4(1.3电场强度)(第2课时)(PXH)2020
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1.3、电场强度一、教学目标1、知识与技能(1)知道电荷间的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形态.(2)理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.(3)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,并能用此公式进行有关的计算.(4)知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算.2、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。
3、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二、教学重难点1、电场强度的概念及其定义式。
2、电场的叠加原理。
3、电场线及其特点。
三、教学难点电场线及几种特殊电场的电场线特点。
四、教学与教法1、用演示复习法引入,注意对比.2、认真观察现象,理解各步的目的.3、掌握解题的思维和方法,而不要一味的强调公式的记忆。
五、教学器具:多媒体六、课时安排:2课时教学过程(第一课时)一、新课引入问题引入:电荷间的相互作用力是怎样产生的?二、进行新课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.利用课本图14-5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 引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.② 电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③ 当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量.可见,电场具有力和能的特征提出问题:同一电荷q 在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同,这是什么因素造成的?引出电场强度的概念:因为电场具有方向性以及各点强弱不同,所以靠成同一电荷q 在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同,我们用电场强度来表示电场的强弱和方向.2、电场强度(E ):由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。
第三节电场强度课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.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的形态.2.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.3.知道场强的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算.4.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、方向.【知识储备】1.库仑定律内容及表达式2.矢量叠加法则——平行四边形定则【自主预习】1.英国物理学家、化学家首先提出场的概念.他指出:电荷的周围存在,带电体间的相互作用是通过它们各自产生的传递的.电场是一种特殊形态的,电场最基本的特征是,这也是检验空间是否存在电场的依据之一.2.为研究电场而放进电场的电荷称为;产生电场的电荷称为.3.电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量.电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的.电场强度的大小表示电场的,电场强度的方向就是电场的,且物理学中规定:电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的电场力的方向.电场强度的单位是或.4.E=F/q是电场强度的,适用于电场;仅适用于真空中点电荷的电场.5.如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相,形成合电场.这时某点的场强等于各个点电荷存在时在该点产生的场强的.6.如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的方向都跟该点的方向一致,这样的曲线就叫做电场线.电场线起始于电荷,终止于电荷;电场线不也不;任意两条电场线不;电场线密集的地方电场,电场线稀疏的地方电场.7.在电场的某一区域内,如果各点的场强都相同,这个区域的电场就叫做匀强电场.匀强电场中的电场线是分布的直线.【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】 1.电场2.电场强度3.点电荷电场 电场强度的叠加4.电场线5.匀强电场【典例剖析】【例1】在点电荷Q 的电场中的p 点,放一点电荷,其电量为+q .设p 点距Q 为r ,+q 受电场力为F ,则p 点的电场强度为( ) A .F/Q B .F/q C .kq/r 2D .kQ/r2【例2】场源电荷C Q 4102-⨯=的正点电荷;检验电荷C q 5102-⨯-=,它们相距m r 2=而静止,且都在真空中,如图所示.求: (1) q 受的电场力; (2) q 所在的B 点的场强;(3) 只将q 换为C q 5,104-⨯=的正点电荷,求,q 受力及B 点的场强; (4) 将检验电荷拿去后B 点场强. Q q【例3】如图所示,相距为2d 的A 和B两点上固定着等量异种的两个点电荷,电荷量分别为+Q 和-Q .在AB 连线的中垂线上取一点P ,垂足为O ,∠PAO=α,求:(1)P 点的场强的大小和方向;(2) α为何值时,场强最大?拓展:能不能归纳出在通过OP 的直线上各点的电场强度的方向? 