物理学科学案
1处放置一个
q＝－10－6 N，方
处场强多大？
(1)点电荷
2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质电场强度专题练习 一、填空题 1．相距为a 的A 、B 两点分别放着等量异种电荷＋Q 、、Q ，在A 、B 连线中点处的电场强度___________N/C ,方向__________（指向A 或B 、 2．如图（a ）所示，在x 轴上有一个点电荷Q （图中未画出），A 、B 两点的坐标分别为0.2m 和0.5m 。放在A 、B 两点的检验电荷q 1、q 2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图（b ）所示。则A 点的电场强度大小为___N/C ，B 点的电场强度大小为____N/C ，点电荷Q 的位置坐标为x =__________m 。 3．A 、B 为可视为点电荷的两个带正电小球，固定在足够大的光滑绝缘水平面上，A 球质量m A =0.4kg ，带 电量Q A =3.2×l0-6C ；B 球质量m B =0.6kg ，带电量Q B =8×l0-4 C ，两球之间距离L =3m ，静电力恒量k =9×l09N·m 2/C 2。 则A 球在B 球处产生的电场强度大小为______N/C ，同时释放两球，释放瞬间A 球的加速度大小为_____m/s 2。 4．如图所示，两带电量为Q 的等量异种点电荷相距L ，在连线中点O 处有一半径为r 的金属球壳(r ＜2L )，球心在O 点，则感应电荷在球心O 点的产生的场强大小为_______，方向为________。 5．P 是点电荷Q 电场中的一点，P 到点电荷Q 的距离r =0.1 m 。将一个电量q =1.0×l0-10C 的点电荷放到P 点，受到的电场力F =9.0×10-5N ，己知静电力常量k =9.0×109N·m 2/C 2.则点电荷Q 在P 处的电场强度的大小为______N/C ，点电荷Q 的电荷量为_____C 。 6．如图所示，一个质量为m=0.02kg ，带电量为q =2×10?4C 的物体放在光滑水平面上，所在区域有一水平向右的匀强电场，场强E =500N/C 物体由静止开始向前做匀加速直线运动，重力加速度g =10m/s 2物体在电场中受的电场力为______ N ，物体运动的加速度为___m/s 2 ，物体运动位移24m 时，电场力做功为______ J . 7．如图所示，a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点．电场线与梯形所在的平面平行．ab//cd ，且ab 边长为cd 边长的一半，e 是cd 边的中点．已知a 点的电势3a V ?=、b 点的电势
第一章第一节 认识静电 【课后练习】 1.a,b,c,d 为四个带电小球,两球之间的作用分别为a 吸d,b 斥c,c 斥a,d 吸b,则( ) A.仅有两小球带同种电荷 B.仅有三个小球带同种电荷 C.c,d 小球带同种电荷 D.c,d 小球带异种电荷 2.绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a 的表面镀有铝膜,在a 的附近,有一个绝缘金属球b,开始a,b 都不带电,现在使a 带电,则( ) A.a,b 之间不发生相互作用 B.b 将吸引a,吸住后不放 C.b 立即把a 排斥开 D.b 先吸引a,接触后又把a 排斥开 3.如图所示，A 、B 是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A 带正电，B 不带电，则以下说法中正确的是（ ） A ．导体 B 带负电 B ．只要A 与B 不接触，B 的总电荷量总是为零 C ．导体B 左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等 D ．若A 不动，将B 沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关 4．有一质量较小的小球A ，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的橡胶棒B 靠近它时，看到他们先相互吸引，接触后又相互排斥，则以下判断正确的是（ ） A ．接触前，A 、 B 一定带异种电荷 B ．接触前，A 、B 可能带异种电荷 C ．接触前，A 球一定不带任何静电荷 D ．接触前，A 球一定带负电荷 5．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（ ） A ．元电荷就是电子 B ．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量 C ．正、负电荷最早由美国科学学家富兰克林命名 D ．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 E.元电荷电荷量的大小最早由美国物理学家密立根测得 6.有三个完全相同的绝缘金属小球，A 球带电量为+Q ，B 、C 球均不带电，让A 球与B 球轻轻接触一下分开，然后让B 球再与C 球也轻轻接触一下，则A 、B 、C 三球最终的带电情况是（ ） 4Q 4Q 4Q .D 4Q 4Q 2Q .C 2Q 4Q 4Q .B 4Q 2Q 4Q .A ++++++++++++ ，，，，，，，， 【拓展练习】 1.用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a ，然后用手指瞬间接触一下金属杆b 后拿开橡胶棒，这时验电器小球a 和金箔b 的带电情况是（ ） A ．a 带正电，b 带负电 B ．a 带负电，b 带正电 C ．a 、b 均带正电 D ．a 、b 均不带电
