高中物理 第一章 第二节 电场精品课件 新人教版选修11.ppt

第二节电场 目标导航1 通过实验认识电场 了解电场这种物质的存在特点 2 了解电场强度的概念 会根据电场强度描述电场 重点 难点 3 了解什么是电场线 会用电场线来描述电场的方向和强弱 重点 一 电场 想一想1 电场和日常生活中的桌凳一样都是客观存在的物质 它们有何不同 提示 电场是电荷周围存在的一种特殊物质 近代物理学理论和实验已经证实电场和实物一样具有能量 质量和动量 是客观存在的物质形态 但电场和日常生活中的桌凳等物质不同并不是由分子 原子组成的 且两个场可以同时占有同一空间 场和实物是物质存在的两种不同形式 二 电场强度1 试探电荷 1 定义 用来检验 是否存在及其强弱分布情况的电荷 又称试探电荷 2 特点 非常小 放入后不致影响要研究的电场 体积充分小 便于研究电场中各点的情况 电场 电荷量 2 电场强度 1 物理意义 描述电场具有力的性质的物理量 2 定义 放入电场中某点的电荷所受静电力f跟它的电荷量的比值 叫做该点的电场强度 3 公式 e f q 4 国际单位 牛每库 符号 5 方向 电场强度是矢量 不仅有大小 还有方向 电场强度的方向规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向 与负电荷在该点所受电场力的方向相反 n c 三 电场线1 概念 在电场中画出一系列曲线 曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向 2 电场线的特点 1 电场线从 电荷或无限远出发 终止于无限远或 电荷 正 负 2 电场线在电场中不相交 3 在同一幅电场分布图中电场越强的地方 电场线越 3 匀强电场 1 定义 电场强度的大小和方向都相同的电场 叫做匀强电场 密 2 电场线特点 匀强电场中的电场线是距离相等的平行直线 3 产生 平行正对的两金属板分别带有等量的正负电荷后 在两板之间 除边缘外 就是匀强电场 想一想2 只给出一条电场线 能比较电场线上任意两点场强的大小吗 有同学观察正电荷的电场线分布时得出 沿着电场线的方向电场强度减小 结论对吗 提示 不能 这个结论不对 在负点电荷形成的电场中沿电场线 电场强度增大 在匀强电场中则不变 电场强度和电场线的疏密有关 和电场线的方向无关 只有一条电场线时没有疏密可分 也就无法确定场强的强弱 学案导引1 如何根据电场强度确定电荷受到的电场力 2 场强的大小和方向与试探电荷有关吗 电场力与电场强度的区别和联系 特别提醒 电场中某点场强e的大小和方向取决于电场本身 即场源电荷及该点的空间位置 与有无试探电荷 试探电荷的电性 电荷量的大小即所受的电场力无关 场源电荷q 2 10 4c 是正点电荷 试探电荷q 2 10 5c 是负点电荷 它们相距r 2m而静止 且都在真空中 如图1 2 1所示 求 图1 2 1 1 q所受的电场力 2 q所在的b点的场强eb 3 只将q换为q 4 10 5c的正点电荷 再求q 受力及b点的场强 4 将试探电荷拿去后再求b点场强 思维流程 解答本题可参考以下思路 4 因e与q无关 q 0也不会影响e的大小与方向 所以拿走q后场强不变 答案 见精讲精析 变式训练 2 电场中有一点p 下列说法正确的是 a 若放在p点的电荷电量减半 则p点的场强减半b 若p点没有试探电荷 则p点场强为零c p点的场强越大 则同一电荷在p点所受电场力越大d p点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 解析 选c 虽然电场强度是利用试探电荷在p点受力与试探电荷电量本身比值而得 但它反映的是电场本身的性质 与试探电荷是否存在及其电量大小并无关系 所以a b选项均错 只有c选项正确 d的错误在于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向 与放在该点负电荷的受力方向相反 d选项中并未说明试探电荷的正 负 所以错误 学案导引1 电场线是客观存在的吗 2 电场线是不是带电粒子的运动轨迹 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较 特别提醒 利用电场线可以确定带电粒子所受静电力的方向 利用轨迹曲线也可以确定静电力的方向 当带电粒子在电场中做曲线运动时 静电力指向曲线的凹侧 如图1 2 2所示 实线是匀强电场的电场线 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上两点 若带电粒子在运动中只受电场力作用 则由此图可作出正确判断的是 图1 2 2 a 带电粒子带负电荷b 带电粒子带正电荷c 带电粒子所受电场力的方向向左d 带电粒子做匀变速运动 精讲精析 由运动轨迹的弯曲特点可知 带电粒子受水平向左的电场力作用 故粒子带负电 由于粒子在匀强电场中运动 则粒子受电场力是恒定的 粒子运动的加速度大小不变 答案 acd 变式训练3 改编题 带电粒子m n在电场中的受力方向如图1 2 3所示 由图可以判断 图1 2 3 a m带正电荷b n带负电荷c m处的电场较强d n处的电场较强解析 选c 电场线的切线方向表示电场的方向 而正电荷的受力与电场方向相同 负电荷的受力方向与电场方向相反 所以m带负电荷n带正电荷 a b错 电场线的疏密表示电场的强弱 所以m处的场强较强 n处的场强较弱 所以c对 d错 电场力与力学的综合应用 经典案例 20分 2012 汕头金山中学高二检测 如图1 2 4所示 一条长为l的绝缘细线 上端固定 下端系一质量为m的带电小球 将它置于电场强度为e 方向水平向右的匀强电场中 当小球平衡时 悬线与竖直方向的夹角 45 求 图1 2 4 1 小球带何种电荷 电荷量为多少 2 小球所受重力与电场力的合力 3 若将小球向左拉至悬线呈水平位置 然后由静止释放小球 则放手后小球做什么运动 经多长时间达最低点 审题指导 根据小球处于平衡状态判断出电性 然后求出电场力及其合力 最后根据合力求出小球的加速度 根据运动学规律判断运动性质并求解运动时间 解题样板 1 由于小球处于平衡状态 对小球受力分析如图1 2 5所示 由此可知小球带正电 设其电荷量为q 则 2分