2019-2020年高中物理《电场强度》最新名师导学案附答案解析

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2019-2020年高中物理《电场强度》最新名师导学案附答案解析

知识点归纳

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,应明确以下三点:

(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)

(3)电场的物质性: 电场虽然看不见、摸不着,但真实的存在.场和实物是物质存在的两种形式

2、电场强度

(1)定义:放入电场中的电荷 跟 的 叫做这点

的电场强度。简称为 ,符号:

(2)表达式:

(3)电场强度是矢量,规定场强的方向 ,那么,负电荷受静电力的方向跟场强方向 。

(4)场强的单位是 ,

(5)物理意义:

说明:○1场源电荷确定,则空间各位置的电场强度确定,且不同位置电场强度一般不同。 ○2E=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。

○3试探电荷在电场中所受的静电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。

3、点电荷电场的场强

(1)公式: ,Q 为真空中点电荷的带电量,r 为该点到点电荷Q 的距离。

(2)方向:若Q 为正电荷场强方向沿着Q 和该点连线指向该点;若Q 为负电荷场强方向沿着Q 和该点连线指向Q 。

(3)适用条件:真空中点电荷。

4、场强的叠加

如空间有几个点电荷,则某点的场强应为各点电荷单独存在时在该点产生场强的 。 说明:场强是矢量,场强的叠加遵循

特例:一个半径为R 的均匀带点球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球

心的电量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点的场强E=2

r Q k

(r>R ) 5、电场线 定义:

如图1表示一条电场线,A ,B 点的场强方向在各点的切线上,

箭头表示各点的场强方向。

6、电场线的性质

(1)电场线是假想的曲线

(2)电场线的疏密反映电场的强弱,曲线上某点的切线方向表示该点的切向方向

(3)电场线总是从正电荷或无限远出发,到无限远或负电荷终止。

因此,电场线有起始点和终止点,不是闭合曲线。

(4)电场线不相交。

(5)电场线不是带电粒子运动轨迹。

7、匀强电场

(1)定义:

(2)匀强电场的性质

① 因场强的大小相等、方向相同,故匀强电场的电场线是间距相等

的互相平行的直线。

② 带电粒子在匀强电场中所受电场力: 。

(3)拓展:如果带电粒子的重力可以忽略,则粒子在匀强电场中只受电场力作用将 做 动;如果带电粒子的重力不可忽略,则粒子将在重力和电场力这两个恒力作用下

8、常见的几种电场的电场线(课本13、14页)

(1)点电荷的电场线

注意:① 离点电荷越近,电场线越密集,场强越强,即电场线的疏密程度描述场强的大小。方向由点电荷指向无穷远(正);或由无穷远指向点电荷(负)。② 在正(负)点电荷形成的电场中,不存在场强相同的点;③ 若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同。

(2)等量异种点电荷形成的电场如图6。

说明:① 两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷,场

强大小亦可进行计算。连线中点处场强最大。

② 两个点电荷联线的中垂面(中垂线)上电场线方向都相同,与中垂面垂直。在中垂线上到O 点等距离处各点的场强相等(O 为两点电荷连线中心)。由0点沿中垂线向外场强逐渐减小.

③ 在中垂面(线)上的电荷受到的电场力方向总与中垂面(线)垂直,因此,在中垂面(线)上移动电荷电场力不做功。

○4关于0点对称的两点场强等大同向。

(3)等量同种点电荷形成的电场如图7所示

说明:① 两点电荷连线中点处场强为零,此处无电场线。② 中点

O 处附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零。③ 两点电荷连线中

垂面(中垂线上),场强方向总沿面(线)远离O (等量正电荷)

或指向O (等量负电荷)。④ 在中垂面(线)上从O 点到无穷远处,

电场线先变密后变疏,即场强会变强后变弱。○5关于0点对称的两点场强等大反向。

9、电场强度的求解方法

(1)用定义式E=F/q 求解(适用于任何电场)

(2)用E= 2r

Q k 求解(点电荷在真空中的电场) 10、电场线与带电粒子运动轨迹比较

注意:一般情况下电场线与运动轨迹不重合

重合的条件:(1)电场线为直线

(2)带电粒子只受电场力作用,或受其他力,但其它力的方向沿电场线所在的直线

(3)带电粒子的初速度为0或初速度方向沿电场线所在的直线。

12. 力学知识综合问题

解决与力学相关的问题,处理方法与力学中处理问题的方法一样,只是多了一个电场力而已。分析带电粒子在电场中运动轨迹问题时,注意做曲线运动所受合外力指向曲线凹侧,

速度方向沿着轨迹的切线方向,再结合电场线、电场力的知识来分析。

课堂练习

1、在电场中某处放入电荷量为-4.0×10-9 C 的点电荷时,它受到的电场力的大小为3.0×10-4

N ,方向水平向右.求该处电场强度的大小和方向.如果把这个点电荷移走,该处的电场强度大小是多少?

2、一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F ,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( )

3、在真空中0点放置一点电荷Q=+1.0×10-9 C ,直线MN 通过0点,0M 的距离为r=30cm ,M 点放一点电荷q=-1.0×10

-10C ,求:(1)q 在M 点受到的作用力,(2)M 点的场强(3)

拿走q 后M 点的场强

4、有关对电场强度的理解,下述正确的是( )

A .由E =F q

可知,电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比 B .当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度

C .由E =kQ /r 2可知,在离点电荷很近,r 接近于零,电场强度达无穷大

D .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关

5、如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q 和-Q 的点电荷A 、B 相距r ,则:

(1)两点电荷连线的中点O 的场强多大?

(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强如何?