一. 教学内容： 第三节 电场强度 二. 知识要点 知道电场的意义，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。理解电场强度的概念及其定义式。能推导点电荷场强的计算式，并能进行有关的计算。知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算。 三. 重点、难点解析 1. 电场和电场的基本性质 静止电荷产生的电场，称为静电场。对于静电场，应明确以下两点： （1）电荷的周围存在着电场，静止电荷周围存在着静电场。 （2）电场的基本性质是：对方入其中的电荷有力的作用，（不管是静止的还是运动的） 电场具有能量。 2. 电场强度 放入电场中的电荷所受电场力跟所带电量的比值叫做这点的电场强度。简称为场强，用E 表示电场强度。 即E=q F 电场强度是矢量，规定场强的方向是正电荷受力的方向。那么，负电荷受力的方向跟场强方向相反。场强的单位是N ／C 。 场强的定义式 说明：（1）在电场中的同一点，F/q 是不变的，在电场中的不同点，F/q 往往不同；即F/q 完全由电场本身性质决定，与放不放电荷，放入电荷的电性、电量多少均无关系，正因F/q 有上述特点，才将其定义为描述电场性质的物理量一电场强度。这是物理学上定义物理量的常用方法之一。 （2）E=q F 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量的带电体所受的电场力大小，即场强E 是反映电场力的性质的物理量。 3. 电场力 （1）由电场强度的定义式E=q F ，可导出电场力F=qE 。 电场中每一点的电场强度的大小和方向都惟一地确定了。若知道某点的电场强度的大小和方向，就可求出电荷在该点受的电场力的大小和方向。 （2）电场力是由力的性质命名的，与重力、弹力、摩擦力一样，遵循力学的一切规律。 （3）电场力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。 4. 点电荷电场的场强 场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们相互间的库仑力F=2r Qq k =q 2r Q k ，
第三章机械零件的疲劳强度设计 一、选择题 3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。 （1）539 （2）135 （3）175 （4）417 3－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。 （1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.83 3－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。 （1）a）和b）（2）c）和a）（3）b）和c） （4）b）和a）（5）a）和c）（6）c）和b） 3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。 （1）增高（2）不变（3）降低 3－5 零件的形状、尺寸、结果相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度____________。 （1）较高（2）较低（3）相同 3－6 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度____________。 （1）增高（2）降低（3）不变（4）增高或降低视处理方法而定 3－7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关。 （1）零件的应力集中、加工方法、过载 （2）零件的应力循环特性、应力集中、加载状态 （3）零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中 （4）零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。 3－8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3、尺寸系数εσ＝0.9、表面状态系数βσ＝0.8。则疲劳强度综合影响系数KσD为____________。 （1）0.87 （2）0.68 （3）1.16 （4）1.8 3－9 已知零件的极限应力σr=200MPa，许用安全系数[S]=2，影响零件疲劳强度的系数为Kσ=1.2，εσ＝0.83，βσ＝0.90。则许用应力为[σr]___________MPa。 （1）160.6 （2）106.7 （3）62.25 （4）110.7 3－10 绘制设计零件的σm－σa极限应力简图时，所必须的已知数据是___________。 （1）σ－1，σ0，σs,Kσ（2）σ－1，σ0，σs, KσD （3）σ－1，σs, ψσ，Kσ（4）σ－1，σ0，ψσ, KσD 3－11 在图示设计零件的σm－σa极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ＝45o，则该零件受的是___________。
电场力的性质---电场的叠加 一、夯实基础 1、把质量为M的正点电荷放在电场中无初速释放，不计重力，则以下说法正确的是：（） A、点电荷的运动轨迹一定和电场线重合 B、点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致 C、点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合 D、点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动 2、关于电场，下列说法中正确的是：（） A、E=，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍 B、E=k中，E与Q成正比，而与r2成反比 C、在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各处的场强均相同 D、电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 3、下列关于电场强度的两个表达式E=F/q和E=KQ/r2的叙述，正确的是：（） A、E=F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量。 