电场强度学案

3.电场强度一、问题探究二、基础导学1、电场1.1．电场：电场是在 存在的一种 ，是传递电荷间互相作用的．1.2．静电场： 电荷周边的电场称为静电场．1.3．电场的基本性质是对 ，无论电荷静止或运动．【特别提示】(1)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子构成，但客观存在．(2)电荷间的互相作用是通过电场发生的：电荷A电场电荷B.2、电场强度2.1．概念：放入电场中某点的点电荷所受 与它的 的比值，简称场强．2.2．物理意义：表达电场的 ．2.3．定义式及单位：E＝ ，单位 ，符号 .2.4．方向：电场强度的方向与 所受电场力的方向相似．【特别提示】(1)试探电荷(检查电荷)：用来检查电场与否存在及其强弱分布状况的电荷；是研究电场的工具．(2)场源电荷(源电荷)激发或产生我们正在研究的电场的电荷．3、点电荷的电场、电场强度的叠加3.1．真空中点电荷周边的场强在真空中点电荷Q的电场中，在距Q为r的P点引入试探电荷+q，+q所受的库仑力F＝keq\f(Qq,r2)，由电场强度的定义E＝eq\f(F,q)可得E＝keq\f(Q,r2).(1)大小：E＝keq\f(Q,r2).(2)方向：Q为正电荷时，E的方向由Q指向；Q是负电荷时，E的方向由P指向Q.3.2．电场强度的叠加3.2.1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 ，这种关系叫做电场强度的叠加．3.2.2比较大的带电体的电场，可把带电体分做若干小块，每小块当作点电荷，用点电荷电场叠加的办法计算带电体的电场．3.2.3电场的可叠加性也是电场与普通物质的重要区别，场强的叠加本质是矢量叠加，因此应当用 定则计算．4、电场线及其特点4.1．电场线：电场线是画在电场中的一条条 ，曲线上每点的 表达该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，是为了 而假想的线．4.2．几个特殊的电场线：熟记五种特殊电场的电场线分布，以下图所示．4.3．电场线的特点(1)电场线从 (或 )出发，终止于 (或 )．(2)电场线在电场中不 ．(3)在同一电场里，电场线的地方场强越大．(4) 的电场线是均匀分布的平行直线．5、匀强电场5.1．定义：电场中各点电场强度的大小相等、方向相似的电场．5.2．特点(1)场强方向到处相似，电场线是平行直线．(2)场强大小到处相等，规定电场线疏密程度相似，即电场线间隔相等.三、要点突破1．对公式E＝eq\f(F,q)的理解1.1公式E＝eq\f(F,q)是电场强度的比值定义式，合用于一切电场，电场中某点的电场强度仅与电场及具体位置有关，与试探电荷的电荷量、电性及所受电场力F大小无关，因此不能说E∝F，E∝eq\f(1,q).1.2公式E＝eq\f(F,q)仅定义了场强的大小，其方向需另外鉴定．1.3由E＝eq\f(F,q)变形为F＝qE，表明：如果已知电场中某点的场强E，便可计算在电场中该点放任何电荷量的带电体所受的静电力的大小．1.4公式E＝eq\f(F,q)不仅告诉了我们E与F、q的量值关系，还告诉了我们单位关系，若F单位取牛(N)，电荷量单位取库仑(C)，则场强的单位为牛顿/库(N/C)例一：在电场中某处放入电荷量为－4.0×10－9C的点电荷时，它受到的电场力的大小为3.0×10－4N，方向水平向右．求该处电场强度的大小和方向．如果把这个点电荷移走，该处的电场强度大小是多少？2．对电场强度的理解2.1电场强度两个公式的对比公式比较内容E＝F/qE＝kQ/r2本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的办法指明了点电荷场强大小的决定因素合用范畴一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表达引入电场的检查(或试探)电荷的电荷量Q表达产生电场的点电荷的电荷量E及其它量关系E用F与q的比值来表达，但E大小与F、q大小无关E不仅用Q、r来表达，且E∝Q，E∝2.2对公式E＝kQ/r2的理解①r→0时，E→∞是错误的，由于已失去了“点电荷”这一前提．②在以Q为中心，以r为半径的球面上，各点的场强大小相等，但方向不同，在点电荷Q的电场中不存在场强相等的两点．例二：有关对电场强度的理解，下述对的的是()A．由E＝eq\f(F,q)可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B．当电场中存在试探电荷时，电荷周边才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C．由E＝kQ/r2可知，在离点电荷很近，r靠近于零，电场强度达无穷大D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与与否存在试探电荷无关3．对电场线的理解3.1对电场线的理解①电场中任何两条电场线都不能相交，电场线也不闭合。由于电场中任一点的场强的大小和方向都是唯一拟定的。如果两条电场线相交，就不能唯一地拟定出场强的方向。同时在相交点处电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小。②电场线的疏密：电场线的疏密程度表达电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀疏的地方，场强越小．③电场线是为描述电场而引入的一种假想曲线，事实上电场中并不存在电场线．④不可能在电场中每个地方都画出电场线，两条电场线间虽是空白，但那些位置仍存在电场．