高二上冊(cè)物理電場(chǎng)強(qiáng)度名補(bǔ)教案（教師版）

1、.高二物理上冊(cè)名補(bǔ)精品教案目的進(jìn)步班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 電場(chǎng)強(qiáng)度【教學(xué)目的】1、 掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式；2、 電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，及單位的掌握。【教學(xué)重點(diǎn)】1、 掌握靜電場(chǎng)電場(chǎng)線的分布和電場(chǎng)強(qiáng)度大小比較；2、 純熟運(yùn)用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。【教學(xué)難點(diǎn)】1、場(chǎng)強(qiáng)疊加時(shí)，一定要注意場(chǎng)強(qiáng)的正負(fù)方向。【進(jìn)門得分】1帶電荷量分別為+Q和2Q的兩個(gè)一樣的金屬小球，相距間隔 為r時(shí)r遠(yuǎn)大于小球半徑，互相作用力大小為F。假設(shè)把它們接觸一下后，放回到間隔 為的位置，它們的互相作用力大小變?yōu)?A A BF C2F D4F2如下圖，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近間隔 為r，帶等量異種電荷，電荷量均為Q

2、，兩球之間的靜電力為 B A等于 B大于 C小于 D等于3如下圖，半徑一樣的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電荷量相等的電荷可視做點(diǎn)電荷，相隔一定間隔 ，兩球之間的互相吸引力的大小是F現(xiàn)讓第三個(gè)半徑一樣的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)A、B兩球之間的互相作用力為 A A吸引力， B吸引力， C排斥力， D排斥力，4如下圖，有三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個(gè)電荷的靜電力的合力如圖中F一所示。那么可以斷定點(diǎn)電荷C所帶電荷的電性為 B A一定是正電 B一定是負(fù)電 C可能是正電，也可能是負(fù)電 D無法判斷【教學(xué)內(nèi)容】要點(diǎn)一、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度要

3、點(diǎn)詮釋：1、電場(chǎng)1產(chǎn)生：電場(chǎng)是在電荷周圍存在著的由自由電荷產(chǎn)生的一種傳遞電荷間互相作用的特殊物質(zhì).2根本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷不管是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的有力的作用，這種力叫電場(chǎng)力.電場(chǎng)具有能量.2、試探電荷與場(chǎng)源電荷1試探電荷：用來檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷，也叫檢驗(yàn)電荷.這種電荷必須電量很小、體積很小.2場(chǎng)源電荷：被檢驗(yàn)的電場(chǎng)是由電荷Q激發(fā)的，那么電荷Q被稱為場(chǎng)源電荷或源電荷.3、電場(chǎng)強(qiáng)度1物理意義電場(chǎng)強(qiáng)度是描繪電場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量，反映了電場(chǎng)力的特性.2定義在電場(chǎng)中放一個(gè)檢驗(yàn)電荷，它所受到的電場(chǎng)力跟它所帶電量的比值叫做這個(gè)位置上的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).定義式： 單位：牛庫(kù)N / C

4、3電場(chǎng)強(qiáng)度的理解矢量性：場(chǎng)強(qiáng)是矢量，其大小按定義式計(jì)算即可，其方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)的受力方向.負(fù)電荷受電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反.唯一性：電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向是唯一的，其大小和方向取決于場(chǎng)源電荷及空間位置.是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無關(guān)，既不能認(rèn)為與成正比，也不能認(rèn)為與成反比.4電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力的比較由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，可導(dǎo)出電場(chǎng)力F=qE.電場(chǎng)力是由電荷和場(chǎng)強(qiáng)共同決定的，而場(chǎng)強(qiáng)是由電場(chǎng)本身決定的.要點(diǎn)二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)要點(diǎn)詮釋：1、點(diǎn)電荷Q在真空中形成的電場(chǎng)1大?。篍k，Q為場(chǎng)源點(diǎn)電荷，r為考察點(diǎn)與場(chǎng)源電荷的間隔 .2方向：正電荷受