B、E=F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量， 它适用于任何电场 C、F=KQ/r2是点电荷场强的计算公式，Q是产生电场的电荷电量，它不适用于匀强电场 D、从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=K，式中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1 处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 4、以下的说法正确的有：( ) A．没有画电场线的地方一定没有电场线存在 B．正电荷只在电场力的作用下运动时一定沿着电场线的方向运动 C．正点电荷在电场中运动时加速度的方向必定和通过该点电场线的切线方向一致 D．静止的点电荷在电场中受到电场力作用运动时，轨迹可能与电场线重合 答案与解析 1、C 解析：本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件。仅当电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一直线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A错。 点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错。 由牛顿第二定律知加速度方向与合外力方向一致，而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合，C对。 点电荷受电场力作用，由于电场不一定是匀强电场，其合力不一定为恒力，故不一定做抛物线运动，D错.故选C。 2、B解析：E=为场强的定义式，此式中E只是在数值上等于检验电荷q所受电场力与本身电量的
教学过程 一、复习预习 （一）复习部分 1库仑定律 真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即： 221r q q k F = 其中k 为静电力常量 229/100.9c Nm k ?= （1）成立条件 ①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r ）。 （2）同一条直线上的三个点电荷的计算问题 （3）与力学综合的问题。 （二）预习部分 1、了解电场强度(E)——描述电场力特性的物理量。（矢量） 2、知道电场的矢量叠加：当存在几个场源时，某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强 3、的矢量知道电场线并且知道法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。 二、知识讲解
课程引入： 任何力的作用都离不开物质，脚踢球，脚对球的力直接作用在球上；狗拉雪橇，狗对雪橇的拉力 是通过绳子作用的；地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质；两电荷间相互作用时 不直接接触，它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的，这就是电场。 考点/易错点1 电场 启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用． （1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场. 特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加. 物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量. （2）基本性质：主要表现在以下几方面 ①放入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在
第3节电场电场强度 合格考训练 25分钟·满分60分 一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分) 1．(2020·某某市新洲一中6月线上联考)关于电场下列说法正确的是( D ) A．“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则e＝1.60×10－19C，质子和电子都是元电荷 B．电场是库仑首先提出来的，电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用 C．由电场强度的定义式：E＝F q可知 E与F成正比，与q成反比 D．点电荷是一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，和质点一样是一种理想化模型解析：“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则e＝1.60×10－19C，但元电荷不是电荷，没有正负之分，则质子和电子不是元电荷，只是两者的电荷量等于元电荷，故A错误；电场 是法拉第首先提出来的，故B错误；电场强度的定义式E＝F q是比值定义法定义的，但 E与F、q无关，电场强度由场源决定，与试探电荷无关，故C错误；点电荷是一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，和质点一样，是一种理想化模型，故D正确。 2．(2019·某某交通大学附属中学高二物理上学期期中)以下关于电场和电场线的说法中正确的是( C ) A．电场线是客观存在的，既可以相交，也可以相切 B．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域场强为零 C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D．电场线用以表示电场的强弱和方向，是客观存在的 解析：电场是客观存在的，电场线是人们为了形象的描述电场而引入的假想曲线，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在，电场线不相交、不相切，故AD项错误；电场线只是大体形象描述电场，不画的区域场强不一定为零，故B项错误；电场线越密集，电场越强，
