高中物理 第一章 第3节 电场强度课件 新人教版选修311.pptVIP

第一章静电场 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 要点一 要点二 第3节电场强度 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 要点三 1 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的 场是物质存在的一种形式 2 体会用比值定义物理量的方法 理解电场强度的定义 公式 单位 方向 3 能推导点电荷场强公式 知道叠加原理 并进行简单计算 4 知道电场线的定义和特点 会用电场线描述电场强度的大小 方向 读教材 填要点 1 电场与电荷 1 电场 概念 电荷周围存在着的一种特殊物质 静电场 电荷产生的电场 性质 对放入电场中的电荷有 静止 力的作用 2 两个电荷的概念 场源电荷 激发电场的电荷称为场源电荷 任何电荷均能激发电场 检验 试探 电荷 用来探测电场是否存在或研究电场的性质的电荷称为检验电荷 检验电荷的特点是所带的电荷量必须尽可能小 关键一点 试探电荷放入被研究的电场时 不考虑对原电场的影响 比值 伏每米 v m 4 方向 电场强度是矢量 规定某点电场强度的方向跟在该点所受的静电力的方向相同 负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向 5 物理意义 描述电场的力的性质的物理量 与试探电荷的电荷量及其受到的静电力大小 正电荷 相反 无关 关键一点 电场强度是用比值法定义的 比值法定义物理量的方法是物理上常用的物理方法 方向 若以q为圆心 当q为正电荷时 e的方向沿 当q为负电荷时 e的方向沿 特点 如果以q为中心作一个球面 则球面上各点的电场强度大小相等 适用条件 中的 半径向外 半径向内 真空 点电荷 2 电场强度的叠加 电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 即电场的作用是可以相互叠加的 关键一点 以点电荷q为中心的一个球面上各点电场强度一定不相同 矢量和 4 电场线 匀强电场 1 电场线定义 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线 曲线上各点的方向表示该点电场强度方向 切线 2 匀强电场 定义 各点电场强度的大小 方向的电场叫做匀强电场 具体实例 带有等量异号电荷的一对平行金属板间的电场 边缘部分除外 可以看成匀强电场 关键一点 电场线是为了形象描述电场而人为画出的曲线 而电场中实际不存在电场线 相等 相同 试身手 夯基础 1 有关电场的叙述 正确的是 a 静电力是一种超距力 因此电场实际不存在b 电荷的作用是通过电场传递的c 电场看不见 摸不着 因此电场不是物质d 电场对放入其中的任何电荷都有力的作用 解析 电荷周围存在着由它产生的电场 处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的 因此a错 b对 电场也具有能量 动量 是物质存在的一种形式 c错 电场的明显特征之一是对场中的电荷有作用力 d对 答案 bd 答案 b 答案 bd 4 如图1 3 1是某区域的电场线分布 a b c是电场中的三个点 图1 3 1 1 哪一点电场最强 哪一点电场最弱 2 画出各点场强的方向 3 把负的点电荷分别放在这三点 画出所受静电力的方向 答案 1 b点电场最强 c点电场最弱 2 a b c三点电场强度的方向如图所示 3 负点电荷在a b c三点所受静电力的方向如图所示 1 把一个电荷量q 1 10 6c的试探电荷 依次放在带正电的点电荷q周围的a b两处 如图1 3 2所示 受到的电场力大小分别是fa 5 10 3n fb 3 10 3n 图1 3 2 1 画出试探电荷在a b两处的受力方向 2 求出a b两处的电场强度 3 如在a b两处分别放上另一个电荷量为q 1 10 5c的电荷 该电荷受到的电场力为多大 思路点拨 解答本题的关键是理解电场强度的定义 以及电场强度是由电场本身所决定的 与试探电荷无关 电场强度的方向与负试探电荷的受力方向相反 因此a b两处电场强度的方向沿两点与点电荷q的连线并远离q 3 当在a b两处放上电荷q 时 它受到的电场力分别为fa eaq 5 103 1 10 5n 5 10 2n fb ebq 3 103 1 10 5n 3 