教科版選修31 第一章 第3講 電場 電場強度和電場線 課件（37張）.pptx

第一章靜電場 第3講電場電場強度和電場線 1 理解電場強度的概念及其定義式 并會進行有關(guān)計算 2 理解點電荷的電場強度及疊加原理 3 會用電場線表示電場 并熟記幾種常見電場的電場線分布 目標定位 二 點電荷的電場電場強度的疊加 三 電場線和勻強電場 對點檢測自查自糾 欄目索引 一 電場和電場強度 1 電場 1 概念 存在于電荷周圍的一種特殊的 由電荷產(chǎn)生 是物質(zhì)存在的兩種不同形式 2 基本性質(zhì) 對放入其中的電荷有 電荷之間通過相互作用 答案 一 電場和電場強度 知識梳理 3 靜電場 電荷周圍產(chǎn)生的電場 物質(zhì) 場和實物 力的作用 電場 靜止 2 電場強度 1 檢驗電荷用來檢驗電場是否存在及其分布情況的電荷 要求 電荷量要充分 體積要充分 2 電場強度 定義 放入電場中某點的檢驗電荷所受與它的的比值叫做該點的電場強度 簡稱場強 物理意義 表示電場的和 定義式 單位為牛 頓 每庫 侖 符號為 方向 電場強度的方向與所受靜電力的方向相同 與負電荷所受靜電力方向 答案 強弱 小 小 電場力 電荷量 強弱 方向 n c 正電荷 相反 1 由于e 所以有人說電場強度的大小與放入的試探電荷受到的力f成正比 與電荷量q的大小成反比 你認為這種說法正確嗎 為什么 答案 深度思考 答案不正確 電場中某點的電場強度e是唯一的 由電場本身決定 與是否放入試探電荷以及放入試探電荷的正負 電荷量的大小無關(guān) 2 這里定義電場強度的方法叫比值定義法 你還學過哪些用比值定義的物理量 它們都有什么共同點 答案 例1a為已知電場中的一固定點 在a點放一電荷量為q的試探電荷 所受電場力為f a點的場強為e 則 a 若在a點換上電荷量為 q的試探電荷 a點場強方向發(fā)生變化b 若在a點換上電荷量為2q的試探電荷 a點的場強將變?yōu)?ec 若在a點移去電荷q a點的場強變?yōu)榱鉪 a點場強的大小 方向與q的大小 正負 有無均無關(guān) 典例精析 解析答案 解析電場強度e 是通過比值定義法得出的 其大小及方向與試探電荷無關(guān) 故放入任何電荷時電場強度的方向和大小均不變 故a b c均錯誤 故選d 答案d 例2真空中o點放一個點電荷q 1 0 10 9c 直線mn通過o點 om的距離r 30cm m點放一個點電荷q 1 0 10 10c 如圖1所示 求 典例精析 解析答案 圖1 1 q在m點受到的作用力 答案大小為1 0 10 8n方向沿mo指向q 解析答案 圖1 2 m點的場強 答案大小為100n c方向沿om連線背離q 解析答案 圖1 3 拿走q后m點的場強 解析在m點拿走試探電荷q 有的同學說m點的場強em 0 這是錯誤的 其原因在于不懂得場強是反映電場的力的性質(zhì)的物理量 它是由形成電場的電荷q及場中位置決定的 與試探電荷q是否存在無關(guān) 故m點的場強仍為100n c 方向沿om連線背離q 答案大小為100n c方向沿om連線背離q 總結(jié)提升 返回 總結(jié)提升 1 公式e 是電場強度的定義式 不是決定式 其中q是試探電荷的電荷量 2 電場強度e的大小和方向只由電場本身決定 與是否放入試探電荷以及放入試探電荷的正負 電荷量的大小無關(guān) 返回 1 真空中點電荷周圍的場強 1 大小 2 方向 q為正電荷時 e的方向由點電荷指向 q為負電荷時 e的方向由無窮遠指向 2 電場強度的疊加 電場強度是矢量 如果場源是多個點電荷 則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 答案 知識梳理 二 點電荷的電場電場強度的疊加 無窮遠 點電荷 矢量和 答案 深度思考 例3真空中距點電荷 電荷量為q 為r的a點處 放一個帶電荷量為q q q 的點電荷 q受到的電場力大小為f 則a點的場強為 典例精析 解析答案 bd 例4如圖2所示 真空中帶電荷量分別為 q和 q的點電荷a b相距為r 則 返回 解析答案 方法點撥 圖2 1 兩點電荷連線的中點o的場強多大 2 在兩點電荷連線的中垂線上 距a b兩點都為r的o 點的場強如何 解析求解方法是分別求出 q和 q在某點的場強大小和方向 然后根據(jù)電場強度的疊加原理求出合場強 