高二物理电场线1
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电场线高二物理知识点电场线是描述电场强度的一种图形表示方法。
它是指以电荷所在位置为起点,沿着电场方向,通过无数电场点的轨迹,形成的连续曲线。
在高二物理中,电场线是一个重要的知识点。
本文将从电场线的概念、性质以及应用等方面进行介绍。
一、电场线的概念电场线是一种用来表示电场强度的图形表示方法。
在电荷附近,电场线是从正电荷出发,指向负电荷的;在正电荷附近,则是从其中心辐射状向外发出;在负电荷附近则是朝外发散。
电场线密集的地方电场强度大,而电场线稀疏的地方电场强度小。
电场线既可以是连续的曲线,也可以是折断的线段。
电场线的方向和电场强度的方向相符。
二、电场线的性质1. 电场线不会相交:因为如果电场线相交,则意味着在相交的点上存在两个不同的电场强度,这与电场的定义相矛盾。
2. 电场线趋向于垂直于导体表面:在导体表面上,电场线的切线方向总是与导线表面垂直。
3. 电场线趋向于垂直于等势面:电场线和等势面相交的点上,电场线的切线方向和等势面法线方向垂直。
4. 电场线在导体内部不会存在:在导体内部,电子会被导体中的其他电子吸引,导致电子运动方向趋于随机,不存在明显的电场线。
5. 电场线的密度表示电场强度:电场线的密度越大,表示在该区域电场强度越大;电场线的密度越小,表示在该区域电场强度越小。
三、电场线的应用1. 利用电场线判断电场强度分布:通过观察电场线的分布情况,可以判断出电场强度在空间中的变化情况。
例如,电场线密集的地方表示电场强度大,而电场线稀疏的地方表示电场强度小。
2. 分析电场中带电粒子的运动轨迹:带电粒子在电场中会受到电场力的作用,沿着电场线方向运动。
因此,通过观察带电粒子在电场线上的运动轨迹,可以推断出它在电场中的受力情况。
3. 设计电场探测仪器:电场线的分布可以直观地揭示电场的特性,因此可以设计出一些基于电场线分布的电场探测仪器,用于检测和测量电场的强度。
4. 研究电场中的电介质特性:电场线在电介质中的分布情况与电介质特性有关,通过观察电场线的分布,可以研究电介质的绝缘性能以及介电常数等特性。
静电的防止与利用知识脉络:知识精讲:电场线1. 定义电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向。
如图所示。
2. 特点电场线是由法拉第首先引入和使用的,是描述电场的重要工具。
(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷,不是闭合曲线。
(2)电场线在电场中不相交,不闭合。
若电场线在某点相交,则交点相对两条电场线有两个切线方向,该点的电场强度方向有两个,这是不可能的。
(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线较密集,电场强度较小的地方电场线较稀疏,因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小。
如图中,由于A点处的电场线比B点处的密,可知EA >EB。
(4)电场线是人为画出的,是为了形象描述电场而假想的一些线(实际并不存在)。
3. 几种常见电场的电场线分布特征(1)孤立的点电荷电场: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)匀强电场的电场线是平行等距的直线。
注意:常见电场线的记忆:“光芒四射”正电荷,“万箭穿心”负电荷,等量同号“蝶双飞”,等量异号“灯光耀眼”4. 两种等量点电荷的电场分析5. 电场线的应用核心知识二:静电平衡1. 静电平衡(1)定义:导体中没有电荷定向移动的状态。
(2)特点:①导体内部场强处处为零。
②电荷只分布在导体的外表面上。
③导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。
2. 静电平衡的分析(1)自由电荷的移动:导体刚放入电场E0中的瞬间,导体中的自由电荷受电场力F的作用,产生定向运动(如图甲),同时在导体中产生一个与E0方向相反的附加电场E′(如图乙)。
这两个电场叠加,使导体内部电场E减弱。
(2)电场叠加:当E0=E′时,导体内合场强为零,即E=0(如图丙),自由电荷受合力也为零,这时导体中无电荷定向移动,即达到了静电平衡状态。
高二物理电场线和等势面试题答案及解析1.(6分).匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,问:(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功?(2)A、B两点间的电势差为多少?(3)该匀强电场的电场强度为多大?【答案】(1)-0.1J (2) 5×103V (3) 5×105V/m【解析】(1)由题意根据电场力做功与电势能的关系得,J,即电场力做了﹣0.1J的功(2)由可求AB间的电势差V(3)由得,V/m即电场强度为5×105V/m.【考点】考查电场力做功与电势能变化之间的关系及匀强电场中场强与电势差之间的关系.2.下列各图中,正确描绘两个等量正电荷电场线的是()【答案】D【解析】 A、C中电场线方向标错,此外A、B中电场线相交了,则A、B错;D正确。
【考点】本题考查电场线的形状与方向。
3.关于同一电场的电场线,下列表述正确的是A.电场线都是直线B.电场线越密,电场强度越小C.沿着电场线方向,电势越来越低D.电荷在沿电场线方向移动时,电势能减小【答案】C【解析】同一电场的电场线,即有直线也有曲线,A错误;电场线越密的地方,电场强度越强,B错误;沿着电场线方向,电势越来越低,但负电荷在沿电场线方向移动时,电势能增大,C正确,D错误。
