高中物理 第1章 静电场 3 电场强度课件 新人教版选修31.ppt

第一章 静电场 3电场强度 弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的 而两个带电体没有接触 就可以发生静电力的作用 那么 电荷之间的相互作用是通过什么发生的 哦 原来是通过电场发生的 知识自主梳理 1 概念电荷周围存在的一种特殊物质 带电体间的相互作用是通过周围的 发生的 2 静电场是 的电荷产生的电场 3 基本性质对放入其中的电荷有 的作用 电场 知识点1 电场 静止 力 1 试探电荷 检验电荷 用来检测电场 及其强弱分布情况的电荷 是研究电场的工具 2 场源电荷激发或产生我们正在研究的电场的电荷 是电场的来源 知识点2 电场强度 是否存在 3 电场强度 1 定义 放入电场中某一点的电荷受到的 跟它的 的比值叫做该点的电场强度 3 单位 符号 4 方向 规定为 在该点受的电场力的方向 5 物理意义 电场强度是反映 的物理量 其大小表示电场的强弱 电场力 电荷量 牛 库 n c 正电荷 电场本身的力的性质 1 公式e q为真空中点电荷的带电量 r为该点到点电荷q的距离 2 方向若q为 场强方向沿q和该点的连线指向该点 若q为 场强方向沿q和该点的连线指向q 3 适用条件 知识点3 点电荷的场强 正电荷 负电荷 真空中点电荷 1 场强的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷 则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 这种关系叫做电场强度的叠加 2 运算法则电场强度是矢量 场强的叠加本质是矢量叠加 所以应该用 定则 3 应用范围电场的叠加原理对 都适用 注意只有同时共同形成电场时才能叠加 知识点4 电场强度的叠加 矢量和 平行四边形 任何电场 1 电场线为了形象描述电场而 的一条条有 的曲线 曲线上每点的 的方向表示该点的电场强度的方向 2 电场线的特点 1 电场线从 或 出发 终止于 或 2 电场线在电场中不相交 知识点5 电场线匀强电场 假想 方向 切线 正电荷 无限远 负电荷 无限远 3 电场强度较大的地方 电场线 电场强度较小的地方 电场线 4 电场线上任一点顺着电场线的 方向 就表示该点电场强度的方向 5 电场线不是实际存在的曲线 是为了形象描述电场而假想的 3 匀强电场 1 定义 各点电场强度的大小 方向 的电场 2 匀强电场的电场线 的平行直线 较密 较疏 切线 相等 相同 间隔相等 重点难点突破 1 对电场的理解 1 场与分子 原子组成的实物一样具有能量 质量和动量 它是物质存在的一种特殊形式 2 场与实物是物质存在的两种不同形式 3 电荷的周围一定存在电场 静止电荷的周围存在着静电场 4 电荷间的相互作用是通过电场发生的 一 对电场及电场强度的理解 2 对电场强度的理解 1 电场强度反映了电场的力的性质 2 唯一性 电场中某点的电场强度e是唯一的 是由电场本身的特性 形成电场的电荷及空间位置 决定的 与是否放入试探电荷 放入电荷的电性 电荷量的多少均无关 电场中不同的地方 电场强度一般是不同的 3 矢量性 电场强度描述了电场的强弱 是矢量 其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同 与在该点的负电荷所受电场力的方向相反 特别提醒 1 试探电荷是一种理想化模型 它是电荷量和尺寸都充分小的点电荷 点电荷不一定能做试探电荷 2 和已经学过的其他矢量一样 比较电场强度是否相同时 一定要考虑大小 方向两个要素 答案 可根据电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有静电力的作用 在该空间放入一带电体通过测量其是否受到静电力检验 二 电场强度的两个公式的比较 1 电场线的应用 1 按照电场线画法的规定 场强大处电场线密 场强小处电场线疏 根据电场线的疏密可以比较场强的大小 2 根据电场线的定义 电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向 