《2018-2019高中物理 第1章 從富蘭克林到庫侖 1.3 物質(zhì)的又一種形態(tài)學(xué)案 滬科版選修1-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第1章 從富蘭克林到庫侖 1.3 物質(zhì)的又一種形態(tài)學(xué)案 滬科版選修1-1（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1．3　物質(zhì)的又一種形態(tài) 1．(3分)在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，同時(shí)由靜止釋放，則兩小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是(　　) A．速度變大，加速度變大 B．速度變小，加速度變小 C．速度變大，加速度變小 D．速度變小，加速度變大 【解析】　根據(jù)庫侖定律知，同種電荷的小球由靜止釋放后，由于互相排斥，兩球間的距離增大，排斥力減小，根據(jù)牛頓第二定律知加速度減小，但兩球運(yùn)動(dòng)方向與排斥力同向，應(yīng)做加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 【答案】　C 2．(3分)如圖1-3-1所示，A、B兩點(diǎn)分別固定著電荷量為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四

2、點(diǎn)在同一直線上，且AC＝CD＝DB.現(xiàn)將一帶正電的電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，則庫侖力對試探電荷(　　) 圖1-3-1 A．一直做正功　　　　　 B．一直做負(fù)功 C．先做正功再做負(fù)功 D．先做負(fù)功再做正功 【解析】　由于A帶正電，B帶負(fù)電，正電荷從C運(yùn)動(dòng)到D的過程中受力始終向右，所以庫侖力一直對電荷做正功，故A正確． 【答案】　A 3．(4分)(多選)要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法可行的是(　　) A．每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到原來的2倍，點(diǎn)電荷間的距離不變 B．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增大到原來的2倍 C．使一個(gè)點(diǎn)電

3、荷的帶電荷量加1倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷帶電荷量保持不變，同時(shí)使兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的 D．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來的 【解析】　據(jù)庫侖定律F＝k知FA＝＝4F，A項(xiàng)正確；FB＝＝，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FC＝＝8F；C項(xiàng)錯(cuò)誤．FD＝＝4F，D項(xiàng)正確． 【答案】　AD 課 標(biāo) 導(dǎo) 思 1.認(rèn)識(shí)電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，電場具有力的性質(zhì). 2.理解電場強(qiáng)度的概念，會(huì)用電場強(qiáng)度描述電場的強(qiáng)弱和方向，并會(huì)利用E＝F/q進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．(重點(diǎn)) 3.認(rèn)識(shí)電場線，會(huì)用電場線來定性描述電場的強(qiáng)弱和方向．(難點(diǎn)) 4.理解勻強(qiáng)電場. 一、什么是電場 1．

4、電場的產(chǎn)生：電荷周圍存在著一種物質(zhì)，叫做電場．電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的． 2．性質(zhì)：電場的基本性質(zhì)是對放入場中的電荷有力的作用． 3．電場力：電場對電荷的作用力叫做電場力． 4．物質(zhì)性：電場和磁場一樣，都是物質(zhì)的一種形態(tài)． 二、電場的形象化描述 1．電場線：在電場中畫出一條條曲線，并規(guī)定電場線從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷；電場線上某點(diǎn)的切線方向表示正電荷在該點(diǎn)的受力方向；電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱． 2．意義：為了形象地描述電場而人為引入的． 三、電場的定量表示 1．電場強(qiáng)度 (1)定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受電場力F跟它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場

5、強(qiáng)． (2)定義式：E＝. (3)單位：在國際單位制中其單位是N/C，也可寫成V/m. (4)方向：電場強(qiáng)度是矢量，人們規(guī)定電場強(qiáng)度的方向跟放在該點(diǎn)的正電荷所受電場力方向相同． 2．勻強(qiáng)電場 (1)定義：如果空間某個(gè)區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的電場叫做勻強(qiáng)電場． (2)電場線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場的電場線可以用一組等間距的平行直線來表示． 根據(jù)電場強(qiáng)度的定義及庫侖定律推導(dǎo)點(diǎn)電荷周圍電場強(qiáng)度的計(jì)算公式． 提示：設(shè)距點(diǎn)電荷Q為r處，場強(qiáng)為E，在r處放一電荷q，q受到Q的電場給它的力，且F＝，所以E＝＝，即距點(diǎn)電荷Q為r處，電場強(qiáng)度E＝. 一、對電場強(qiáng)度的理

