《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 1.3 電場強度課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 1.3 電場強度課件 新人教版選修3-1.ppt（98頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、3電場強度,【自主預(yù)習】1.電場：(1)電場：在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場。電場是在電荷周圍_________的。它和分子、原子組成的實物一樣具有_____和動量。場和實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。,客觀存在,能量,,(2)電場的性質(zhì)：一個電荷對其他電荷的作用力是通過_____給予的，電場對放入其中的電荷有_________。(3)靜電場：_________產(chǎn)生的電場。,電場,力的作用,靜止電荷,,2.電場強度：(1)試探電荷(檢驗電荷)：用來檢驗電場是否存在及其_____分布情況的電荷，是研究電場的工具。(2)場源電荷(源電荷)：激發(fā)或產(chǎn)生我們正在研究的電場的電荷，是電場的_____。,

2、強弱,來源,,(3)電場強度。①概念：放入電場中某點的點電荷所受電場力與它的電荷量的_____，稱為該點的電場強度，簡稱_____。②物理意義：表示電場的_____和方向。③定義式：E=。,比值,場強,強弱,,,④方向：電場強度是_____，物理學中規(guī)定，電場中某點場強的方向與正電荷在該點所受靜電力的方向_____，與負電荷在該點所受靜電力的方向_____。⑤單位：牛[頓]每庫[侖]，符號是N/C。,矢量,相同,相反,,3.真空中的點電荷的電場強度：E=，它只適用于真空中點電荷的場強計算。4.電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的_______。,,矢量和,

3、,5.電場力：電荷在電場中受到的作用力，其大小為F=___，正電荷所受的電場力的方向與電場強度方向_____，負電荷所受的電場力的方向與電場強度方向_____。,qE,相同,相反,,6.電場線：(1)電場線：在電場中畫出若干曲線，曲線上任意一點的切線方向都和該點的場強方向_____，電場線雖然可以用實驗的方法來模擬，但電場中并不存在電場線，它只是為了形象地描述電場而引入的一種_____的曲線。,相同,假想,,(2)電場線的特點：①電場線從_______或無限遠出發(fā)，終止于_______或負電荷。②電場線上每一點的切線方向跟該點的場強方向_____。③任意兩條電場線_______，不中斷。④電場

4、線的疏密程度反映了場強的_____。電場線越密的地方，場強_____；電場線越疏的地方，場強_____。,正電荷,無限遠,相同,不相交,強弱,越強,越弱,,7.勻強電場：在電場中的某一區(qū)域里，電場強度的大小處處_____、方向處處_____，這個區(qū)域的電場叫勻強電場。,相等,相同,,【預(yù)習小測】1.真空中，A、B兩點與點電荷Q的距離分別為r和3r，則A、B兩點的電場強度大小之比為()A.3∶1B.1∶3C.9∶1D.1∶9,,【解析】選C。由E=，F(xiàn)=可知：E=，所以，故C正確。,,2.(多選)如圖是某電場中的電場線，在該電場中有A、B兩點，下列結(jié)論正確的是(),,A.A點的場強比B點的場強大

5、B.A點的場強方向與B點的場強方向相同C.將同一點電荷分別放在A、B兩點，放在A點的加速度比放在B點的加速度大D.因為A、B兩點沒有電場線通過，所以電荷放在這兩點不會受電場力作用,,【解析】選A、C。電場線的疏密表示電場的強弱，A點的場強比B點的場強大，同一點電荷在A點受到的電場力比B點的大，根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，放在A點的加速度比放在B點的加速度大，A、C正確；電場線的切線方向表示該點場強方向，A、B兩點場強方向不同，B錯；電場線可形象地描述電場，并不是說沒有電場線通過的地方就不存在電場，D錯誤。,,【補償訓練】下列各電場中，A、B兩點電場強度相同的是(),,【解析】選C。A圖中，A

