学鲁科版选修31 1.3电场及其描述 课件（4）（39张）.ppt

1 3 电场及其描述 教学目标 一 知识与技能1 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 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 认识电场线和电场强度 懂得用电场线 电场强度描述电场 知道匀强电场 二 过程与方法通过分析在电场中的不同点 电场力f与电荷电量q的比例关系 使学生理解比值f q反映的是电场的强弱 即电场强度的概念 知道电场叠加的一般方法 三 情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法 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 弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触的情况下发生的 而两个物体没有接触 就可以发生静电力的作用 那么 电荷间的相互作用是通过什么发生的 问题的提出 第二节电场 一 电场 1 定义 电荷的周围存在一种特殊的物质 叫做电场 2 基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 3 说明 场的概念的建立 是人类对客观世界认识的一个重要进展 现在 人们已经认识到 实物和场是物质存在的两种不同形式 虽然我们看不见电场和磁场 但它们是客观存在的物质 如图 电荷q周围存在电场 把试探电荷q放入电场中a b两点 电荷q要受到电场力fa fb的作用 反映了电场具有力的性质 电荷q在a b两点受到的作用力fa fb大小是否相等 二 电场强度 f q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定 跟电荷q无关 是反映电场性质的物理量 实验表明 在电场中的同一点 比值f q是恒定的 在电场中的不同点 比值f q一般是不同的 在物理学中 就用比值f q来表示电场的强弱 怎样来表示电场的强弱 能否直接用电场力的大小来表示电场的强弱 结论 f q能反映电场中某点电场的力的性质 电场的强弱 2 电场中不同的点 同一电荷所受力也不同 比值f q一般是不同的 1 电场中的同一点 不同电荷所受力不同 比值f q是一定的 问题2 1 定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力f跟它的电荷量q的比值 叫做该点的电场强度 简称场强 2 公式 3 单位 牛每库 符号是n c 牛 库 n c 4 物理意义 描述电场力的性质 f qe 也可以说是描述电场强弱的 5 大小决定因素 由电场本身决定 与q f无关 6 方向 规定正电荷所受的电场力的方向为电场强度的方向 7 说明 用比值定义物理量在物理学中 常常用比值定义一个物理量 用来表示研究对象的某种性质 例 速度加速度功率密度电阻电场强度 练习 在电场中a处放点电荷 q 其受电场力为f 方向向左 则a处场强大小 方向为 若将a处放点电荷为 2q 则该处电场强度大小为 方向为 向左 向左 三 电场力 正电荷的电场力方向与场强方向相同 f qe 负电荷的电场力方向与场强方向相反 四 电场线 1 问题 我们可以用什么方法来形象地描述电场呢 2 定义 在电场中画出一些曲线 使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致 这样的曲线就叫做电场线 如下图 3 作用 切线方向表示e的方向 曲线的疏密表示e的大小 4 电场线的模拟 不同电场中 电场场强分布不同 它们的电场线形状也不一样 下面是几种电场的电场线 特点 a 离点电荷越近 电场线越密 场强越大b 以点电荷为球心作个球面 电场线处处与球面垂直 在此球面上场强大小处处相等 方向不同 5 几种常见电场中电场线的分布情况 1 正 负点电荷的电场中电场线的分布 特点 a 沿点电荷的连线 场强先变小后变大 b 两点电荷连线中垂面 中垂线 上 场强方向均相同 且总与中垂面 中垂线 垂直 2 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 c 在中垂面 中垂线 上 与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等 3 等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况 特点 a 两点电荷连线中点o处场强为0b 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏 但场强并不为0c 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 