高考物理 核心要点突破系列 第13章 第三节《电场线》课件 新人教版选修31.ppt

第三节电场线 目标概览学习目标 1 知道什么是电场线 知道用电场线可以形象地描述电场 2 知道一个点电荷 两个等量点电荷 点电荷与带电平行板间的电场线的分布 3 知道什么是匀强电场 以及匀强电场的电场线的分布 4 能区别电场线与电荷运动轨迹 重点难点 1 重点 电场线及其特点 2 难点 电场线的应用 学法指导 利用电场线 形象地了解常见电场的场强分布 判断带电粒子的受力及运动情况 第三节电场线 课堂互动讲练 随堂达标自测 课时活页训练 基础知识梳理 核心要点突破 基础知识梳理 一 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 都跟该点的 一致 这样的曲线叫做电场线 2 电场线的特点 1 电场线是假想的 并不存在 切线方向 场强方向 2 在静电场中 电场线起始于 终止于 对孤立的正电荷 可认为负电荷在无穷远处 电场线由 出发伸向 对孤立的负电荷 可认为正电荷在无穷远处 电场线由 伸向 正电荷 负电荷 正电荷 无穷远处 无穷远处 负电荷 提示 1 电场线是电 荷运动的轨迹吗 2 电场线为什么不能相交 3 电场线上每一点的 跟该点的场强方向一致 4 电场线的疏密程度表示电场强度的 电场线密的地方 场强强 电场线稀的地方 场强弱 切线方向 强弱 5 两条电场线不能 电场中某处的场强大小和方向是 确定的 如果两条电场线相交就不能唯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 相交 唯一 思考 提示 1 不是 2 如果相交 沿该点切线方向有两个 即该点就有两个方向 所以不能相交 二 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 出发延伸到 负电荷的电场线从 延伸到 如图13 3 1所示 图13 3 1 正电荷 无穷远 无穷远 负电荷 2 两个等量点电荷的电场线分布 等量异种电荷的电场线从 出发到 终止 在两点电荷连线中垂线上的各点 电场线与中垂线垂直且越向外分布越疏 等量同种电荷的电场线如图13 3 2所示 图13 3 2 正电荷 负电荷 3 点电荷与带电平板的电场线分布 如图13 3 3甲所示 且在板的表面处电场线均匀分布并与板面垂直 即为匀强电场 图13 3 3 4 两靠近的带等量异种电荷平行金属板间的电场线分布 如图13 3 3乙所示 三 匀强电场1 匀强电场 电场强度的 和 处处相同的电场 叫做匀强电场 2 匀强电场的电场线 是一组均匀分布的平行直线 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 的正负电荷 它们之间的电场除 外是匀强电场 如图13 3 3乙所示 大小 方向 等量 边缘附近 核心要点突破 一 对电场线的理解电场线的疏密与场强大小的关系 按照电场线画法的规定 场强大处电场线画得密 场强小处电场线画得疏 因此 根据电场线的疏密可以比较场强的大小 例如 图13 3 4甲中由于a点处比b点处的电场线密 可知ea eb 但若只给一条直电场线 如图13 3 4乙所示 要比较a b两点的场强大小 则无法由电场线的疏密程度来确定 一条直电场线周围的电场线 可能有三种情况 如图13 3 5所示 图13 3 4 图13 3 5 即时应用1 关于电场和电场线 下列说法正确的是 a 电荷之间的相互作用是直接发生的 电场本来就不存在 电场线也只是假想的b 电场是实实在在存在于电荷周围的 电场线也是确确实实存在的 只是无色透明而已c 电荷a对电荷b的作用 实际上是电荷a的电场对电荷b的作用d 电场不可能存在于导体中 解析 选c 电场存在于电荷周围 导体中也可以存在电场 电荷通过周围的电场发生作用 故d错 c对 电场线可以描述电场的分布情况 而假想出的线 实际不存在 a b错误 二 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹有什么关系 电场线是为了形象地描述电场而引入的假想的曲线 规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向 也是正电荷在该点所受电场力的方向 运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹 径迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向 因此 不能认为电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 特别提醒如果同时满足以下三个条件 电荷运动轨迹和电场线就重合 1 电场线是直线 2 电荷初速度为零 或不为零但速度方向和电场线平行 3 电荷仅受电场力作用或受其他力 但其他力方向总是和电场线平行 三 等量异种点电荷和等量同种点电荷连线和中垂线上场强的变化规律 特别提醒利用电场线的分布特点 更有利于记住和应用规律 如图13 3 6甲中a与b两点场强相同 a 和b 两点场强相同 图乙中a与b a 与b 场强大小相等 方向则正好相反 图13 3 6 即时应用2 如图13 3 7所示 m n为两个等量的同种电荷 o为mn的中点 在mn的中垂线上的p点放一个静止的带负电的点电荷 不计重力 下列说法中正确的是 图13 3 7 a 点电荷在从p到o的过程中 加速度越来越大 速度也越来越大b 点电荷在从p到o的过程中 加速度先变大再减小 速度越来越大c 点电荷运动到o点时 加速度为零 速度最大d 点电荷通过o点后 速度越来越小 加速度越来越大 一直到速度为零 解析 选c o点的电场强度为零 离o点无限远处的场强也为零 可见从o经p到无限远处 场强不是单调变化的 而是先增大然后逐渐减小 其中必有一点p 场强最大 如果点电荷的初始位置在p 之下或正好与之重合 点电荷在从p到o的过程中 加速度越来越小 到达o点时 加速度为零 速度最大 如果点电荷的初始位置在p 之上 点电荷在从p到o的过程中 加速度先增大然后逐渐减小 速度一直增大 到o点时 速度最大 故c对 a b错 点电荷过o点后 速度越来越小 但加速度的变化情况与从p到o过程相同 或者是一直增大或是先增大后减小 d错 在图13 3 8中 带箭头的直线是某一电场中的一条电场线 在这条线上有a b两点 用ea eb表示a b两处的场强大小 则 课堂互动讲练 图13 3 8 a a b两点的场强方向相同b 电场线从a指向b 所以ea ebc a b同在一条电场线上 且电场线是直线 所以ea ebd 不知a b附近的电场线分布状况 无法比较ea与eb的大小 解析 场强的大小由电场线的疏密程度决定 由于图中只给出一条形状为直线 方向向右的电场线 我们可据此判断出a b两点场强的方向 而不能比较出a b两点场强的大小 由于图中电场线为直线且方向向右 则a b两点场强方向均向右 选项a正确 在不知a b两点附近电场线分布的疏密情况时 不能比较ea eb的大小 选项d正确 选项b c错误 答案 ad 思维升华 若只给出一条直电场线时 线上两点的场强大小无法用疏密程度来确定 但可由推理进行判断 例如在图13 3 9中 图13 3 9 1 若是正点电荷电场中的电场线 则ea eb 2 若是负点电荷电场中的电场线 则ea eb 3 若是匀强电场中的电场线 则ea eb 把质量为m的正点电荷放在电场中无初速度释放 不计重力 则以下说法正确的是 a 点电荷的运动轨迹一定和电场线重合b 点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致c 点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合d 点电荷将沿电场线切线方向抛出 做抛物线运动 解析 仅当电场线为直线 电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一条直线上 且只受电场力时 电荷的运动轨迹才和电场线重合 a项错 b项错 由牛顿第二定律知 加速度方向与合外力方向一致 而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合 c项对 点电荷受电场力作用 由于电场不一定是匀强电场 其合力不一定为恒力 故不一定做抛物线运动 d项错 答案 c 如图13 3 10所示 一个带电油滴p的质量为m 1 0 10 6kg 恰好静止在方向