10 2n 方向与电场强度方向相同 答案 见解析 1 电场强度是矢量 当空间的电场是由多个电荷共同产生时 计算空间某点的电场强度时 应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向 再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向 2 比较大的带电体产生的电场 可以把带电体分解为若干小块 每小块看做点电荷 用电场叠加的方法计算 2 如图1 3 3所示 真空中带电荷量分别为 q和 q的点电荷a b相距r 1 两点电荷连线的中点o处的电场强度多大 2 在两点电荷连线的中垂线上 距a b两点都为r的q 点的电场强度如何 思路点拨 电场强度是矢量 叠加时满足矢量运算法则 图1 3 3 答案 见解析 1 因为电场强度是矢量 所以求电场强度时既要求出大小 也要求出方向 2 在等量异种点电荷连线的垂直平分线上 中点的电场强度最大 两边成对称分布 离中点越远 电场强度越小 电场强度的方向都相同 平行于两点电荷的连线由正电荷指向负电荷 1 特点与性质 1 电场线是人们为了研究电场而假想的一些曲线 实际电场中并不存在这些曲线 它只是用来形象地表示电场的强弱 2 电场线从正电荷或无限远出发 终止于无限远或负电荷 因此 电场线有起始点和终止点 不是闭合曲线 3 电场线并不只存在于纸面上而是分布于整个立体空间 两条电场线间虽是空白 但那些位置仍存在电场 2 等量点电荷电场线的分布及特点 1 等量同种点电荷的电场 电场线分布如图1 3 4所示 以等量正电荷为例 其特点有 图1 3 4 两点电荷连线的中点处场强为零 此处无电场线 向两侧场强逐渐增大 方向指向中点 两点电荷连线中点沿中垂面 中垂线 到无限远 电场线先变密后变疏 即场强先变大后变小 方向背离中点 图1 3 5 2 等量异种点电荷的电场 电场线分布如图1 3 5所示 以等量正负电荷为例 其特点有 两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷 沿电场线方向先变小再变大 中点处场强最小 两点电荷连线的中垂面 中垂线 上 电场线的方向均相同 即电场强度方向都相同 总与中垂面 或中垂线 垂直且指向负点电荷一侧 从中点到无穷远处 场强大小一直减小 中点处场强最大 3 某静电场中的电场线如图1 3 6所示 带电粒子在电场中仅受电场力作用 其运动轨迹如图中虚线所示 由m运动到n 以下说法正确的是 图1 3 6 a 这个电场可能是负点电荷的电场b 粒子必定带正电荷c 粒子在m点的加速度大于它在n点的加速度d 粒子在m点的加速度小于它在n点的加速度 思路点拨 从各种电场线特点出发 抓住粒子受电场力的方向指向粒子轨迹弯曲的一侧 即凹侧 进行判定 解析 由负点电荷的电场线为直线 可知a不正确 根据电荷运动轨迹弯曲的情况 可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向 故此粒子带正电 b选项正确 由于电场线越密 场强越大 点电荷受电场力就越大 根据牛顿第二定律可知其加速度也越大 故此点电荷在n点加速度大 d选项正确 答案 bd 这类问题首先要根据带电粒子轨迹弯曲方向 判断出电场力情况 第二步把电场线方向 电场力方向与电性相联系 第三步把电场线疏密和受力大小 加速度大小相联系 1 对应要点一 电场中有一点p 下列与之有关的说法中正确的是 a 若放在p点电荷的电荷量减半 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 eq 当q一定时 e越大 f越大 所以c正确 电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点时受到的电场力的方向 与负电荷受力的方向相反 故d错 答案 c 2 对应要点一 如图1 3 7所示是电场中某点的电场强度e及所受电场力f与放在该点处的检验电荷q之间的函数关系图像 其中正确的是 图1 3 7 解析 e与检验电荷q的大小无关 故a对b错 由f qe知 d对c错 故选ad 答案 ad 3 对应要点三 如图1 3 8所示 正电荷q在电场力作用下由p向q做加速运动 而且加速度越来越大 那么可以断定 它所在的电场是图中哪一个 图1 3 8 解析 正电荷从p向q做加速运动 且加速度越来越大 说明电场力越来越大 场强越来越大 电场线越来越密 故d项正确 答案 d 4 对应要点二 在真空中有两个点电荷q1 3 0