【例4】画出点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷、匀强电场的电场线小组讨论: (1)仔细观察课本图1.3-6和1.3-7,指出哪些电场中的电场线都是直线?哪些电场中的电场线有直线?(2)在什么条件下电荷的运动轨迹和电场线是重合的?【例5】下列关于电场线的说法中,不正确的是( )A .电场线是电场中实际存在的线B .在复杂电场中的电场线是可以相交的C .沿电场线方向,场强必定越来越小D .电场线越密的地方.同一试探电荷所受的电场力越大【例6】 如图,考察电场中的A 、B 、C 三个点的电场强度.先画出单位正电荷在这三个点所受的力的方向;然后从大到小,排列力的大小.拓展:根据两等量正点电荷的电场线分布图,试判断两等量正点电荷的连线的垂直平分线上的电场强度的方向如何?【达标检测】1.下列说法中,正确的是( ) A .由公式q FE =知,电场中某点的场强大小与放在该点的电荷所受电场力的大小成正比,与电荷的电荷量成反比B .由公式qFE =知,电场中某点场强方向,就是置于该点的电荷所受电场力的方向 C .在公式qFE =中,F 是电荷q 所受的电场力,E 是电荷q 产生的电场的场强 D .由F=qE 可知,电荷q 所受电场力的大小,与电荷的电荷量成正比,与电荷所在处的场强大小成正比2.下列关于点电荷的场强公式2r QkE =的几种不同的理解,不正确的是( )A .在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成正比,与r 2成反比 B .当r →0时,E →∞;当r →∞时,E →0C .点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷QD .以点电荷Q 为中心,r 为半径的球面上各处的场强相等3.电场中a 、b 、c 三点的电场强度分别为N/C 1N/C 4N/C 5c b a -==-=E ,E ,E ,那么这三点的电场强度由强到弱的顺序是( ) A .a 、b 、cB .b 、c 、aC .c 、a 、bD .a 、c 、b4.在电场中某点放人电荷量为q 的正电荷时,测得该点的场强为E ,若在同一点放入电荷量q ′=-2q 的负电荷时,测得场强为E ′,则有( ) A .E ′=E ,方向与E 相反B .E ′=2E ,方向与E 相同C .E 21E =',方向与E 相同D .E ′=E ,方向与E 相同5.真空中两个相距r 的异种点电荷电荷量的数值均为q ,两点电荷连线中点处场强为 A .0B .2r2kqC .2r4kqD .2r8kq6.在真空中有一匀强电场,电场中有一质量m=0.01g ,带电荷量q=-2×10-8C 的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,g=10m /s 2,则( ) A .场强的方向一定沿水平方向 B .场强的方向一定竖直向下 C .场强的方向一定竖直向上D .场强的大小一定为E=5×103N /C7. 如图所示的各电场中,A 、B 两点场强相同的是()8.在如图所示的电场中的P点放置一正电荷,使其从静止开始运动,其中加速度逐渐增大的是图中的()9.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条电场线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两点的场强,则( )A.A、B两点的场强方向相同B.因为电场线从A指向B,所以E A>E BC.A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以E A=E BD.不知A、B附近的电场线分布状况,E A、E B的大小关系不能确定课后篇(学会应用与拓展——不练不通)1.如图甲所示,AB是一点电荷电场中的电场线,图乙是放在电场线上a、b处的检验电荷所受电场力大小与所带电荷量大小间的函数关系图象,由此可判定( )A.如果场源是正电荷,位置在A侧B.如果场源是正电荷,位置在B侧C.如果场源是负电荷,位置在A侧D.如果场源是负电荷,位置在B侧2.把质量为m的正点电荷q从电场中某点静止释放,不计重力,下列说法正确的是( ) A.该电荷一定由电场线疏处向电场线密处运动B.点电荷的运动轨迹必定与电场线重合C.点电荷的速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致D.点电荷的加速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致3.如图所示为点电荷产生的电场中的一条电场线,若一带负电的粒子从B点运动到A点时,加速度增大而速度减小,则可判定( )A.点电荷一定带正电B.点电荷一定带负电C.点电荷一定在A的左侧D.点电荷一定在B的右侧4.如图是表示在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是A.这个电场是匀强电场B.a、b、c、d四点的场强大小关系是E d>E a>E b>E cC .a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E c >E b >E dD .a 、b 、d 三点的场强方向相同5.一个检验电荷q 在电场中某点受到的电场力为F ,以及这点的电场强度为E ,在图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )6.电荷量为q 的点电荷,在与它距离r 的P 点产生的电场的方向如图所示今把一带正电的金属球放在该电荷附近某处,则该点电荷在P 点产生的电场的场强( ) A .大小与方向都没有变化B .强度增大,方向偏向金属球C .强度变小,方向偏向金属球D .由于金属球的位置未确定,因而无法判断7. 在X 轴上有两个点电荷,一个带正电Q 1,一个带负电Q 2.且Q 1=2Q 2.用E 1和E 2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X 轴上: A .E 1=E 2之点只有一处;该点合场强为0B .E 1=E 2之点共有两处;一处合场强为0,另一处合场强为2E 2C .E 1=E 2之点共有三处;其中两处合场强为0,另一处合场强为2E 2D .E 1=E 2之点共有三处;其中一处合场强为0,另两处合场强为2E 2 8.