6、解 電場強(qiáng)度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量． 1．E＝是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何情況．雖然E＝，但E與F和q都無關(guān)，電場強(qiáng)度是由電場本身決定的量．電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)是確定的，其大小、方向只與建立電場的本身(或場源電荷)有關(guān)，而與放入的試探電荷無關(guān)． 2．E＝k是點(diǎn)電荷所形成的電場的決定式．E由場源電荷Q和試探電荷到場源電荷的距離決定，與是否放入試探電荷無關(guān)． 【特別提醒】　電場強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個(gè)電荷共同產(chǎn)生時(shí)，某點(diǎn)的場強(qiáng)應(yīng)是每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)場強(qiáng)的矢量和. 二、對電場線的理解 1．電場線是為了形象地描述電場而假想的，實(shí)際并不存在，因此電場線是一種理想化的模型．

7、 2．電場線始于正電荷，止于負(fù)電荷．在正電荷形成的電場中，電場線起于正電荷，延伸到無窮遠(yuǎn)處；在負(fù)電荷形成的電場中，電場線起于無窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷． 3．電場線分布的疏密反映了電場的強(qiáng)弱．表示場強(qiáng)的大?。鄬Χ?，電場線越密的區(qū)域，電場強(qiáng)度就越大． 4．電場線上任意一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)場強(qiáng)方向一致． 5．電場線在電場中不相交，不中斷． 【深化探究】　電場線是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？ 提示：電場線是為了形象地描述電場而引入的假想線，規(guī)定電場線上每點(diǎn)的場強(qiáng)方向沿該點(diǎn)的切線方向，也就是正電荷在該點(diǎn)受電場力產(chǎn)生的加速度的方向(負(fù)電荷受力方向相反).運(yùn)動(dòng)軌跡是帶電粒子在電場中實(shí)際通過的軌跡，徑跡上每

8、點(diǎn)的切線方向?yàn)閹щ娏Ｗ釉谠擖c(diǎn)的速度方向.結(jié)合力學(xué)知識(shí)我們知道.只有當(dāng)電場線是直線，而帶電粒子又只受電場力作用由靜止開始或初速度沿電場線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡才有可能與電場線重合. 6．幾種常見電場的電場線分布及特點(diǎn). 電場 電場線圖樣 簡要描述 電場特點(diǎn) 正點(diǎn)電荷 發(fā)散狀直線 離點(diǎn)電荷近處電場強(qiáng)度大，方向背離正點(diǎn)電荷 負(fù)點(diǎn)電荷 會(huì)聚狀直線 離點(diǎn)電荷近處電場強(qiáng)度大，方向指向負(fù)點(diǎn)電荷 等量同種電荷 相斥狀曲線 兩點(diǎn)電荷連線上：中點(diǎn)場強(qiáng)最小(為零)，靠近電荷變大； 兩點(diǎn)電荷連線的中垂線：中點(diǎn)場強(qiáng)最小(為零)，向外移動(dòng)先變大后變小 等量異種電荷 相吸狀曲線

9、兩點(diǎn)電荷連線上：中點(diǎn)場強(qiáng)最小，靠近電荷變大 兩點(diǎn)電荷連線的中垂線：中點(diǎn)場強(qiáng)最大，向外移動(dòng)逐漸變小 勻強(qiáng)電場 (二平行板正對，中間部分為勻強(qiáng)電場)平行的、等間距的、同向的直線 大小相等，方向相同 點(diǎn)電荷與帶電極板 上部為發(fā)散狀曲線 下部為相吸狀曲線 離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)場強(qiáng)越小 【特別提醒】　沒有畫出電場線的地方不一定沒有電場.只有在同一幅電場線圖中，才能根據(jù)電場線的疏密比較電場的強(qiáng)弱. 一、電場強(qiáng)度的計(jì)算 　在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q＝＋1.0×10－9 C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的距離r＝30 cm，M點(diǎn)放一個(gè)試探點(diǎn)電荷q＝－1.0×10－10 C，如圖1-3-2所

