1.3 电场强度.doc

课题1.3 电场强度学习目标1通过类比知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2通过分析和推理理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的3通过预习能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算4通过阅读知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算学习重、难点重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算学法指导学会感悟虚拟的图像描述抽象的物理概念。课前预习1电场：电荷的周围存在着由它产生的一种特殊_它的特征之一是对放入其中的_有力的作用甲电荷对乙电荷的作用力，就是甲电荷的_对乙电荷的作用力2静电场是指_的电荷产生的电场3试探电荷是用来检验电场_及其_分布情况的电荷，是研究电场的工具激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的_4放入电场中某点的试探电荷所受的_跟它的_的比值，叫做该点的电场强度简称场强其定义式为E_，单位是_，符号是_电场强度是_量，有大小也有方向，其方向与_在该点所受电场力的方向相同5真空中点电荷的场强：E_.Q为正电荷时，在电场中的P点场强E的方向_；Q为负电荷时，E的方向_6匀强电场：电场中各点场强的_都相同的电场7电场强度的叠加：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_在该点产生的电场强度的_8电场线是画在电场中的一条条_，曲线上每点的_表示该点的电场强度方向电场线的特点有：(1)起始于无限远或_，终止于_或_(2)任意两条电场线_(3)电场线的疏密表示场强的_预习评价1电场强度的定义式为EF/q( )A该定义式只适用于点电荷产生的电场BF是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷的电荷量C场强的方向与F的方向相同D由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小2A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则( )A若在A点换上q，A点场强方向发生变化B若在A点换上电荷量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC若在A点移去电荷q，A点的场强变为零DA点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3关于电场线的说法，正确的是( )A电场线的方向，就是电荷受力的方向B正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D静电场的电场线不可能是闭合的4. 如图6所示，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，则( )图6AA、B两处的场强方向相同B因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EAEBC电场线从A指向B，所以EAEBD不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定课堂学习流程设计用案人自我创新【课程导学】一、电场问题情境天体之间没有直接接触，就有引力作用如图1所示，这种作用是通过引力场传递的，电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的图11你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？要点提炼电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在电荷间的相互作用是通过电场发生的二、电场强度问题情境1检验电荷的作用是什么？2同一检验电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同如何准确描述这种性质？要点提炼电场强度是描述电场的强弱和方向的物理量，是_量，其大小由E来计算，其方向与_电荷的受力方向相同问题延伸根据公式E可以得出E与F成正比或E与q成反比的结论吗？三、点电荷的电场与电场强度的叠加问题情境1在点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？2公式E与E有何区别？3什么是电场强度的叠加？它遵循什么原则？要点提炼1公式E与E的对比理解项目意义适用条件Q或q的意义公式中各量的关系E电场强度的定义式任何电场q是试探电荷E用F与q的比值来表示，但E大小与F、q大小无关Ek点电荷的场强公式点电荷在真空中Q是场电荷E不仅由Q、r决定且EQ，E2.电场强度是矢量，叠加时遵循平行四边形定则四、电场线问题情境1电场线是如何表示电场方向的？2电场线能不能相交？3电场线是如何表示电场强弱的？要点提炼1电场线是为了描述电场而引入的一种假想曲线，曲线的_方向表示场强方向，曲线的_表示场强的相对大小2电场线从_电荷或无穷远出发，终止于无穷远或_电荷，电场线不相交3几种常见电场的电场线画法五、匀强电场问题情境1匀强电场有什么显著特点？电场线有什么特点？2.匀强电场通常存在于什么地方？要点提炼1匀强电场是电场强度的大小_，方向_的电场2匀强电场的电场线是_相等的_线【范例精析】例1 如图2所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则B处场强是多大？如果换用一个q24.0107 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？思路点拨 解答本题应把握以下三点：图2(1)电场强度的大小计算和方向判断可分开进行(2)场强大小可由场强的定义式求解(3)场强方向与正(负)电荷所受电场力方向相同(反)解析 由场强公式可得EB N/C200 N/C因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反q2在B点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N方向与场强方向相同，也就是与F1反向此时B处场强：EB N/C200 N/C.答案 200 N/C 8.0105 N 200 N/C变式训练1 如图3所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离以下判断正确的是( )图3AQ是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度答案 A解析 正点电荷的电场是向外辐射的，电场线密的地方电场强度大，所以A正确例2 在真空中O点放一个电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.01010 C，如图4所示，求：图4(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)若MN30 cm，则N点的场强多大？思路点拨 解答本题时，可按以下思路分析：(1)库仑定律求受力(2)场强定义求M点场强(3)场强的决定式求N点场强解析 (1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FMk N1.0108 N因为Q带正电，q带负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)由电场强度的定义式得：EM N/C100 N/C，方向由O指向M.