高中物理 1.3 电场 电场强度和电场线课件1 教科版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 教科版 第一章静电场 1 3电场电场强度和电场线 目标定位 电场电场强度和电场线 1 2 3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 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物质形态 知道电场强度的概念及其定义式 能推导点电荷的电场强度的公式 会应用公式进行有关的计算 会用电场线表示电场 并熟记几种常见电场的电场线分布 预习导学 法拉第电场电场电场力 一 电场 想一想负电荷受力方向与场强方向什么关系 答案正电荷在电场中受力方向与负电荷受力方向相反 所以负电荷受力方向与场强方向相反 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 三 点电荷的场强 1 电场力小小点电荷2 电荷量q电场强度场强en c3 矢量正电荷 二 电场强度 静电力常量场源电荷 电场电场强度和电场线 想一想在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗 预习导学 答案电场线是法拉第为了形象描述电场的强弱及方向而假想的 如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了 所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 四 电场线 1 法拉第电场线切线方向疏密大小3 正电荷 电场电场强度和电场线 课堂讲义 1 电场强度是描述电场的力的性质的物理量 电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用 2 电场强度是比值法定义的物理量 电场强度的大小和方向只由电场本身特性决定 与放入其中的试探电荷无关 不能认为e和f成正比 和电量q成反比 一 对电场强度的理解 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例1真空中o点放一个点电荷q 1 0 10 9c 直线mn通过o点 om的距离r 30cm m点放一个点电荷q 1 0 10 10c 如图所示 求 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 m n两点的场强哪点大 解析 1 根据库仑定律 方向沿oq连线指向q 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例1真空中o点放一个点电荷q 1 0 10 9c 直线mn通过o点 om的距离r 30cm m点放一个点电荷q 1 0 10 10c 如图所示 求 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 m n两点的场强哪点大 方向沿om连线背离q 2 根据场强的定义式 3 场强的大小 方向均不变 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例1真空中o点放一个点电荷q 1 0 10 9c 直线mn通过o点 om的距离r 30cm m点放一个点电荷q 1 0 10 10c 如图所示 求 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 m n两点的场强哪点大 借题发挥 中的q是试探电荷的电荷量 所以不是场强的决定式 中的q是场源电荷的电荷量 所以是点电荷场强的决定式 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 二 两个公式与的对比理解 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例2真空中距点电荷 电量为q 为r的a点处 放一个带电量为q q q 的点电荷 q受到的电场力大小为f 则a点的场强为 bd 解析 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 a b c d 试探电荷 场源电荷 电场电场强度和电场线 课堂讲义 1 电场强度是矢量 它遵循矢量的特点和运算法则 三 电场强度的叠加 2 可以根据对称性原理 灵活利用假设法 分割法等特殊方法 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 3 某空间中有多个电荷时 该空间某点的电场强度等于所有电荷在该点产生的电场强度的矢量和 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例3如图所示 m n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点 o点为半圆弧的圆心 mop 60 电荷量相等 符号相反的两个点电荷分别置于m n两点 这时o点电场强度的大小为e1 若将n点处的点电荷移至p点 则o点场强大小变为e2 e1与e2之比为 a 1 2b 2 1c 2 1d 4 1 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例3如图所示 m n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点 o点为半圆弧的圆心 mop 60 电荷量相等 符号相反的两个点电荷分别置于m n两点 这时o点电场强度的大小为e1 若将n点处的点电荷移至p点 则o点场强大小变为e2 e1与e2之比为 a 1 2b 2 1c 2 1d 4 1 夹角120 的两个等大的矢量 合矢量与分矢量大小相等 b 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例3如图所示 m n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点 o点为半圆弧的圆心 mop 60 电荷量相等 符号相反的两个点电荷分别置于m n两点 这时o点电场强度的大小为e1 若将n点处的点电荷移至p点 则o点场强大小变为e2 e1与e2之比为 a 1 2b 2 1c 2 1d 4 1 b 借题发挥 电场强度是矢量 合成时遵循矢量运算法则 平行四边形定则或三角形定则 常用的方法有图解法 解析法 正交分解法等 对于同一直线上电场强度的合成 可先规定正方向 进而把矢量运算转化成代数运算 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 2 电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件的条件 1 电场线是直线 3 带电粒子初速度为零或初速度的方向沿电场线所在的直线 1 电场线并不是粒子运动的轨迹 带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定 电场线上各点的切线方向是场强方向 决定着粒子所受电场力的方向 轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向 四 电场线的理解和应用 2 带电粒子只受电场力作用 或受其他力 但其他力的方向沿电场线所在直线 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例4如图所示 是某静电场中的一部分电场线分布 下列说法中正确的是 a 这个电场可能是负点电荷的电场b 点电荷q在a点处受到的电场力比在b点处受到的电场力大c 点电荷q在a点处的瞬时加速度比在b点处的瞬时加速度小 不计重力 d 负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 切线示方向 疏密示强弱 思路指导 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例4如图所示 是某静电场中的一部分电场线分布 下列说法中正确的是 a 这个电场可能是负点电荷的电场b 点电荷q在a点处受到的电场力比在b点处受到的电场力大c 点电荷q在a点处的瞬时加速度比在b点处的瞬时加速度小 不计重力 d 负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向 b 辐射状 直线 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 由牛顿第二定律 a f m q ea eb fa fb 电场电场强度和电场线 课堂讲义 例4如图所示 是某静电场中的一部分电场线分布 下列说法中正确的是 a 这个电场可能是负点电荷的电场b 点电荷q在a点处受到的电场力比在b点处受到的电场力大c 点电荷q在a点处的瞬时加速度比在b点处的瞬时加速度小 不计重力 d 负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向 b 带电粒子在电场中的运动轨迹 决定于粒子运动速度和受力情况 与电场线不一定重合 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 借题发挥 电场电场强度和电场线 对点练习 对电场强度的理解及应用 1 下列说法中正确的是 a 电场强度反映了电场的力的性质 因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比b 场中某点的场强等于f q 但与检验电荷的受力大小及电荷量无关c 场中某点的场强方向是检验电荷在该点的受力方向d 公式e f q和e kq r2对于何电场都是适用的 目标定位 预习导学 课堂讲义 电场本身的属性 与检验电荷无关 与正检验电荷受力方向一致 解析 定义式 适合于任何电场 只适合于点电荷产生的电场 b 电场电场强度和电场线 对点练习 2 如图所示 a b c三点为一直角三角形的三个顶点 b 30 现在a b两点放置两点电荷qa qb 测得c点电场强度的方向与ab平行 则qa带 电 qa qb 对电场强度的矢量性和电场叠加原理的考查 解析qa带负电 qb带正电 即 又 可得 负 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 电场电场强度和电场线 对点练习 3 如图所示 ac bd为圆的两条互相垂直的直径 圆心为o 将带有等量电荷q的正 负点电荷放在圆周上 它们的位置关于ac对称 要使圆心o处的电场强度为零 可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷 q 则该点电荷 q应放在 a a点b b点c c点d d点 对电场强度的矢量性和电场叠加原理的考查 解析 e1 e2 e合