第九章 静电场及其应用 微专题1 电场力的性质 一、单选题： 1.如图所示，两个电荷量均为＋q 的小球用长为l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径r ?l ，k 表示静电力常量，则轻绳的张力大小为( ) A ．0 B.kq 2l 2 C.2kq 2l 2 D.kq l 2 2.一带负电荷的质点，只在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( ) 3.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( ) A.P 和Q 都带正电荷 B.P 和Q 都带负电荷 C.P 带正电荷，Q 带负电荷 D.P 带负电荷，Q 带正电荷 4.如图所示，a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q 和－Q ，c 是线段ab 的中点，d
是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为F d、F c、F e，则下列说法中正确的是( ) A．F d、F c、F e的方向都是水平向右 B．F d、F c的方向水平向右，F e的方向竖直向上 C．F d、F e的方向水平向右，F c＝0 D．F d、F c、F e的大小都相等 5.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则( ) A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增大 C．a的加速度将减小，b的加速度将增大 D．两个粒子的动能，一个增大一个减小 6.如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OA为2l，O点到B点的距离为l，平衡时A、B两带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k.则( )
第三节电场强度 1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，场与实物是物质存在的两种不同形式． 2．体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义、公式、单位、方向． 3．能推导点电荷场强公式，知道叠加原理，并进行简单计算． 4．知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场，并熟记几种常见电场的电场线分布． 一、电场 1．电场：电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，是传递电荷间相互作用的． 2．静电场：静止电荷周围的电场称为静电场． 3．性质：电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，无论电荷静止或运动． [想一想] 1.电场是理想化物理模型，对吗？ 提示：不对，电场是物质，是客观存在的. 二、电场强度
1．试探电荷(检验电荷)：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷；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．电场强度 (1)概念：放入电场中某点的点电荷所受静电力与它的电荷量的比值，简称场强． (2)物理意义：表示电场的强弱． (3)定义式及单位：E ＝F q ，单位牛(顿)每库(仑)，符号N/C. (4)方向：电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同． 三、点电荷的电场、电场强度的叠加 1．真空中点电荷周围的场强 (1)大小：E ＝k Q r 2. (2)方向：Q 为正电荷时，E 的方向由点电荷指向无穷远； Q 为负电荷时，E 的方向由无穷远指向点电荷． 2．电场强度的叠加：如果场源电荷不止是一个点电荷，则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矢量和， 遵循平行四边形定则． [判一判] 2.(1)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同．( ) (2)E ＝k Q r 2适用于真空中的点电荷．( ) 提示：(1)× (2)√ 四、电场线 匀强电场 1．电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，是为了形象描述电场而假想的线． 2．几种特殊的电场线 熟记五种特殊电场电场线分布，如图所示．
第三章形响疲劳强度的因素 M料的5?N曲找和報時W限.WffeKMK准）t消试柑W披埒性能- 而实际母件的尺寸、形状利衣Si倘况是各天各样的.勺标准试桦有鞭大雄别. 砂响机械歩件楝劳强哎的WS存la*,只屮七SW猱参丸下衣. ￡Tr*rF工作温度、工作坏境 ?.待*评应力状态、循环特征、《?效蛊、裁衙交变频率 ?丹■几河彤秋尺寸效应.統口效应 xn-AvruA.袤面光洁度.袤面防AtSb表面强化 材料本■化学成分，金《ffl织，秆《方向.内部缺陷 3J应力集中的影响 在机W琴件中-曲于结构上的《^求-不叩e兔地％花槽河.轴肩.孔.拐你 W口等不连续部分致枝栈面尿默发生灾变，由F零件戒构件几何彤状的不违续而 -JlfeJltXM力大得毛的WffW力的現象称为’?瞰力集＞ 应力集中对銭芳《腹的影响兀.并H足各种影响W*中 忌上耍作出的W洽?它大大酵低了寧ft的披劳《度。 应力集中降低銭劳僅找的作用町以用载劳缺□集数耒杭征.
