2019高中物理 第2章 电场与示波器 2.1 探究电场的力的性质学案 沪科版选修3-1.doc
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1、- 1 -2.12.1 探究电场的力的性质探究电场的力的性质学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电荷周围存在电场,知道场与实物是物质存在的两种形式2理解电场强度的概念和公式,能应用公式进行有关的计算(重点)3知道电场强度的叠加原理,能应用这一原理进行简单的计算(难点)4知道电场线的定义和特点,学会用电场线描述电场强度的大小和方向(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电场和电场强度1电场(1)电荷周围存在电场,电荷之间的相互作用力是通过电场发生的图 211(2)场与实物是物质存在的两种不同形式(3)静止的电荷产生的电场称为静电场2试探电荷与场源电荷(1)如图 212 所示,带电小球q
2、是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷或检验电荷图 212(2)被检验的电场是带电金属球Q所激发的,所以金属球Q所带电荷称为场源电荷或源电荷3电场强度(1)定义:电场中某点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量q的比值- 2 -(2)定义式:E .F q(3)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同(4)国际单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m)二、点电荷的电场、电场叠加原理1真空中点电荷的场强(1)大小:Ek.Q r2(2)方向:Q为正电荷时,在电场中的某点P,E的方向由Q指向P;Q是负电荷时,E的方向由P指向Q.2电场强度的叠加
3、原理许多点电荷在某点的合场强,等于各点电荷的电场在该点场强的矢量和,这叫作电场的叠加原理3匀强电场中金属导体的电荷分布(1)静电平衡:物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫作静电平衡(2)导体的内部场强:处在静电平衡下的导体,内部场强处处为零(3)在导体表面附近,电场线与表面的关系:互相垂直(4)电荷分布:处于静电平衡下的导体,电荷只分布在导体的外表面三、电场线、匀强电场1电场线(1)定义:电场线是在电场中画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都表示该点的电场强度方向(如图 213)图 213(2)几种常见电场的电场线正点电荷 负点电荷 等量正点电荷- 3 -等量异种点电荷 匀强电场图
4、2142匀强电场(1)定义:场强的大小和方向都相同的电场(2)匀强电场的电场线:间隔相等的平行直线基础自测1思考判断(正确的打“” ,错误的打“” )(1)电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在()(2)根据E ,由于q有正、负,故电场中某点的场强有两个方向()F q(3)据公式E 可计算场强大小,但场强由场本身决定,与F、q大小无关()F q(4)在E 中场强大小与q无关,同样在E中场强大小与Q也无关()F qkQ r2(5)公式E对于任何静电场都成立()kQ r2(6)场强的叠加满足平行四边形定则()(7)电场线可以描述电场的强弱,也能描述电场的方向()(8)电场线不是实际存在的线,而是为
5、了形象地描述电场而假想的线()(9)只要电场线是平行的直线,该电场一定是匀强电场()【提示】 (1) 电场看不见、摸不着,但电场是真实存在的(2) 电场中某点场强的方向是唯一的(4) 电场强度的大小与试探电荷无关,但与场源电荷有关(5) 公式Ek只适用于点电荷Q r2(9) 匀强电场的电场线必须是等间距的平行的直线2当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时,测得该点的电场强度为E,若在同一点放入电荷量为q2q的负试探电荷时,测得该点的电场强度( )【导学号:69682042】A大小为 2E,方向与E相同B大小为 2E,方向与E相反C大小为E,方向与E相同D大小为E,方向与E相反C C 该点的
6、电场强度是由电场本身决定的,与是否有试探电荷、电荷量的大小及试探电荷的正负都没有关系- 4 -3电场强度的定义式为E ,点电荷的场强公式为E,下列说法中正确的是( )F qkQ r2AE 中的场强E是电荷q产生的F qB由E 知,电场中某点的场强大小与F成正比,与q成反比F qCE中的场强E是电荷Q产生的kQ r2DE 和E都只对点电荷适用F qkQ r2C C E 是电场强度的定义式,采用比值法定义,适用于任何电场,其中的q是试探电荷F q的电量,故 A、B 错误;E是点电荷电场强度的计算式,Q是产生电场的场源电荷,故 C 正确,kQ r2D 错误4下列各图中,正确描绘两个等量正点电荷电场的
7、电场线分布的是( ) 【导学号:69682043】D D 电场线不相交,A、B 错误;电场线从正电荷出发,到负电荷终止,C 错误,D 正确故选 D.合 作 探 究攻 重 难电场强度的理解1电场强度的物理意义:反映电场的强弱和方向2电场强度的两个性质(1)唯一性:电场中某点的电场强度E是唯一的,是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关电场中不同的地方,电场强度一般是不同的(2)矢量性:电场强度描述了电场的方向,是矢量,其方向与在该点的正电荷所受电场力的- 5 -方向相同,与在该点的负电荷所受电场力的方向相反A为已知电场中的一个固
8、定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的电场强度为E,则( )A若在A点换上q,A点的电场强度将发生变化B若在A点换上电量为 2q的电荷,A点的电场强度将变为 2ECA点电场强度的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关D若A点移去电荷q,A点的电场强度变为零思路点拨:电场中某点电场强度的大小与检验电荷的电荷量无关电场强度的方向与检验电荷的正、负无关C C 电场强度E 是通过比值定义法得出的,其大小及方向与试探电荷无关,故放入任何F q电荷、不放电荷时,A点的电场强度的方向和大小均不变,故 A、B、D 均错误,C 正确故选 C.针对训练1由电场强度的定义式E 可知,在电场中的同一点
9、( )F qA电场强度E跟F成正比,跟q成反比B电场中某点的场强为零,则在该点的电荷受到的电场力可以不为零C无论试探电荷所带的电量如何变化, 始终不变F qD一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零C C 电场强度是由电场本身决定的,即由场源和电场中的位置决定,与试探电荷的电量大小和带电性无关,与试探电荷所受的电场力的大小和方向无关,不能说E跟F成正比,跟q成反比,A 错误在电场中同一点,场强不变,可知无论检验电荷的电量如何变化, 始终不变,F qC 正确由E 得电场力FqE,电场中某点的场强为零,则在该点的电荷受到的电场力一定为F q零,B 错误不带电的小球即使在电场中,
10、受到的电场力也为零,D 错误2电场中有一点P,下列说法正确的是( )【导学号:69682044】A若放在P点的电荷量减半,则P点的场强减半B若P点没有检验电荷,则P点场强为零CP点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大DP点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向C C 电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,所以在P点电荷量减半或无检验电荷,P点的场强不变,故 A、B 均错误据FEq知,P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大,故 C 正确据场强方向的规定,正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,所- 6 -以P点的场强方向为正电荷在该点的受力方向,与负电荷受力方向相反,故 D
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