一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点,径迹如图中虚线所示,不计粒子所受重力,则()A .粒子带正电B .粒子加速度逐渐减小C .A 点的场强大于B 点场强D .粒子的速度不断减小9. 如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A →O →B 匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是( ) A .先变大后变小,方向水平向左B .先变大后变小,方向水平向右C .先变小后变大,方向水平向左D .先变小后变大,方向水平向右10.如图所示,用30cm 的细线将质量为kg 3104-⨯的带电小球P 悬挂在O 点下,当空中有方向为水平向右,大小为C N /1014-⨯的匀强电场是,小球偏转ο37后处于静止状态.(kg N g /10=)ο37(1)分析小球的带电性质;(2)求小球所带的电荷量;(3)分析若把细线剪断,小球做什么性质的运动.。
物理作业4
姓名:;班别:;成绩:。
1、如图,是静电场的一部分电场线的分布,下列说法正确的是:
()
A、这个电场只能是负电荷的电场
B、点电荷q在A、B两处受到的电场力F B>F A
C、点电荷q在A、B两处的加速度大小,a A>a B(不计重力)
D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向向前
2、正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动,且运动的加速度值越来越小(重力不计),则可以确定它所处的电场可能是:()
3、真空中,两个等量异种点电荷电量数值均为Q,相距r.两点电荷连线中点处的电场
强度的大小为:()
A.0 B.2kQ/r2 C.4kQ/r2 D.8kQ/r2
4、以下关于电场线的叙述,正确的是()
A.电场线是电荷移动的轨迹
B.电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹
C.仅受电场力作用时,电荷不可能沿电场线运动
D.电荷的运动轨迹有可能与电场线重合
5.某电场的电场线分布如图所示,则某电荷在a点和b点所受电场力
的大小关系是()
A.. B.. C..
D.由于未说明电荷的正负,因而无法比较其大小.
6.(多选)如图所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a、b两点,用E a、E b分别表示两处场强的大小,则()
A.a、b两点的场强方向相同
B.因为电场线由a指向b,所以E a>E b
C.因为电场线是直线,所以E a=E b
D.因为不知道a、b附近的电场线分布情况,所以不能确定E a、E b的大小关系
四.电场强度的叠加(电场强度是矢量,合成应遵循平行四边形法则。
)
如果场源是多个点电荷,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。
思考:一个比较大的带电体不能看做点电荷。
怎么求整个带电体的电场?
在计算它的电场时,可以把它分成若干小块,只要每个小块足够小,就可以把每小块所带的电荷看做点电荷,然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。
规律总结:一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
式中的r是球心到该点的距离(r>R),Q为整个
球体所带的电荷量。
五、电场线(法拉第)
1、定义:用来形象地描述电场中各点电场强度的大小和方向的一簇曲线。
(1)电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而假想的线。
(2)电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
2、几种典型的电场线
3、电场线的特点
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
(2)电场线在电场中不相交。
(3)在同一幅图中,电场线的疏密反映了各点电场强度的大小。
(电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱)
4、几种典型的电场线的分布特点
①正、负点电荷的电场线分布特点:
a、离点电荷越近,电场线越密,场强越大。
b、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。
②等量异种点电荷的电场线分布特点
a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大.
b、两点电荷连线的中垂线上,场强方向均相同,且总与中垂线垂直.
c、在中垂线上,与两点电荷连线的中点0等距离的各点场强相等.
d、在中垂线上的电荷受到的静电力的方向总与中垂线垂直,因此,在中垂线上移动电荷时,静电力不做功。
③等量同种点电荷的电场线分布特点
a、两点电荷连线中点O处场强为0.
b、两点电荷连线的中垂线上的各点,场强方向总沿中垂线。
c、在中垂线上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变强后变弱。
六、匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫做匀强电场。
1、由于方向相同,匀强电场中的电场线应该是平行的。
(平行)
2、由于电场强度大小相等,电场线的密度应该是均匀的。
(密度均匀)
因此,匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。
(平行等距的直线)
注意:带有等量异号电荷的一对平行金属板,如果两板相距很近,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看做匀强电场。
在两板的外面几乎没有电场。