10、示，求： 【導(dǎo)學(xué)號：17592011】 圖1-3-2 (1)q在M點(diǎn)受到的作用力． (2)M點(diǎn)的場強(qiáng)． (3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng)． (4)M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)哪點(diǎn)大？ (5)如果把Q換成－1.0×10－9 C的點(diǎn)電荷，情況又如何？ 【導(dǎo)析】　電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)由電場本身決定，與該點(diǎn)所放電荷無關(guān)，但是可以利用E＝來量度電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)． 【解析】　(1)q在M點(diǎn)受到的電場力由庫侖定律可得 F＝k＝9.0×109× N ＝1.0×10－8 N (2)M點(diǎn)的場強(qiáng) E＝＝ N/C＝100 N/C， 方向由M指向N. (3)拿走q后M點(diǎn)的場強(qiáng)不變，場強(qiáng)與試探電荷q無關(guān)．

11、(4)由E＝k可知，離場源電荷Q越遠(yuǎn)，E越小，由于rOMEN， (5)若把Q換成－1.0×10－9 C的點(diǎn)電荷，各處的場強(qiáng)大小不變，但方向與原來相反． 【答案】　見解析 E＝的應(yīng)用 此題重點(diǎn)考查了對電場強(qiáng)度概念的理解，試探電荷q只是用來量度電場中某點(diǎn)場強(qiáng)大小的，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)由電場本身性質(zhì)決定，與試探電荷無關(guān)． 1．空間存在電場，在電場中的A點(diǎn)放入電荷量為2×10－9 C的正電荷，電荷受到方向向右、大小為4×10－4 N的電場力，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為多少，方向向哪？ 【解析】　根據(jù)E＝，代入數(shù)據(jù)可求A點(diǎn)的電場強(qiáng)度，大小為E＝ N/C＝2×105 N

12、/C，方向?yàn)檎姾墒芰Ψ较颍蛴遥? 【答案】　2×105 N/C　方向向右 二、電場線的應(yīng)用 　如圖1-3-3所示為靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是(　　) 圖1-3-3 A．這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷形成的 B．C點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，因?yàn)槟抢餂]有電場線 C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場力比在B點(diǎn)受到的電場力大 D．負(fù)電荷在B點(diǎn)時(shí)受到的電場力的方向沿B點(diǎn)切線方向 【導(dǎo)析】　(1)由電場線的疏密程度可以判斷電場強(qiáng)度的大?。? (2)電場強(qiáng)度的方向沿電場線在該點(diǎn)的切線方向． (3)電荷所受電場力的方向與電荷的電性有關(guān)． 【解析】　負(fù)電荷的電場線是指向負(fù)電荷的直線，故A錯(cuò)誤

13、；電場線只是形象地描述電場，沒有電場線的地方，場強(qiáng)不一定為零，故B錯(cuò)誤；電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，因EA>EB，F(xiàn)＝qE，所以FA>FB，故C正確；負(fù)電荷在B點(diǎn)所受電場力的方向與B點(diǎn)的切線方向相反，故D錯(cuò)誤． 【答案】　C 對電場線的理解 分析這類題目時(shí)，要理解電場線的特點(diǎn)，并能應(yīng)用其特點(diǎn)根據(jù)實(shí)際情況分析判斷． 2．如圖1-3-4所示為兩個(gè)帶電量相等的點(diǎn)電荷周圍的電場線分布(電場線方向未標(biāo)出)，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：17592012】 圖1-3-4 A．A只能帶正電 B．A只能帶負(fù)電 C．若A帶正電，則B肯定是帶負(fù)電的 D．若A帶正電，則B肯定是帶正電的