6、、B兩點場強大小相等，方向不同，B圖中，A、B兩點場強的方向相同，但大小不等，C圖中是勻強電場，則A、B兩點場強大小、方向相同；D圖中A、B兩點場強大小、方向均不相同。故選C。,,主題一電場電場強度【互動探究】情景：A是一個帶正電的物體，與系在絲線上的帶電小球B之間會產(chǎn)生庫侖力。,,試結(jié)合上述情景，討論下列問題：(1)如圖所示，電荷A、B間的相互作用是如何產(chǎn)生的？,,提示：電荷A對電荷B的作用力，就是電荷A產(chǎn)生的電場對電荷B的作用；反之，電荷B對電荷A的作用力，就是電荷B產(chǎn)生的電場對電荷A的作用。,,(2)電場的基本性質(zhì)是什么？提示：電場的基本性質(zhì)就是對處在其中的其他電荷產(chǎn)生力的作用。,,(3

7、)同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小一般不同，這是什么原因造成的？提示：因為電場具有方向性以及各點強弱不同的特點，所以造成同一電荷q在電場中不同點受到的電場力的方向和大小不同。,,(4)如何描述電場的強弱？提示：雖然可用同一電荷q在電場中各點所受電場力F的大小來比較各點的電場強弱，但是電場力F的大小還和電荷q的電量有關(guān)，所以不能直接用電場力的大小表示電場的強弱。實驗表明：在電場中的同一點，電場力F與電荷電量q成正比，比值由電荷q在電場中的位置所決定，跟電荷電量q無關(guān)，是反映電場性質(zhì)的物理量，所以我們用這個比值來表示電場的強弱。,,(5)電場中某點的場強由什么決定？場強的方向是怎樣

8、的？提示：電場中某點的場強僅由電場本身決定。場強為矢量，它的方向與正電荷(負電荷)所受電場力的方向相同(相反)。,,【探究總結(jié)】1.對電場強度的三點理解：(1)電場強度是描述電場本身的力的性質(zhì)的物理量。電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。(2)電場強度是比值法定義的物理量，電場強度的大小和方向只由電場本身特性決定，與放入其中的試探電荷無關(guān)。不能認為E和F成正比，和電量q成反比?？梢詮膬煞矫胬斫猓?,①電場強度的大小與該點放不放電荷、放入的電荷量的大小均無關(guān)；②電場強度的方向與放入該點的正試探電荷的受力方向相同，是確定的，如果在該點放入負試探電荷，則場強方向與負試探電荷受力方向相反。(3

9、)某空間中有多個電荷時，該空間某點的電場強度等于所有電荷在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。,,2.電場強度和電場力的比較：,,【典例示范】在電場中某點放一試探電荷，其電荷量為q，試探電荷受到的靜電力為F，則該點的電場強度為E=，那么下列說法中正確的是()A.若移去試探電荷q，該點的電場強度就變?yōu)榱鉈.若在該點放一個電荷量為2q的試探電荷，該點的電場強度就變?yōu)?,C.若在該點放一個電荷量為-2q的試探電荷，則該點的電場強度大小仍為E，但電場強度的方向與原來相反D.若在該點放一個電荷量為-的試探電荷，則該點的電場強度的大小仍為E，電場強度的方向也還是原來的電場強度的方向,,【解題指南】試探電荷只是用來

10、計算出電場中某點的場強大小的，那一點的場強只由電場本身決定，與在該點是否放試探電荷、放什么樣的試探電荷均無關(guān)。,,【解析】選D。電場對處于其中的電荷施加靜電力的作用是電場的基本性質(zhì)，為了反映電場具有這一力的性質(zhì)，引入了電場強度E這一物理量。E是電場本身的一種特性，試探電荷的引入僅僅是用來檢驗這一特性，因此與試探電荷存在與否無關(guān)，它是由產(chǎn)生電場的電荷以及在電場中各點的位置決定的，與該點有無試探電荷、試探電荷電荷量的多少、電性的正負無關(guān)，故D正確。,,【探究訓練】(2018鄭州高二檢測)電場中有一點P，下列說法正確的是()A.若放在P點電荷的電荷量減半，則P點的場強減半B.若P點沒有檢驗電荷，則P