任静败荷低Wh-构件耳》应力《丈的严《卅?町以由-理论刈力集中系 ft- ￡表示，儿可被宣头为険口根誌的ft%应力与切面上的名义应力之比（或最 大fi 变号名义应变之比）即 <5 乂宾力?叩平坤麻R *宁电W?0mi ■“ C2b*2r) 5 A ?净 W 板 tf 2 ? F/2b d ?应力集中对破劳强度的影*9町以用?境劳》1」系ttKe 仪力t F 光淸试件的披劳强12 F ■缺口试件的疲劳强度 織把5SU 牛半均应力和长/fft <100 hftfjiQfte 为址本的披勞缺口系?? HJlQ 衣 ?股悄况N 缺H 韓救超大于1的. -"底劳蛊度"均指金对称《环卞人试样的疲劳强 （1）理论应力集中系数 w O ￡ Kj ■ ---- J 第九章静电场及其应用 电场电场强度 教学设计 一、知识与技能 1. 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的； 2. 知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向。 二、过程与方法 1.体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向； 2.知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单的计算。 三、情感态度与价值观 1.通过探究实验，培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力。 2.培养学生应用数学方法解决物理问题的科学思维方法，培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力。 1、理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性。（重点） 2、理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场。（重点） 3、会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。（难点） 4、知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算。（难点） 课件 一、导入新课： 【教师引导】上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？ 电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。 二、讲授新课： 1、电场 【教师引入课程】通过起电机使人体带电，人的头发会竖直散开。 为什么会出现这样的现象？你会解释产生这一现象的原因吗？ 【教师引导】任何带电体周围产生的一种特殊物质。电场看不见，又摸不着，怎样去认识它、研究它？ 【动手实验】利用手中的塑料笔使其摩擦带电，并让其靠近悬挂的铜丝。 现象：塑料笔吸引铜丝，铜丝偏角可达到60度。 【教师补充】电场的产生：电荷在其周围产生电场，电场是电荷周围存在的一种特殊物质。基本性质：电场对放入其中的电荷产生力的作用。 【教师补充引导】如图，电荷A对电荷B的作用力，就是电荷A的电场对电场B的作用；电荷B对电荷A的作用力，就是电荷B的电场对电荷A的作用。 【小结】电荷间的相互作用：电荷之间是通过电场发生相互作用的。 2、电场强度 【教师引导】电场是在与电荷的相互作用中表现出自己的特性的。因此，在研究电场的性质时，应该将电荷放入电场中，从电荷所受的静电力入手。 【教师补充】试探电荷是为了研究源电荷电场的性质而引入的，它的引入不改变源电荷的电场。 【教师提问】为什么试探电荷的电荷量要充分的小？ 课后巩固提升 巩固基础 1．下列说法中正确的是() A．电场强度反映了电场力的性质，因此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比 B．电场中某点的场强等于F q，但与试探电荷的受力大小及电荷 量无关 C．电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向 D．公式E＝F q和E＝k Q r2对于任何静电场都是适用的 解析电场中某点的电场强度是唯一确定的，与场源电荷有关， 与试探电荷无关．E＝k Q r2 ，只适用于真空中点电荷形成的电场的电场强度的计算，故B选项正确． 答案 B 2．关于电场线的特征，下列说法中正确的是() A．如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同 B．如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同 C．如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交 D．电场中任意两条电场线都不相交 解析 如果电场线是曲线，那么这条曲线上各点的切线方向表示在该点的场强方向，故曲线上各点的场强方向不同，A 选项正确；在电场中任何一点的场强是唯一确定的，两条电场线如相交，则交点有两个切线方向，该点场强就不再唯一，故D 选项正确． 答案 AD 3．下面是对点电荷电场强度公式E ＝k Q r 2的几种不同理解，其中正确的是( ) A ．当r →0时 E →∞ B ．当r →∞时 E →0 C ．某点场强大小与距离r 成反比 D ．以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强相同 解析 当r →0时就不能视为点电荷，E ＝k Q r 2不再适用，故A 选项错误；点电荷形成的电场中，某点的场强大小与距离r 的平方成反比．当r →∞.E →0，故B 选项正确，C 选项错误；电场强度是矢量，有大小，有方向，故以点电荷为中心，r 为半径的球面上各点场强大小相等，但方向不同，故D 选项错误． 答案 B 4．