高中物理 第一章 静电场 第3节 电场及其描述知识导航素材 鲁科版选修3-1.doc

第3节 电场及其描述思维激活1.天体之间的万有引力被看成是超距作用，它们是通过什么来完成这种超距作用的呢？2.用刚梳过头的梳子靠近水流或用与衣服摩擦过的塑料靠近水流，发现水流转向，这是为什么？答案：1.提示：引力场.2.提示：摩擦过的梳子或塑料带了静电，对水流有力的作用.自主整理1.电场及电场力(1)电荷周围存在_，电荷的相互作用不可能超越距离，是通过_传递的，这种场称为_.电场是一种客观存在，是物质存在的一种形式.(2)电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫_.2.电场强度(1)电场最明显的特征就是对置入的电荷有_的作用，激发电场的电荷被称为_或源电荷，检验电场是否存在或强弱分布的电荷成为_或_.(2)在物理学中，把放入电场中某点的电荷受到的_与它的_的比值，叫做电场强度，简称_，用e表示.(3)定义式：_.(4)电场强度是_量.物理学中规定，电场中某点电场强度的方向跟_在该点所受电场力的方向相同.(5)电场强度的单位：_.该单位为_单位，由力的单位和电荷量的单位共同决定.3.点电荷的电场与匀强电场(1)点电荷电场的场强大小表达式：_，其中q是_电荷的电荷量.(2)物理学中把大小和方向都处处相同的电场叫做_电场.4.电场线(1)在电场中画出一些曲线，曲线上任一点的_方向就在该点的切线方向上，这样的曲线叫_.用电场线的_来大致表示电场强度的大小.(2) _是为了形象地描述电场而假想的线，电场中实际并不存在这些线.答案：1.(1)场 场 电场(2)电场力2.(1)力 场源电荷 检验电荷 试探电荷(2)电场力f 电荷量q 场强(3)e=(4)矢 正电荷(5)n/c 导出3.(1)e=k 场源(2)匀强4.(1)电场强度 电场线 疏密(2)电场线高手笔记1.电场中某点的电场强度e是唯一的，是由电场本身的特性决定的，与f和q均无关.2.电场强度e是矢量，有方向，所以点电荷周围的电场中不存在e相同的两个点.因为即使e大小相等，方向也不相同.3.电场线的特点(1)电场线是用来形象直观地表示电场的物理模型，本身并不真实存在.(2)电场线从正电荷或无穷远出发，到负电荷或无穷远终止，不形成闭合曲线.(3)电场中电场线不相交.(4)电场线的疏密程度表示电场强弱.(5)电场线上某点的切线方向表示这一点的电场方向.(6)点电荷的电场线发散或会聚，匀强电场的电场线为方向相同的平行线.名师解惑1.对电场强度的定义的理解剖析: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f、q无关.虽然e=，但场强e不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正电荷所受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q无关，也与试探电荷的有无无关.因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然存在.2.两个公式e=和e=k的比较剖析:(1)由公式e=和库仑定律f=k可得e=k.(2)适用条件：因为库仑定律适用于真空中的点电荷，所以e=k也适用于真空中的点电荷.其中q表示场源电荷的电荷量.e=是场强的定义式，适用于任何电场，式中q表示试探电荷的电荷量，e与q无关.3.电场线剖析:(1)电场中的电场线不相交因为电场中某点的场强方向沿电场线的切线方向.若电场线能相交，那么交点处就会出现两个切线，这时的电场强度失去了上述的唯一性，所以电场线不相交.(2)电场线和运动轨迹物理学上规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向，也是正电荷在该点受力产生的加速度方向(与负电荷受力方向相反).运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向.在力学的学习中我们就已经知道，物体运动速度的方向和它的加速度方向是两回事，不一定相同.因此，不能认为电场线就是带电粒子在电场中的轨迹.讲练互动【例1】 一检验电荷q=+410-9c ，在电场中p点受到的电场力f=610-7n.求：(1)p点的场强;(2)没有检验电荷时p点的场强;(3)放一电荷量为q=12.10-6c的电荷在p点，受到的电场力f是多大？解析：本题主要应用场强定义式计算，但必须先理解场强的含义.(1)e=n/c=1.5102 n/c.(2)场强是描述电场的物理量，跟检验电荷无关，所以场强仍是1.5102 n/c.(3)f=qe=12.10-61.5102 n=1.810-4 n.答案：(1)1.5102 n/c (2)1.5102 n/c (3)1.810-4 n/c绿色通道 加深对公式的记忆和理解，公式e=适用于任何电场，并且e与q无关.理解电场最明显的特征就是对置入其中的电荷有力的作用.黑色陷阱 当对公式理解不准确时，容易认为当没有检验电荷时此处场强为0.变式训练1.电场中一点p，下列说法正确的是( )a.若放在p点的电荷的电荷量减半，则p点的场强减半b.p点没有试探电荷，则p点场强为0c.p点场强越大，则同一电荷在p点受到的电场力越大d.p点场强方向为放在该点的电荷的受力方向解析：本题检验对公式的理解.(1)场强e与f、q无关，不管电场中某点是否有检验电荷或检验电荷的电荷量有多大，对电场本身都无影响.所以a、b均不对.(2)电场力f与e、q成正比，e、q越大f越大.所以c对.(3)场强方向与正电荷放在该点所受电场力的方向相同，与负电荷所受电场力的方向相反.所以d不对.答案：c【例2】 右图是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是( )a.这个电场可能是负电荷的电场b.点电荷q在a点受到的电场力比在b点受到的电场力大c.点电荷q在a点的瞬时加速度比在b点的瞬时加速度小d.负电荷在b点受到的静电力方向沿b点的场强方向解析：负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强，由图知a点比b点的场强强.又因f=eq，得电荷在a点比在b点受的力大，故b对.由牛顿第二定律可知，a与f成正比，所以电荷在a点的加速度比在b点的大,故c错.b点的切线方向即b点的场强方向，而负电荷所受电场力方向与其相反，故d错.答案：b绿色通道 运用电场线分析问题时要注意电场线的特性，并且电荷若只受电场力作用时，加速度与力是对应成正比的关系.黑色陷阱 负电荷周围的电场线是向负电荷聚集的直线，不能看到聚集的电场线就认为是负电荷周围的.变式训练2.如图，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力的作用下(不计重力)，一带电粒子径迹如图中虚线所示，以下判断正确的是( )a.a、b两点相比较，a点场强小b.粒子在a点时加速度大c.粒子带正电d.因粒子运动方向不确定，无法判断粒子的电性解析：电场线疏密程度表示场强大小，所以a对；由f=eq得粒子所受电场力f与e成正比，所以fafb，又因为f=ma，所以f又与a成正比，aaab，b错；假设粒子从a向b运动，则速度方向沿轨迹的切线方向，若粒子带正电，则受力沿电场线方向，因为物体做曲线运动时轨迹偏向力的方向，与题意不符，所以粒子带负电；若粒子从b向a运动，速度方向沿轨迹切线方向，若粒子带正电，受力仍沿电场线方向，轨迹偏转方向与题意不符，所以粒子带负电.由以上分析可得，粒子带负电，cd均不对.答案：a体验探究问题:平行放置两块金属板，距离不要太远，在两块金属板中间用一个绝缘线悬挂一个乒乓球，两块金属板分别接在电源的正、负极上.你会看到怎样的现象？为什么？导思:乒乓球很轻，可能会由于静电感应使两端带电并受到其中一块金属板的吸引而向这块金属板运动，当它跟金属板接触时，会由于接触带上与金属板同样