11、點場強為零C.P點場強越大，則同一電荷在P點所受電場力越大D.P點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向,,【解析】選C。為了檢驗電場中某點的電場強度，可以把一個檢驗電荷放入該點，其受到的電場力F與自身的電荷量q的比值可反映該點場強的大小，但該點的場強由電場本身決定，與檢驗電荷的電荷量多少、電性無關(guān)，故A、B錯誤；由E=得F=qE，當q一定時，E越大，F(xiàn)越大，故C正確；電場中某點的場強方向規(guī)定為正電荷在該點時受到的電場力的方向，與負電荷受力的方向相反，故D錯誤。,,【補償訓練】1.(多選)關(guān)于靜電力和電場強度，下列說法正確的是()A.電場強度的方向總是跟靜電力的方向一致B.電場強度的大小總是跟靜

12、電力的大小成正比C.正電荷受到的靜電力的方向跟電場強度的方向一致D.同一個點電荷在某點受到的靜電力越大，該點的電場強度就越大,,【解析】選C、D。電場中某點電場強度的方向是一定的，而電荷在電場中所受的靜電力的方向卻與電荷的性質(zhì)有關(guān)系，只有正電荷受到的靜電力的方向才與電場強度的方向相同，故A錯，C對；電場強度的大小與電場中的位置有關(guān)，對于同一位置，只有在電荷量一定時電荷受到的靜電力越大，才能說明該點的場強越大，故B錯，D對。,,2.(多選)下列關(guān)于電場和電場強度的說法正確的是()A.電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用B.電場是人為設(shè)想出來的，其實并不

13、存在C.某點的場強越大，則同一電荷在該點所受到的電場力越大,,D.某點的場強方向為試探電荷在該點受到的電場力的方向,,【解析】選A、C。電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)，不是假想的，電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，故A正確，B錯誤；由E=得F=Eq，當q一定時，E越大，F(xiàn)越大，所以C正確；場強方向規(guī)定為正電荷在該點受到的電場力方向，與負電荷受電場力的方向相反，D錯誤。,,3.如圖所示，在一帶負電的導(dǎo)體A附近有一點B，如在B處放置一個q1=-2.010-8C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.010-6N，方向如圖，則B處場強多大？,,【解析】由場強公式可得EB=N/C=200N/C，

14、因為是負電荷，所以場強方向與F1方向相反。答案：200N/C,,主題二點電荷的電場電場強度的疊加【互動探究】如圖所示。點電荷A的電荷量為+Q，在距+Q為r的某點P放一試探電荷+q。,,試結(jié)合上述情景，討論下列問題：(1)如何求P點的場強的大小和方向？提示：根據(jù)庫侖定律，試探電荷所受的力F=k，依電場強度的定義E=，則點電荷A在P點的場強大小為E=k；場強的方向與正電荷在P點的受力方向相同，故其方向為沿AP的連線背離點電荷A。,,(2)若試探電荷的電荷量為-q，P點的場強大小和方向又是怎樣的？提示：若試探電荷的電荷量為-q，P點的場強的大小和方向都不變。(3)問題(1)中若點電荷A的電荷量為-Q

15、，則P點的場強大小和方向又如何呢？提示：P點的場強大小E=k，方向沿AP的連線指向點電荷A。,,(4)點電荷的場強公式在任何情況下都適用嗎？提示：公式E=k只適用于真空中的點電荷。,,(5)問題(1)中如果存在多個點電荷，空間某一點的電場強度如何確定？提示：①可以根據(jù)點電荷場強的計算式E=k分別計算出各個點電荷在該點所產(chǎn)生的電場強度的大小E1、E2、E3…。②根據(jù)各個點電荷電性的正、負確定E1、E2、E3…的方向。,,③按照矢量合成的平行四邊形定則求出合場強的大小和方向。,,【探究總結(jié)】1.兩個場強公式E=與E=k的比較：,,,2.電場強度的疊加：如果場源是多個點電荷，電場中某點的電場強度為各