正电荷q 在电场力作用下由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是图中的哪一个( ) 第三章机械零件的疲劳强度设计 三、设计计算题 3－47 如图所示某旋转轴受径向载荷F=12kN作用，已知跨距L=1.6m，直径d=55mm，轴的角速度为ω，求中间截面上A点的应力随时间变化的表达式，并求A点的σmax、σmin、σa和σm。 3－48 一内燃机中的活塞连杆，当气缸发火时，此连杆受压应力σmax=－150MPa，当气缸进气开始时，连杆承受拉应力σmin=50MPa，试求：（1）该连杆的平均应力σm、应力幅σa 和应力比r；（2）绘出连杆的应力随时间而变化的简图。 3－49 一转动轴如图所示，轴上受有轴向力F a=1800N，径向力F r=5400N，支点间的距离L=320mm，轴是等截面的，直径d=45mm。试求该轴危险截面上的循环变应力的σmax、σmin、σm、σa和r。 题3－49图题3－50图 3－50 某一转轴的局部结构如图所示，轴的材料为Q235普通碳钢，精车制成。若已知直径D=120mm，d=110mm，圆角半径r=5mm，材料的力学性能为：σb=450MPa，σs=220MPa，试求截面变化处的疲劳强度综合影响系数KσD和KτD。 3－51 由脆性材料制成的受弯平板的平面尺寸如图所示，板厚30mm。A、B两处各有一个直径5mm的穿透小孔，弯矩M=20kN·m。试分别计算Ⅰ、Ⅱ两截面上的最大应力值。疲劳缺口系数查题3－53附图。 3－52 一转轴的各段尺寸及其受载情况如图所示。所有圆角半径均为r=3mm。试分别计算Ⅰ—Ⅰ至Ⅶ—Ⅶ各截面上的最大弯曲应力的名义值和实际值。疲劳缺口系数查题3－53附图。 题3－51图题3－52图 3－53 用高强度碳钢制成的构件 的平面尺寸如图所示，厚8mm，受拉力 F=50kN。该构件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ截面上分别 有φ15mm的圆孔、R7.5mm的半圆缺口 和R7.5mm的圆角。试分别计算这三个截 面上的最大应力。 题3－53附图 附注：这三种结构的疲劳缺口系数值可从上图曲线中查得。 3－54 题3－53中如载荷F在25～85kN之间做周期性的变化，材料改为20CrMnTi，其力学性能为σs=835MPa，σ-1=345MPa，σ0=615MPa。危险截面上的疲劳缺口系数Kσ=1.45，尺寸系数εσ＝0.75，表面状态系数βσ＝0.9，按无限寿命考虑。试画出σm－σa极限应力图，并用图解法和解析法确定安全系数Sσ。 3－55 用题3－54的条件画出σm－σmax和σmin极限应力图，并用图解法和解析法确定安全系数。可参阅[5]。 3－56 按题3－54的条件，除载荷F变为在－32～64kN之间作周期性变化外，其余条件不变。试画出σmin－σmax极限应力简图，并用图解法和解析法确定安全系数。可参阅[5]。 3－57 一阶梯轴轴肩处的尺寸为D=60mm，d=50mm，r=4mm，如材料的力学性能为：σb=650MPa，σs=360MPa，σ-1=200MPa，σ0=320MPa。试绘制此零件的简化极限应力线图。 3－58 如上题中危险截面处的平均应力σm=30MPa，应力幅σa=45MPa，试分别按（1）r=c；（2）σm=c求出该截面上的计算安全系数Sσ。 3－59 一转轴的危险截面上作用有周期性波动的载荷：弯矩M=100~200N·m，转矩T=0~100N·m。轴的材料为45钢，力学性能：σs=400MPa，σ-1=270MPa，σ0=480MPa，τs=216MPa，τ-1=156MPa，τ0=300MPa。若截面直径d=25mm，疲劳缺口系数Kσ=1.78，Kτ=1.45，尺寸系数εσ=0.9，ετ=0.93，表面状态系数βσ=0.91，βτ=0.95。试确定安全系数S。计算时可 第3节电场电场强度 核心 素养 物理观念科学思维科学探究 1.知道电场是客观存在 的一种特殊物质。 2.掌握电场强度的概 念、公式、矢量性及方 向的规定。 3.知道电场线，熟记几 种常见电场的电场线。 1.领悟比值定义法定义物理量 的特点。 2.能根据库仑定律和电场强度 的定义式推导点电荷场强的计 算式，并能进行有关的计算。 3.在进行场强叠加等计算时培 养综合分析能力和知识的迁移 能力。 通过实验探究 和定量分析， 了解电场强 度，体会用物 理量之比定义 新物理量的方 法。 知识点一电场 [观图助学] (1)如图甲所示，F1和F2为电荷q1和q2间的相互作用的库仑力，那么F1和F2各是怎样产生的？ (2)弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的。而两个带电体没有接触，就可以发生静电力的作用。如图乙所示，带电橡胶棒与水流没有接触，就可以发生静电力的作用。那么，它们之间的相互作用是通过什么发生的？ 甲乙 1.电场 电荷的周围存在着由它产生的电场。电荷之间的相互作用是通过电场产生的。2.电场的基本性质 电场对放入其中的电荷有力的作用。 由静止的电荷产生的电场，叫作静电场。 [思考判断] (1)电场看不见，摸不着，因此电场实际不存在。(×) (2)电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在。(√) (3)电荷间的相互作用是通过电场发生的。(√) 知识点二电场强度 [观图助学] 观察上图，连接小球的细绳与竖直方向的夹角不同，离电荷Q越远，夹角越小，这说明了什么问题？猜想：电场的强弱与哪些因素有关呢？ 1.试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：如上图所示，带电小球q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。 (2)场源电荷：被检验的电场是电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，或源电荷。 2.电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫作该点的电场强度。 (2)定义式：E＝F q。 (3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。1 N/C＝1 V/m。 (4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 新人教版高中物理选修3－1第一章第三节《电场 强度》精品教案 教学目的： 1、知道电荷相互作用是通过电场发生的； 2、理解电场强度和电场线的概念。 3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度； 4、知道几种典型电场的电场线分布。 5、以电场线描述电场为例，渗透用场线描述矢量场的方法。 过程与方法： 通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 情感态度与价值观： 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。 重点：电场强度的概念及其定义式 难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算 能力目标： 1、能运用已学过的知识来帮助理解，理解电荷作用靠电场传递。 2、通过实验及对实验结果的观察、分析，得出对有关现象的本质认识 教学方法： 1、复习导入新课，提出新课题； 2、设问激疑，通过引导，充分调动学生积极思考，体现学生主体地位； 3、类比释疑，由已知的相类似知识，通过类比、分析，使得抽象概念能够较顺利地建立； 4、实验分析，定性与定量相互结合，使具体现象直观表达抽象概念，并充分运用多媒体辅助，动画模拟扩大实验成效。 教具： 幻灯片，计算机，铜丝，塑料笔。 【教学过程】 一、复习提问： 师：上一节，我们认识了电现象中的电荷，包括点电荷，元电荷及电荷之间存在的相互作用。什么是点电荷？电荷相互作用有什么规律？哪位同学来帮我们回顾一下？ 电荷之间有相互作用，我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。电荷之间的作用力是怎样发生的呢？今天我们就来研究这个问题。 二、新课学习： 踢足球时，脚要直接接触球（看图片）， 实验演示：两个带电小球靠近，生答：带电小球受到原电荷的作用力。 电场强度教案 一教材分析 电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。本节内容表明电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性，我们通过研究试探电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量─ 二教学目标 （一）、知识与技能 1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。 2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊形态。 3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。 4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。 5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。 （二）、过程与方法 1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。 2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。 （三）、情感态度与价值观 1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。 2．学习科学家严谨科学的态度。 三教学重难点 （一）教学重点 1．探究描述电场强弱的物理量。 2．理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。 （二）教学难点 探究描述电场强弱的物理量。 四学情分析 本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困 难，教师应进行适当启发引导 五课前准备 学生准备展示预习情况，老师准备幻灯片，计算机，铜丝，塑料笔 六教学方法 以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线 展开，具体操作思路是：1．学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。3．通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。 七课时安排：2课时 八教学过程 （一）、复习提问、新课导入（5分钟） 第一章 静电场 3电场强度 A 级 抓基础 1．在电场中的某点A 放一个检验电荷，其电荷量为q ，受到的电场力为F ，则A 点的电场强度为E ＝F q ，下列说法正确的是( ) A ．若移去检验电荷，则A 点的电场强度为0 B ．若检验电荷的电荷量变为4q ，则A 点的电场强度变为4E C ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小方向均不变 D ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小不变，但方向相反 答案：C 2．(多选)下列关于电场强度E 的说法正确的是( ) A ．公式E ＝F q 只适用于点电荷产生的电场 B ．公式E ＝F q ，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电荷量 C ．公式E ＝F q ，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量 D ．