14、 【解析】　圖示的電場線為兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷形成電場的電場線分布，由電場的分布可以判斷C正確、D錯(cuò)誤；但沒有標(biāo)注電場線的方向，所以不能判斷A、B的電性，A、B錯(cuò)誤． 【答案】　C 1．有關(guān)對電場強(qiáng)度的理解，下述正確的是(　　) A．由E＝可知，電場強(qiáng)度E跟放入電荷q所受的電場力成正比 B．當(dāng)電場中存在試探電荷時(shí)，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì)，才存在電場強(qiáng)度 C．由E＝kQ/r2可知，在離點(diǎn)電荷很近，r接近于零時(shí)，電場強(qiáng)度達(dá)無窮大 D．電場強(qiáng)度是反映電場本身特性的物理量，與是否存在試探電荷無關(guān) 【解析】　電場對處于其中的電荷有電場力的作用是電場的基本性質(zhì)，我們?yōu)榱?/p>

15、反映電場具有這一力的性質(zhì)，引入了物理量電場強(qiáng)度E，E反映了電荷周圍存在的特殊物質(zhì)——電場本身的特性，試探電荷的引入僅僅是用來檢驗(yàn)這一特性，因此與試探電荷是否存在無關(guān)，物理學(xué)中的點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，對實(shí)際的帶電體在滿足它本身的線度遠(yuǎn)小于問題中所涉及的空間距離時(shí)，都可看成是點(diǎn)電荷，但當(dāng)r→0時(shí)，則不能把電荷看成是點(diǎn)電荷了，即E＝kQ/r2，在r→0時(shí)已不適用，由上述可知只有D選項(xiàng)正確． 【答案】　D 2．在電場中某一點(diǎn)放一試探電荷q，它受到的靜電力為F，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E＝，那么下列說法正確的是(　　) A．若移去試探電荷，該點(diǎn)電場強(qiáng)度為0 B．若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷，則

16、該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為2E C．若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為 D．若該點(diǎn)放一電荷量為2q的試探電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E 【解析】　電場強(qiáng)度是根據(jù)試探電荷受力情況用比值的方法定義的，公式E＝中，雖然有試探電荷的電荷量q，但更換試探電荷時(shí)，F(xiàn)與q的比值不變，電場強(qiáng)度由電場本身決定． 【答案】　D 3．A、B為帶電荷量分別為＋Q和－Q的兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，c、d為A、B連線上的兩點(diǎn)，且Ac＝Bd，如圖1-3-5所示，關(guān)于c、d兩點(diǎn)間電場強(qiáng)度的情況是(　　) 圖1-3-5 A．由c到d電場強(qiáng)度由大變小 B．由c到d電場強(qiáng)度由小變大 C．由c到d電場強(qiáng)度不變

17、D．由c到d電場強(qiáng)度先變小后變大 【解析】　c、d兩點(diǎn)處于A、B兩異種點(diǎn)電荷所形成的疊加場，各點(diǎn)場強(qiáng)可由EA＋EB表示，但計(jì)算起來較為繁雜，可借助電場線來描繪．如圖所示，從電場線分布看，從c→d過程中電場線密→疏→密，因此電場強(qiáng)度先變小后變大． 【答案】　D 4．如圖所示的各電場中，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等的是(　　) 【解析】　電場強(qiáng)度相等是指大小相等，方向相同．A選項(xiàng)中A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向不同；B選項(xiàng)中A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)大小不相等，但方向相同；C選項(xiàng)中兩平行金屬板間電場是勻強(qiáng)電場，故大小、方向相同；D選項(xiàng)中，A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小不同，方向相同． 【答案】　C 5．為了確定電場中P點(diǎn)場強(qiáng)大小，用細(xì)絲線懸掛一個(gè)帶負(fù)電的小球去探測，當(dāng)球在P點(diǎn)靜止后，測出懸線與豎直方向夾角為37°，如圖1-3-6所示，已知P點(diǎn)場強(qiáng)方向是水平方向，小球重力為4.0×10－3 N，帶電荷量為0.01 C，則P點(diǎn)場強(qiáng)大小是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：17592013】 圖1-3-6 【解析】　對小球受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可知： F電＝mg·tan 37°＝4.0×10－3× N＝3.0×10－3 N E＝＝＝0.3 N/C. 【答案】　0.3 N/C 9