【考点】本题考查了电场线的性质4.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器,如图实线为除尘器内电场的电场线,虚线为带负电粉尘的运动轨迹,P、Q为运动轨迹上的两点,下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是()A.FP =FQB.FP>FQC.D.无法比较【答案】C【解析】电场线的疏密程度可表示电场强度大小,电场线越密,电场强度越大,所以P点的电场强度小于Q点的电场强度,故根据可得,C正确【考点】考查了对电场线的理解5.如图所示,a、b和c表示电场中的三个等势面,a和c的电势分别为U和U,a、b的电势差等于b、c的电势差.一带电粒子从等势面a上某处以速度释放后,仅受电场力作用而运动,经过等势面c时的速率为,则它经过等势面b时的速率为A.B.C.D.【答案】 B【解析】试题分析: 由动能定理可知:带电粒子从a面到b面的过程中:;带电粒子从a面到c面的过程中:解得,所以B对。
等量电荷电场线的分布及电场强度、电势的特点分析高二物理选修3-1教材中,在静电场中,“电场”这个概念很抽象,特别是对初学者来说,对等量电荷电场线分布及场强、电势特点模糊不清,以至在应用过程中经常出错。
1.等量电荷电场线分布电场线的特点:①电场线从正电荷或无限远出发,终止无限远或负电荷;②电场线在电场中不相交,这是因为在电场任意一点的场强不可能有两个方向;③在同一幅图中,可以用电场线的疏密来表示场强的大小:即电场线密的地方场强大,电场线疏的地方场强小。
2.等量电荷的场强(1)等量正、负点电荷。
等量正、负点的场强的大小用点的电荷的场强公式E=k—来计算。
根据公式可知,离场源电荷越远,场强越小;与场源电荷等距的各点组成球面上的场强大小相等。
方向:正点电荷的场强方沿着电场线的方向向外,负点电荷的场强方向沿着电场线向内。
(2)等量异种、同种电荷的场强。
在实际应用中,主要考查等量异种、同种电荷两条特殊线的场强,下面就等量异种、同种电荷两条特殊线(两电荷的连线上和两电荷连线上的中垂线)的场强进行分析。
等量异种电荷:例一:两电荷连线上。
如图1所示,在两电荷连线上任取一点G,设AG长度为x,则G点场强EG为两点电荷分别在该点的场强EA、EB 的矢量和,方向从A指向B(由正电荷指向负电荷一侧),由点电荷场强公式知:EG=EA+ EB=—+—=—∵x+(L-x)等于定值L,∴当x=(L-x),即x=—时,x与(L-x)乘积最大∴这时EG有最小值,即在两电荷连线中点O处场强最小,将x=—带入上式,可求得EG最小值EGmin=——,方面由A指向B。
从O点向两侧逐渐增大,数值关于O点对称。
小结:等量异种电荷连线中点场强最小,靠近点电荷场强渐强,方向从正点荷指向负电荷。
例二:中垂线上。
如图2所示,在中垂线上,任取一点H,设OH=x,根据对称性知:EH沿水平方向向右,即在中垂线上各点场强水平向右(垂直于中垂线指向负电荷一侧),沿中垂线移动电荷,电场力不做功,由电势差定义知:中垂线为一等势线,与无限远处等势,即各点电势为零。
高二物理科目必修三知识点复习【导语】高二物理科目必修三知识点复习是为大家整理的,高中物理知识体系严密而完整,知识的系统性较强。
因此,应注重掌握系统的知识、培养研究问题的方法。
1.高二物理科目必修三知识点复习篇一电场线1.电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
2.电场线的特征(1)电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱。
(2)静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点。
(3)电场线不会相交,也不会相切。
(4)电场线是假想的,实际电场中并不存在。
(5)电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系。
2.高二物理科目必修三知识点复习篇二电阻率(一)电阻定律中比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.ρ值越大,材料的导电性能越差。
(二)电阻率的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。
(三)材料的电阻率随温度的变化而改变,金属的电阻率随温度的升高而增大。
锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度影响很小,常用来制作标准电阻。
(四)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。
1、金属的电阻率随温度的升高而增大。
2、半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。
3.高二物理科目必修三知识点复习篇三电荷间的相互作用1.点电荷:当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
2.带电体看做点电荷的条件:①两带电体间的距离远大于它们大小;②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3.影响电荷间相互作用的因素:①距离;②电量;③带电体的形状和大小4.高二物理科目必修三知识点复习篇四起电的方法使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电(1)摩擦起电:两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)(2)接触起电:带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)(3)感应起电:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体)三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变。
《电场线》教学设计
江西省南丰一中聂应才
一、教学设计思路
《电场线》是人教版·物理(必修加选修)第二册第十三章《电场》第三节内容;是新课标教材(人教版)“选修1-1”第一章《电流》第二节《电场》的第二部分内容,它没有独立成节,但纵观其内容和篇幅,没有比必修加选修版本独立成节少,如对电场线能否相交作了“思考与讨论”的疑难,对电场线的特点给出了结论,这些都是新课标教材中出现的。
所以电场线的特点是本节的重点。
同时教材中也渗透着这样一种思维:如何去研究看不见、摸不着物质的特性?