三 对电场线的理解 2 几种常见电场的电场线 点电荷的电场线分布 等量同种电荷的电场线等量异种电荷的电场线 带电平行金属板间的电场线 3 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较 特别提醒 带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件 1 电场线是直线 2 带电粒子只受电场力作用 或受其他力 但方向沿电场线所在的直线 3 带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线 答案 电场是一种特殊的物质 无形无体 能够充满它所在的空间 而实验之所以能显示电场线的形状 是因为在引入电场线时 抓住 静电力 这一根本属性 实验显示的正是带电体在电场中受到静电力随位置而改变的情况 因此可以用实验来显示电场线的形状 但不能说明电场线是客观存在的 应理解为电场线是假想的 电场才是客观存在的 考点题型设计 题型1对电场强度的理解 c 解析 a 场强是矢量 不仅有大小 而且有方向 以点电荷q为圆心 半径为r的球面上 场强的大小e kq r2 但方向不同 故a错误 b 在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同 用试探电荷q放到被考察点 q所受的电场力为f 那么e f q 由此可见 何处场强大 何处场强小 与电荷的正负并没有什么关系 故b也错误 c 电场强度e是电场的性质 试探电荷是用来体现这一性质的 工具 就像用温度计测量水的温度一样 温度计插入水中 水的温度就由温度计显示出来 取走温度计 水的温度仍然如此 不会消失 故c正确 d e f q一式中 e的大小并不是由f q来决定的 在电场中某一点放入一试探电荷q 那么q越大 f越大 而f q这一比值却不变 故d错误 点评 通过本例的分析 可使学生全面地理解场强的定义 场强是由电场本身决定的 与试探电荷q无关 解析 电场强度取决于电场本身 与有无试探电荷无关 所以在p点电荷减半或无检验电荷 p点的场强不变 故a c错误 据f eq知 p点的场强越大 则同一电荷在p点所受的电场力越大 故b正确 据场强方向的规定 p点的场强方向为正电荷在该点的受力方向 故d正确 故选bd bd 题型2对电场线的理解及应用 c 解析 由速度 时间图象可知 电荷的速度越来越大 且加速度也是越来越大 故电荷在运动过程中 应受到逐渐增大的静电力作用 所以电场线的方向应由b指向a 由于加速度越来越大 所以电场力越来越大 即b点的电场强度应大于a点的电场强度 即b点处电场线应比a点处密集 所以正确答案为c 点评 如果对v t图象的斜率即加速度值理解不够 就不能得出电荷加速度变大的结论 而得不到正确的结果 b 解析 电场线密的地方电场强度大 电场线疏的地方电场强度小 由于只有一条电场线 不能判断电场线的疏密情况 所以不能判断场强的大小 所以a错误 由图可以知道电场的方向向右 所以当由静止释放一个电子时 电子的受力的方向向左 所以电子将一定向a点运动 所以b正确 只有一条电场线不能判断是不是正电荷产生的 所以c错误 正电荷运动中通过a点 此时受到的电场力的方向一定是沿ab方向的 但是电荷的运动的方向不一定沿着ab方向 运动电荷可能做曲线运动 所以d错误 题型3电场强度的叠加 点评 电场强度是矢量 如果空间中同时存在几个场源 则空间中某点的电场强度就是这几个场源单独存在时产生的电场强度的矢量和 场强的合成也像力 速度等矢量一样 用平行四边形定则 而当几个矢量均在同一直线上时 可简化为代数加减法 b 题型4电场与力学知识的综合应用 点评 解答本题的方法和解力学题的方法完全一样 只不过多了个电场力 ad 解析 对整体进行受力分析 竖直面上只受重力 水平方向a受电场力向右 b受电场力向左 而大小相等 故ab对竖直面没有压力 故在竖直面上没有摩擦力 故整体只受重力 物体做向下的自由落体运动 故加速度为g a正确 b错误 对b受力分析 b受向左的电场力和向下的重力及电荷间的库