1 如圖甲所示 a b兩點電荷在o點產(chǎn)生的場強方向相同 由a指向b a b兩點電荷在o點產(chǎn)生的電場強度 解析答案 方法點撥 解析答案 方法點撥 返回 方法點撥 電場強度是矢量 合成時遵循矢量運算法則 平行四邊形定則或三角形定則 常用的方法有圖解法 解析法 正交分解法等 對于同一直線上電場強度的合成 可先規(guī)定正方向 進而把矢量運算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運算 1 電場線的特點 1 電場線是為了形象描述而假想的一條條有方向的 曲線上每點的方向表示該點的電場強度方向 2 電場線從或無限遠出發(fā) 終止于或負電荷 3 電場線在電場中不 4 在同一電場中 電場強度較大的地方電場線 答案 三 電場線和勻強電場 知識梳理 電場 曲線 切線 正電荷 無限遠 相交 較密 2 畫出幾種特殊的電場線 自己畫出電場線 答案 答案 3 勻強電場 1 定義 電場中各點電場強度的大小 方向的電場 2 特點 場強方向處處相同 電場線是 場強大小處處相等 要求電場線疏密程度相同 即電場線 答案 相等 相同 平行直線 間隔相等 1 在相鄰的兩條電場線之間沒畫電場線的地方有電場嗎 答案 深度思考 答案電場線是假想的 如果在每個地方都畫電場線也就無法對電場進行描述了 所以在相鄰的兩條電場線之間沒畫電場線的地方也有電場 2 電場線是物體的運動軌跡嗎 答案電場線不是運動軌跡 運動軌跡由運動電荷的受力和初速度共同決定 運動軌跡的切線方向為速度方向 電場線上各點的切線方向為該點的場強方向 決定著電荷所受電場力方向 a 這個電場可能是負點電荷的電場b 點電荷q在a點處受到的電場力比在b點處受到的電場力大c 正電荷可以沿電場線由b點運動到c點d 點電荷q在a點處的瞬時加速度比在b點處的瞬時加速度小 例5如圖3所示是某靜電場的一部分電場線分布情況 下列說法中正確的是 典例精析 解析答案 圖3 總結(jié)提升 返回 解析負點電荷的電場線是從四周無限遠處不同方向指向負點電荷的直線 故a錯 總結(jié)提升 電場線越密的地方場強越大 由題圖知ea eb 又因f qe 得fa fb 故b正確 正電荷在b點受到的電場力的方向沿切線方向 故其軌跡不可能沿曲線由b到c 故c錯誤 答案b 返回 總結(jié)提升 1 電場線并不是粒子運動的軌跡 帶電粒子在電場中的運動軌跡由帶電粒子所受合外力與初速度共同決定 電場線上各點的切線方向是場強方向 決定著粒子所受電場力的方向 軌跡上每一點的切線方向為粒子在該點的速度方向 2 電場線與帶電粒子運動軌跡重合必須同時滿足以下三個條件 電場線是直線 帶電粒子只受電場力作用 或受其他力 但其他力的方向沿電場線所在直線 帶電粒子初速度的大小為零或初速度的方向沿電場線所在的直線 返回 1 對電場強度的理解 電場中有一點p 下列說法中正確的有 a 若放在p點的試探電荷的電荷量減半 則p點的場強減半b 若p點沒有試探電荷 則p點場強為零c p點的場強越大 則同一試探電荷在p點受到的電場力越大d p點的場強方向就是放在該點的試探電荷所受電場力的方向 解析答案 對點檢測 1 2 3 4 解析場強是表示電場本身性質(zhì)的物理量 由電場本身決定 與是否有試探電荷以及試探電荷的電荷量均無關(guān) 選項a b錯誤 1 2 3 4 p點的場強方向為就是放在該點的正試探電荷所受電場力的方向 與放在該點的負試探電荷所受電場力的方向相反 故d錯誤 答案c 2 對電場強度的理解 如圖4所示 在一帶負電的導體a附近有一點b 如在b處放置一個q1 2 0 10 8c的電荷 測出其受到的靜電力f1大小為4 0 10 6n 方向如圖 則b處場強多大 如果換用一個q2 4 0 10 7c的電荷放在b點 其受力多大 此時b處場強多大 解析答案 1 2 3 4 圖4 1 2 3 4 答案200n c8 0 10 5n200n c 3 點電荷的電場電場強度的疊加 如圖5所示 m n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點 o點為半圓弧的圓心 mop 60 電荷量相等 符號相反的兩個點電荷分別置于m n兩點 這時o點電場強度的大小為e1 若將n點處的點電荷移到p點 則o點的場強大小變?yōu)閑2 e1與e2之比為 解