高中物理 1.3 电场强度课件 新人教版选修31.ppt

静电场 第一章 3电场强度 第一章 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 电场 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 静止 力 电场强度 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 是否存在 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 点电荷的场强 正电荷 负电荷 真空中点电荷 电场强度的叠加 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 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 电场线匀强电场 假想 方向 切线 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 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 正电荷 无限远 负电荷 无限远 较密 较疏 切线 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 相等 相同 间隔相等 一 对电场及电场强度的理解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和速度 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 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 二 电场强度的两个公式的比较 答案 b 三 对电场线的理解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 2 几种常见电场的电场线 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 a解析 根据力和运动的关系知 当粒子运动至电场中某一点时 运动速度与受力如图所示 又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间 可判定粉尘颗粒的运动轨迹如a选项中图所示 关于电场 下列叙述正确的是 对电场强度的理解 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 答案 c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 福建长乐二中 闽清高中等五校2013 2014学年高二上学期联考 如图所示的四个电场的电场线 其中a和c图中小圆圈表示一个点电荷 a图中虚线是一个圆 b图中几条直线间距相等互相平行 则在图中m n处电场强度相同的是 答案 b解析 电场强度是矢量 电场强度相同必定其大小相等 方向相同 故答案为b 青州一中2013 2014学年高二上学期期末 一负电荷从电场中a点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到b点 它运动的速度 时间图象如图所示 则a b两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 对电场线的理解及应用 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 答案 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 如图所示 实线为三条未知方向的电场线 从电场中的m点以相同的速度飞出a b两个带电粒子 a b的运动轨迹如图中的虚线所示 a b只受电场力作用 则 a a一定带正电 b一定带负电b 电场力对a做正功 对b做负功c a的速度将减小 b的速度将增大d a的加速度将减小 b的加速度将增大答案 d 如图所示 真空中 带电荷量分别为 q和 q的点电荷a b相距r 则 1 两点电荷连线的中点o的场强为多大 2 在两点电荷连线的中垂线上 距a b两点都为r的o 点的场强如何 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 诸城市2013 2014学年高二上学期期中 如图所示的真空空间中 仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷 则图中a b两点电场强度相同的是 答案 c解析 由正 负点电荷的电场强度特点及电场强度的矢量叠加可知 只有选项c正确 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场 其电场强度为e 在该匀强电场中 用丝线悬挂质量为m的带电小球 丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡 如图所示 请问 1 小球带电荷量是多少 2 若剪断丝线 小球碰到金属板需多长时间 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 带电小球的质量为m 当匀强电场方向水平向右时 图中未画出 小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的a点 图中角 30 如图所示 当将电场方向转为竖直向下时 保持匀强电场的电场强度大小不变 求小球从a点起滑到最低点时对轨道的压力 易错点 对场强的叠加认识不透导致错误案例 如图 甲中 mn为很大的薄金属板 可理解为无限大 金属板原来不带电 在金属板的右侧