5、電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向, 負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反.可見，在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，在以點(diǎn)電荷為球心的球面上的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同.2、兩個(gè)關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)公式的比較區(qū)別公式物理含義引入過程適用范圍備注是電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式由比值法引入，E與F、q無關(guān)，反映某點(diǎn)電場(chǎng)的性質(zhì)適用于一切電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度由場(chǎng)本身決定，與試探電荷無關(guān)，不能理解為E與F成正比，與q成反比是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式由和庫(kù)侖定律導(dǎo)出真空中的點(diǎn)電荷告訴人們場(chǎng)強(qiáng)大小的決定因素是Q和r，而中E與F、q無關(guān).要點(diǎn)三、勻強(qiáng)電場(chǎng)要點(diǎn)詮釋：1定義：電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小相等、方向一樣的電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng).2特點(diǎn)：電場(chǎng)線是間隔相等

6、的平行直線.3常見的勻強(qiáng)電場(chǎng)：兩等大、正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場(chǎng).要點(diǎn)四、電場(chǎng)的疊加假如空間有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相疊加，形成合電場(chǎng)，這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，這叫作電場(chǎng)的疊加原理.電場(chǎng)疊加時(shí)某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的合成遵守矢量運(yùn)算的平行四邊形定那么.要點(diǎn)五、電場(chǎng)線要點(diǎn)詮釋：1、電場(chǎng)線的意義及規(guī)定電場(chǎng)線是形象地描繪電場(chǎng)而引入的假想曲線，規(guī)定電場(chǎng)線上每點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿該點(diǎn)的切線方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.說明：電場(chǎng)線是人們?yōu)榱搜芯侩妶?chǎng)而假想的曲線，不是實(shí)際存在的線.沒有電場(chǎng)線通過的位置不一定就沒有電場(chǎng)存在.電場(chǎng)線只

7、能描繪電場(chǎng)的方向及定性地描繪電場(chǎng)的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡.2、電場(chǎng)線的特點(diǎn)電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小疏弱密強(qiáng)靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，它不封閉，也不在無電荷處中斷任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無電荷處相交包括相切3、常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線電場(chǎng)電場(chǎng)線圖樣簡(jiǎn)要描繪特點(diǎn)正點(diǎn)電荷發(fā)散狀越靠近點(diǎn)電荷處，電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度E越大以場(chǎng)源電荷為圓心一定長(zhǎng)度為半徑的圓周上的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小一樣，方向不同負(fù)點(diǎn)電荷會(huì)聚狀等量同號(hào)電荷相斥狀電荷連線的中點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度E=0電荷連線的中垂線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與中垂線共線等量異號(hào)電荷相吸狀電荷的連線上

8、的電場(chǎng)的方向是由正電荷指向負(fù)電荷電荷連線的中垂線與該處的電場(chǎng)的方向處處垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)平行的、等間距的、同向的直線電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等【過手練習(xí)】類型一、對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解例1、在真空中O點(diǎn)放一個(gè)試探電荷Q=+1.0×10-9C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的間隔 r=30cm，M點(diǎn)放一個(gè)試探電荷q=-1.0×10-10C,如下圖.求：1q在M點(diǎn)受到的作用力；2M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；3拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；4M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大？5假如把Q換成電荷量為-1.0×10-9C的點(diǎn)電荷，情況又如何？【變式1】由于萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律都滿足平方反比定律，因此引力場(chǎng)和電場(chǎng)之間有許多相似的性質(zhì)，在處

9、理有關(guān)問題時(shí)可以將它們進(jìn)展類比例如電場(chǎng)中反映各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度，其定義式為。在引力場(chǎng)中可以有一個(gè)類似的物理量用來反映各點(diǎn)引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。設(shè)地球質(zhì)量為，半徑為R，地球外表處重力加速度為，引力常量為G。假如一個(gè)質(zhì)量為的物體位于距地心2R處的某點(diǎn)，那么以下表達(dá)式中能反映該點(diǎn)引力場(chǎng)強(qiáng)弱的是 D A B C D【變式2】在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷，其電量為q，受到的力為F，那么該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為，那么 C A、假設(shè)移去檢驗(yàn)電荷，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)榱悖籅、假設(shè)該點(diǎn)放一電量為2q的檢驗(yàn)電荷，那么該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)镋/2；C、該點(diǎn)放一電量為2q的檢驗(yàn)電荷，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度仍為E；D、該點(diǎn)放一電量為2q的檢驗(yàn)電荷，