(3)拿走q后M点的场强仍为100 N/C，方向由O指向M.(4)N点的场强EN EM25 N/C.答案 (1)1.0108 N，方向沿MO指向Q (2)100 N/C，方向沿OM指向M (3)100 N/C，沿OM指向M (4)25 N/C变式训练2 如图5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：图5(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？答案 （1），方向由AB (2) ，方向由AB解析 分别求出Q和Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由AB.A、B两点电荷在O点产生的电场强度EAEB，所以O点的场强为：E2EA.（2）如图乙所示，=，由矢量图所形成的等边三角形可知，点的场=，方向与A、B的中垂线垂直，即AB.达标检测A类1、下列说法中正确的是（ ）A、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D、电场是人为设想出来的，其实并不存在2、电场强度的定义式EF/q，下列说法正确的是：（ ）A、该定义式只适用于点电荷形成的电场B、F是试探电荷所受到的力，q是产生电场电荷的电荷量C、电场强度的方向与F的方向相同D、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比3、下列关于点电荷的场强公式的说法中，正确的是：（ ）A、 在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比B、 Q是产生电场的电荷，r是场强为E的点到Q的距离C、 点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷QD、 点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q4、A为已知电场中的一固定点，在A点放一个电荷量为q的点电荷，所受的电场力为F,A点的场强为E，则：（ ）A、 若在A点换上点电荷q，A点的场强方向将发生变化B、 若在A点换上电荷量为2q 的点电荷，A点的场强变为2EC、 若将A点的电荷移去，A点的场强变为零D、 A点的场强的大小、方向与放在该处的q的大小、正负、有无均无关5、真空中有一个点电荷Q1，在距其r处的P点放一电荷量为Q2的试探电荷，试探电荷受到的电场力为F，则下列答案中正确的是：（ ）A、 P点的场强大小为B、 P点的场强大小等于也等于C、 试探电荷的电荷量变为2Q2时，Q2受到的电场力将变为2F，而P处的场强为D、 若在P点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向6、如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，则：（ ）A、c、d两点处的场强大小相等B、c、d两点处的场强大小不相等C、从c点到d点场强先变大后变小D、从c点到d点场强先变小后变大一、 7、将一电荷量为210-5的试探电荷放在点电荷Q的电场中的P点处，所受的电场力的大小为210-2N，则P点的电场强度的大小为 N/C，如果P点距点电荷Q为10cm，则Q的电荷量为 C。8、在空间某一区域，有一匀强电场，有一质量为m的液滴带正电荷，电荷量为q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度大小为 N/C，方向 。9、如图所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带量为q、质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向夹角，可在空间加一匀强电场，则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？这时细线中的张力多大？10、如图所示真空中A、B两点分别放置异种点电荷QA、QB、QA=-110-8C，QB=410-8C，已知两点电荷间库仑引力为10-5N，求：若移去B处的电荷后，B处的电场强度为多大？若不移去B处点电荷，则AB连线中点处C的场强是多大？11、如图所示，同一竖直平面内，有两根光滑绝缘杆OA和OB，与竖直线的夹角均为45，两杆上均套有能自由滑动的导体小球，两球的质量均为910-4kg，带电量均为210-7C，且静止于同一竖直高度处，问：两球相距多远？OC为AB中垂线，OC线上何处电场强度最小？最小场强是多少？（距O点0.1m处、0）B类1、下列关于电场线的说法中，正确的是：（ ）A、电场线是电场中实际存在的线B、电场中的任意两条电场线都不可能相交C、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越大D、顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小2、某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法中正确的是：（ ）A、 a点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右B、 a点的场强一定大于b点的场强C、 正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D、 负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力3、下列各图中所画的电场线，正确的是：（ ） A、和 B、只有 C、只有 D、和4、一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力则：（ ）A、粒子带正电 B、粒子的加速度逐渐减小C、A点的场强大于B点的场强 D、粒子的速度不断减小5、如图所示，电场中的一条电场线，则下列说法正确的是：（ ）A、这个电场一定是匀强电场 B、A、B两点的场强有可能相等C、A点的场强一定大于B点的场强 D、A点的场强可能小于B点的场强6、某带电粒子只在电场力作用下运动，电场线及粒子经A点运动到B点的轨迹如图所示，则由图可知：（ ）A、 运动粒子带负电荷B、 运动粒子带正电荷C、 粒子在A点时的加速度小于它在B点时的加速度D、 粒子在A点时的加速度大于它在B点时的加速度7、如图所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D两点关于O点对称，则关于各点场强的关系，下列说法中正确的是：（ ）A、EAEB ，EBED B、EAEB ，EAECC、EAEB EC ，EBED D、可能EAEC EB ，EBED二、填空题：8、一个质量为m2.010-7kg的带电微粒在空间作匀速直线运动。该微粒带的是负电，电荷量由5.01012个电子的电荷量所形成，由此可知，在不计空气阻力的情况下，空间电场强度的方向为 ，电场强度的大小为 。9、地球表面通常有一电场强度方向与地面垂直的电场，电子在此电场中受到向上的力，电场强度的方向是 ，若在此电场中的某处电子受到的电场力和重力恰好平衡，则该处的电场强度是 。（设电子的质量为m，电量为e，重力加速度为g）10、如图所示为在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入试探电荷，