这是一堂概念课,即如何对电场线这一概念进行详细讲解和传授。
许多教师同行采用了简单介绍,然后就是大量的习题强化。
它尽管对学生短期做电场线的练习效果明显,可没能把研究电场线的思维表达出来,也没有使学生真正理解电场线。
根据建构主义理论,知识是不能传授的、是靠学生自己主动建构的,把新知识同化、顺应,丰富自己的认知图式。
教师更多责任是帮助学生意义建构电场线的知识,提供丰富多样的情景是建构主义理论的结果,也就成为教师的落实点。
利用多媒体技术就有效地解决了传统课堂上难以以多变角度给出电场线的情景。
本人在设计过程中采用了实物演示、实物影视、彩色图片和电脑动画等情景不断帮助学生来建构电场线,分析出电场线的特点。
学生在初中学过磁感线,它包含着“从与磁场作用的外界表现来研究磁场的本质”思想,磁感线能形象描述磁场;同时本节前一节《电场电场强度》传授了电场的基本性质──电场对放入其中的电荷有力的作用,结合学生这些前概念,在设计动画或给各种情景时,不断强化这一思维:先从外界移入一试探电荷,显示电场力,分析出该处电场的性质,然后移除试探电荷,该处电场性质不变。
这样也就解决了物理中研究看不见、摸不着物质的方法和手段。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)了解电场线的定义。
(2)理解电场线的特点。
(3)清楚匀强电场。
2.过程与方法
(1)通过观察电场线的模拟实验,知道电场线尽管是假想的,但有实验基础。
(2)知道用电场的基本性质来研究电场的方法,同时理解可用电场线来形象描述电场。
3.情感、态度与价值观
观察分析实物演示、实物影视、图片和电脑动画等情景,使学生认识到电场线建立的根据和特点,也认识到知识的客观性和真理性,不能主观臆断。
三、教学重点、难点
重点:电场线的特点和匀强电场。
难点:电场线特点的分析和用电场基本性质来研究电场的方法。
四、实验器材及教学媒体的选择与使用
感应起电机、电场线演示板、多媒体投影系统。
五、教学方法
提问、讨论、讲解、观察、分析和综合、练习反馈。
六、教学过程
七、教学板书
1.定义:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。
2.特征:
a.从正电荷(或无限远)出发,到负电荷(或无限远)终止;且不能相交。
b.电场线越密的地方,场强越大;电场线越稀的地方,场强越小。
c.电场线的分布特征由产生电场的源电荷决定。
3.场强的大小和方向都相同的电场叫做匀强电场
八、作业布置
课本第125页第4题和第6题。
九、教学反思
这是一节对全校师生进行多媒体示范的课,从教学设计看,它突破了许多同行对电场线的简单认识,认为内容少教材篇幅也少,把重点放在习题的练习,但本人设计时,利用多媒体技术反复却不重复深化电场线的理解,其途径就是多角度显示电场线情景,促使学生有意义建构电场线,而不是通过大量练习条件反射。
得到同行的认可。
从选择制作课件软件看,本人故意选用了一线教师熟悉的PowerPoint软件作为载体,但在PowerPoint软件中插入了flash动画、wmv影视和VBA宏加强它的交互性,这正是大多数教师所需要的PowerPoint软件技术。
正如,一位同行所说:用PowerPoint软件制作课件,要使人们觉得它不是PowerPoint软件制作的。
本多媒体课件,正反映了这一特征。
巧用PowerPoint软件的母版技巧,使PowerPoint软件的流线性特色成为人类思考的非线性表现。