在库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2中，k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度的大小，而k q 1r 2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度的大小 答案：BD 3.在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图可知( ) A ．a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上 B ．四点电场强度关系是E c >E a >E b >E d C ．四点电场强度方向可能不相同 D ．以上答案都不对 答案：B 4.在一个等边三角形ABC 顶点B 和C 处各放一个电荷量相同的点电荷时，测得A 处的电场强度大小为E ，方向与BC 边平行沿B 指向C ，如图所示．拿走C 处的点电荷后，A 处电 兰州市高中物理人教版选修3-1第一章第3节电场强度同步练习 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共20题；共46分) 1. （2分）(2017·崇明模拟) 下列各物理量的定义式正确的是（） A . 电流强度I= B . 加速度a= C . 电场强度E= D . 电势φ= 2. （2分） (2018高二下·云南期末) 如图所示，为某一电场中的一条电场线，a、b为线上的两点，则下列判断正确的是（） A . 这是一个匀强电场 B . a点场强一定比b点场强大 C . a点场强一定比b点场强小 D . 负电荷在两处所受静电力的方向一定相同 3. （2分） M、N、P三点共线且为电场中同一电场线上的三点，P为MN的中点，M、N两点处电势分别为 20V、 12V。下列说法正确的是（） A . 场强方向是N指向M B . 一正电荷在P点时受到的电场力大于在M点时受到的电场力 C . 该电场在P点处的电势一定为16V D . 一负电荷在P点时具有的电势能大于在M点时具有的电势能。 4. （2分） (2018高二上·阜新月考) 如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电量为－q外，其余各点处的电量均为＋q，则圆心O处（） A . 场强大小为，方向沿AO方向 B . 场强大小为，方向沿OA方向 C . 场强大小为，方向沿AO方向 D . 场强大小为，方向沿OA方向 5. （3分） (2018高二上·贺州月考) 如图所示，关于a、b两点的电场强度的大小及方向，下列表述正确的是（） A . > B . a、b 场强方向不同 C . < 第三节电场强度 【学习目标】 一、知识与技能： 1、知道电荷相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质。 2、理解电场强度的概念，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向如何规定。 3、能推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。 4、掌握电场叠加及叠加方法。 二、过程与方法： 1、通过双学双导教学，实现自学—互学—引导—导练的知识学习过程，突破学习重难点。 2、通过分析电场中的不同点，找到电场力F与电荷量q的关系，理解电场强度的概念。 三、情感态度价值观 1、主动培养将所学知识应用于实践的能力，主动探究实现知识的迁移。 2、通过规律探究培养透过物理现象看事物本质的思维习惯。 【学习重点】理解电场强度的概念。 【学习难点】电场强度概念的提出。 【学习过程】 一、生生互学 （一）、知识复习：请回忆同种、异种电荷间分别是吸引还是排斥力？真空中两个点电荷之间的库仑力如何计算？其中各个物理量的含义是什么？ （二）、电场 我们知道，弹力、摩擦力的产生条件之一是两物体必须相互接触，但两个点电荷之间没有接触，库仑力是如何发生的？历史上曾有两种解释观点，和。后来的理论、实验证实“场”的观点是正确的。 1、电场的概念：。 什么是静电场：。 2、物质有两种存在形式，一种是，另一种是。 电看不见摸不着，但它客观实际存在的，它具有、、。3、电场的基本性质：。（三）、电场强度 1、如何研究看不见摸不着的电场？ ①什么是场源电荷： 。 ②什么是试探电荷（检验电荷）： 。 ③对试探电荷有什么要求： 。 2、我们如何描述电场强弱？能不能用电场力的大小来直接描述电场的强弱？请设计一个实验或者过程给予证明。 答：①如果认为“能”，请证明你的观点： ②如果认为“不能”，请给出你的理由，那么应该用什么 样的物理量描述电场？ 抛砖引玉:将源电荷视为点电荷，带电量为Q 、2Q 的源 电荷在空间中产生电场。设A 、B 处到源电荷Q 的距离 分别为r 、2r 。设电量为 、 的试探电荷分别放入 A 、 B 两点。请计算完成下表，思考能否用电场力大小 描述电场强弱？如果不行，应该找一个什么样的物理 量？ 源电荷Q 源电荷2Q A 点（r ） B 点（2r ） 结论1： 结论2： 你认为结论2是否可以推广到任意形状的带电体形成的场呢？ 3、电场强度： （1）定义： 。 （2）公式： 。 （3）场强的方向： 。 源 电 荷 试 探 电 荷 电 场 力 位 置人教版(2019)高中物理必修第三册教案：第九章 第三节 电场 电场强度
1-3第三节 电场强度
第三章疲劳强度计算练习题dayin
第3节 电场 电场强度
新人教版高中物理选修3-1第一章第三节《电场强度》精品教案
(人教版)物理选修【3-1】：《电场强度》教案
2017-2018学年高中物理选修3-1(人教版)练习：第一章+第3节+电场强度
兰州市高中物理人教版选修3-1第一章第3节电场强度同步练习
三节电场强度
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