6 电场线的特点 1 电场线从正电荷或无限远出发 终止于无限远或负电荷 2 电场线在电场中不相交 不中断 3 在同一幅图中 电场强度较大的地方电场线较密 电场强度较小的地方电场线较疏 可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小 五 匀强电场1 定义 电场强度大小和方向都相同的电场2 电场线分布图 3 电场线特点 匀强电场是大小和方向都相同的电场 故匀强电场的电场线是平行等距的直线说明 平行但间距不均匀的电场是不存在的 匀强电场 1 电场 1 产生 电荷周围空间存在电场 2 性质 对处在场中的电荷有电场力的作用 2 电场强度e 描述电场强弱和方向的物理量 1 定义 e f q 2 单位 n c 3 方向 与正电荷在该点受电场力方向相同 4 电场中某一点的场强由本身决定 与放入电场的电荷无关 3 电场线 1 电场线从正电荷或无限远出发 终止于无限远或负电荷 2 疏密表示电场强度的相对大小 疏处小 密处大 3 切线表示方向4 匀强电场 大小和方向都相同的电场 电场线是平行等距的直线 小结 解析 试探电荷q在a b两点所受的电场力大小相等 但方向不同 所以a b两点的电场强度不相同 课堂练习 p9问题与练习1 4 课外作业 p9问题与练习2 3 4 课堂练习和课外作业 1 答 这种说法不正确 电场线的切线方向是正电荷在电场中受力的方向 2 答 这个电场强度的方向竖直向下 3 答 a带负电荷 b带正电荷 课外作业 p9问题与练习2 3 4 4 答 1 b点电场最强 c点电场最弱 2 各点的电场强度方向如左图 3 一个带负电的点电荷放在a b c上 它所受电场力的方向如右图所示 练习 1 电场强度的定义式为e f q 则 a 它只适用于点电荷产生的电场b 无论检验电荷的q值如何变化 f与q的比值对电场中同一点来讲是不变的c 电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比d 场强方向与检验电荷的极性有关 2 下列关于场强的说法正确的是 a 公式e f q适用于任何电场b 公式e f q只适用于点电荷产生的电场c 在一个以点电荷q为中心 r为半径的球面上 各处的场强都相同d 空间某点的电场强度e与放在该处的点电荷所受的电场力f成正比 与点电荷的电荷量q成反比 3 关于电场线的几种说法中 正确的是 a 沿电场线方向 场强必定越来越小 b 在复杂电场中的电场线是可能相交的 c 点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合 d 电场线越密的地方 同一检验电荷所受的电场力就越大 4 如图所示 带箭头的直线是某一电场中的一条电场线 在这条直线上有a b两点 用ea eb表示a b两点电场强度的大小 则 a a b两点的场强的方向相同 b 电场线是直线 可知ea eb c 不知a b附近的电场线分布 ea eb的大小不能确定 d 电场线从a指向b 所以ea eb 5 电场中有一点p 下列哪些说法正确的是 a若放在p点的试探电荷的电量减半 则p点的场强减半 b若p点没有试探电荷 则p点的场强为零 cp点的场强越大 则同一电荷在p点受到的电场力越大 dp点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 c 6 真空中有一电场 在电场中的p点放一电量为4 10 9c的试探电荷 它受到的电场力2 10 5n 则p点的场强度n c 把试探电荷的电量减少为2 10 9c 则检验电荷所受的电场力为n 如果把这个试探电荷取走 则p点的电场强度为n c 5 103 1 10 5 5 103 7 在真空中有两个点电荷q1和q2 分别位于a和b 相距20cm q1为4 10 8c q2为 8 10 8c 则在ab连线上a点的外侧离a点20cm处的d点场强大小 方向如何 4 5 103n c 方向由d指向a 8 如图 是静电场的一部分电场线的分布 下列说法正确的是 a 这个电场只能是负电荷的电场b 点电荷q在a b两处受到的电场力fb fac 点电荷q在a b两处的加速度大小 aa ab 不计重力 d 负电荷在b点处受到的电场力方向沿b点切线方向 a b b 9 如图为一条电场线 下列说法正确的是 a ea一定大于ebb 因电场线是直线 所以是匀强电场 故ea ebc a点电场方向一定由a指向bd ab两点的场强方向不能确定 a b c 10 电场中某点的场强是4 0 104n c 电荷量为 5 0 10 8c的点电荷在该点受到的电场力是多大 电场力的方向与场强的方向是相同还是相反 电荷量为 5 0 10 8c的点电荷在该点受到的电场力是多大 电场力的方向与场强的方向是相同还是相反 解 电荷量为 5 0 10 8c的点电荷在该点受到的电场力为f eq 4