16、個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。例如，圖中P點的電場強度，等于+Q1在該點產(chǎn)生的電場強度E1與-Q2在該點產(chǎn)生的電場強度E2的矢量和。,,【典例示范】(2018福州高二檢測)如圖所示，真空中xOy平面直角坐標系上的A、B、C三點構(gòu)成等邊三角形，邊長L=2.0m。若將電荷量均為q=+2.010-6C的兩點電荷分別固定在A、B點，已知靜電力常量k=9109Nm2/C2，求：,,(1)兩點電荷間的庫侖力大小。(2)C點的電場強度的大小和方向。,,【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)利用點電荷場強公式先分別求出兩點電荷在C點的場強。(2)應(yīng)用平行四邊形定則求合場強。,,【解析】(1)根

17、據(jù)庫侖定律，A、B處兩點電荷間的庫侖力大小為F=k，①代入數(shù)據(jù)得F=9.010-3N。②(2)A、B處兩點電荷在C點產(chǎn)生的場強大小相等，均為E1=k，③A、B處兩點電荷形成的電場在C點的合場強大小為E=2E1cos30，④,,聯(lián)立③④式并代入數(shù)據(jù)得E≈7.8103N/C，場強E的方向沿y軸正方向。答案：(1)9.010-3N(2)7.8103N/C方向沿y軸正方向,,【探究訓練】1.在x軸上有兩個點電荷，一個帶正電Q1，一個帶負電Q2，且Q1=2Q2。用E1和E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強的大小，則在x軸上()A.E1=E2的點只有一處；該點合場強為0B.E1=E2的點共有兩處；一處合場強為

18、0，另一處合場強為2E2,,C.E1=E2的點共有三處；其中兩處合場強為0，另一處合場強為2E2D.E1=E2的點共有三處；其中一處合場強為0，另兩處合場強為2E2,,【解析】選B。設(shè)兩電荷連線長為L，E1=E2的點離Q2的距離為x，由點電荷的場強E=k知，當點在Q1、Q2連線外側(cè)時，，解得x1=(+1)L，此處兩電場反向，合場強為零。當點在連線之間時，，解得x2=(-1)L，此處兩電場同向，E=2E2。所以本題選項B正確。,,2.(2018晉城高二檢測)下列選項中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是(),,【解析】選B。設(shè)帶

19、電荷量為q的圓環(huán)在O點處產(chǎn)生的場強大小分別為E0，根據(jù)對稱性可得四種情況下，O點處的場強大小分別為EA=E0，EB=E0，EC=E0，ED=0，選項B正確。,,【補償訓練】1.在x軸的原點O和x軸上的P點，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q12l,,【解析】選B。題中空間存在著兩個靜電荷，因此空間里任何一點的場強，就是兩點電荷分別在該點產(chǎn)生的場強E1和E2的矢量和。由點電荷的場強公式E=，又因兩電荷為同種電荷，故只有在OP之間某處的合場強才能大小相等、方向相反，矢量和為零。設(shè)在x=a處，E=0，則有,,可知a

20、為直線，故粒子在A點速度不為零，D項正確。,,2.(2018佛山高二檢測)如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，則(),,A.a一定帶正電，b一定帶負電B.a的速度將減小，b的速度將增加C.a的加速度將減小，b的加速度將增大D.兩個粒子的動能一個增加一個減小,,【解析】選C。粒子在電場力作用下做曲線運動，電場力指向軌跡的凹側(cè)，從圖中軌跡變化來看電場力都做正功，動能都增大，電勢能都減少。電場線的方向不知，所以粒子帶電性質(zhì)不定，所以A、B、D錯誤。電場線密的地方電場強度大，電場線疏的地方電場強度

21、小，所以a受力減小，加速度減小，b受力增大，加速度增大，所以C正確。,,【補償訓練】1.(多選)如圖所示，在等量負電荷連線的中垂線上取A、B、C、D四點，B、D關(guān)于O點對稱，關(guān)于這幾點場強大小正確的是()A.EA>EB，EB=EDB.EA