水平向右匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有abc三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力恰好为零，则匀强电场的大小为 最高点b点的场强大小 最右侧C点的场强大小为 练习21：（2013新课标全国卷）如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a，b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若 三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（ ） 作业：教材P15.6练习22：如图所示，空间存在着电场强度为E=2.5102N/C、方向竖直向上的匀强电场，一长为L=0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=410-2C的小球现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，则小球能运动到最高点不计阻力取g=10m/s2求：（1）小球的电性（2）细线在最高点受到的拉力（3）若小球刚好运动到最高点时细线断裂，则细线断裂后小球继续运动到与O点水平方向距离为细线的长度L时，小球距O点的高度练习23：如图所示，一个倾角为的绝缘斜面固定在场强为E的匀强电场中有一个质量为m、电荷量为正q的物体以初速度V0从斜面底端A沿斜面向上运动至B，接着又沿斜面向下运动返回A点，此时速度为V，若AB长为L，求物体与斜面间动摩擦因数。年 级：高 二学 科：物 理主备人：张 立备课组长：郑仕潮1.3 电场强度【教学目标】1了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。2知道电荷间的相互作用是通过电