3.1等量同种电荷与等量异种电荷连线的中垂线上的电场分布及特点比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷连线中点O处的场强为零在中垂线上最大由O沿中垂线向外场强的变化先增大后减小逐步减小有关O点对称的两点A与A′，B与B′场强的关系等大、反向等大、同向例三：如右图所示，一电子沿等量异种电荷连线的中垂线由A－O－B匀速飞过，电子重力不计，若其只受两个力，则电子所受除了电场力以外的另一种力的大小，方向变化状况是()A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右四、交流讨论1．电场线与否是电荷的运动轨迹？2．如何用电场线比较场强的大小？3．三种电荷的比较．提示：点电荷检查电荷(试探电荷)场源电荷(源电荷)抱负化模型，实际带电体在大小、形状以及对研究的问题的影响能够无视不计检查电场与否存在及其分布时，所用的点电荷，普通带电荷量较小，电场中不会由于它的放入而引发场源电荷的重新分布，使场强发生变化产生电场的电荷，决定着电场的分布状况，在带电体上的分布与带电体的形状有关，有时也能看做是点电荷五、典例精析题型一：对电场强度的理解例一有关电场强度和静电力，下列说法对的的是()A．电荷所受静电力很大，该点电场强度一定很大B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上各点的场强相似C．如空间某点的场强为零．则试探电荷在该点受到的静电力也为零D．在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E＝F/q；取走q后，该点场强仍然为E＝F/q【跟踪发散】1－1：一种试探电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能对的反映q、E、F三者关系的是()题型二：电场强度的计算与叠加问题例二如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：(1)两点电荷连线的中点O的场强多大？(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？【跟踪发散】2－1：如图所示，在a、b两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，MN是连接两点的直线，P是直线上的一点，下列哪种状况下P点的场强可能为零()A．q1、q2都是正电荷，且q1＞q2B．q1是正电荷，q2是负电荷，且q1＜|q2|C．q1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|＞q2D．q1、q2都是负电荷，且|q1|＜|q2|题型三：对电场线的理解以及应用例三实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相似的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如右图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大【跟踪发散】3－1：如右图所示，实线表达匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)通过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，有关粒子的运动状况，下列说法中可能的是()A．该粒子带正电荷，运动方向为由a至bB．该粒子带负电荷，运动方向为由a至bC．该粒子带正电荷，运动方向为由b至aD．该粒子带负电荷，运动方向为由b至a题型四：静电场与力学的综合例四如右图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一种方向水平向右的匀强电场区域，场强E＝3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一种质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10m/s2)．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5×10－2m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．【跟踪发散】4－1：一粒子质量为m，带电荷量为＋q，以初速度v与水平方向成45°射向空间一匀强电场区域，恰做直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小并阐明方向．随堂演习1．在以下图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中非匀强电场中的a、b两点2.如右图所示，AB是某个点电荷的一根电场线，在电场线上O点由静止释放一种负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向B点运动，下列判断对的的是()A．电场线由B点指向A点，该电荷做加速运动，加速度越来越小B．电场线由B点指向A点，该电荷做加速运动，其加速度大小变化由题设条件不能拟定C．电场线由A点指向B点，电荷做匀加速运动D．电场线由B点指向A点，电荷做加速运动，加速度越来越大3.如右图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出对的判断的是()A．带电粒子带负电荷B．带电粒子带正电荷C．带电粒子所受电场力的方向向左D．带电粒子做匀变速运动4.(·海南卷)如右图，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点处的点电荷移到P点，则O点的场强大