10、該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為2E.類型二、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加例2、如下圖，真空中，帶電荷量分別為+Q和Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，那么：1兩點(diǎn)電荷連結(jié)的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；2在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方.【答案】1 方向由AB 2 方向與A、B的中垂線垂直，由AB【變式1】在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷，一個(gè)帶電量Q1，另一個(gè)帶電量Q2，且Q12Q2用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小，那么在x軸上 B A、E1E2之點(diǎn)只有一處，該處的合場(chǎng)強(qiáng)為0B、E1E2之點(diǎn)共有兩處，一處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處的合場(chǎng)強(qiáng)為2E2C、E1E2之點(diǎn)共有三處，其中兩處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另一處的合場(chǎng)強(qiáng)

11、為2E2D、E1E2之點(diǎn)共有三處，其中一處的合場(chǎng)強(qiáng)為0，另兩處的合場(chǎng)強(qiáng)為2E2【變式2】如下圖，A、B、C三點(diǎn)為一直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，B30°，如今A、B兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷qA、qB，測(cè)得C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與AB平行，那么qA帶_負(fù)_電，qAqB_1:8_.【變式3】如下圖，三個(gè)完全一樣的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電量的大小比b的小，c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是 B AF1 BF2 CF3 DF4類型三、對(duì)電場(chǎng)線的理解例3、某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如下圖，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛

12、線所示，由M運(yùn)動(dòng)到N，以下說法正確的選項(xiàng)是CDA、粒子必定帶負(fù)電荷B、粒子在M點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度C、粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度D、粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于它在N點(diǎn)的動(dòng)能【變式1】如下圖，一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速飛過，電子重力不計(jì)，那么電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是 B A、先變大后變小，方向程度向左 B、先變大后變小，方向程度向右C、先變小后變大，方向程度向左 D、先變小后變大，方向程度向右【變式2】將質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中從靜止釋放，在它運(yùn)動(dòng)過程中假如不計(jì)重力，下述正確的選項(xiàng)是CDA、點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場(chǎng)線重合B、點(diǎn)電荷的速度方向必定和所在

13、點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致C、點(diǎn)電荷的加速度方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致D、點(diǎn)電荷的受力方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致【變式3】帶箭頭的線段表示電場(chǎng)線，假設(shè)一帶電粒子在電場(chǎng)力作用下由運(yùn)動(dòng)到的徑跡如圖實(shí)線所示.粒子在點(diǎn)的加速度為aA，在點(diǎn)的加速度為aB，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是DA、粒子帶正電，aAaBB、粒子帶正電，aAaBC、粒子帶負(fù)電，aAaBD、粒子帶負(fù)電，aAaB類型四、電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷平衡例4、兩個(gè)電荷量分別為Q和4Q的負(fù)電荷a、b，在真空中相距為l，假如引入另一點(diǎn)電荷c，正好能使這三個(gè)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試確定電荷c的位置、電性及它的電荷量解：又由FbaFca，得：，即

14、qcQ【變式1】AB和CD為圓上兩條互相垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為q和q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對(duì)稱且間隔 等于圓的半徑，如下圖要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q，那么該點(diǎn)電荷QCA、應(yīng)放在A點(diǎn)，Q2qB、應(yīng)放在B點(diǎn)，Q2qC、應(yīng)放在C點(diǎn)，QqD、應(yīng)放在D點(diǎn)，Qq【變式2】有兩個(gè)帶電小球，電量分別為Q和9Q，在真空中相距0.4m假如引進(jìn)第三個(gè)帶電小球，正好使三個(gè)小球都處于平衡狀態(tài)，第三個(gè)小球帶的是哪種電荷?應(yīng)放在什么地方?電量是Q的幾倍? 【答案】負(fù)電 距+Q0.1m 類型五、電場(chǎng)中的力學(xué)問題 例5、帶電質(zhì)點(diǎn)P1固定在光滑的程度絕緣桌面上，另有一個(gè)

15、帶電質(zhì)點(diǎn)P2在桌面上運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P2的速度沿垂直于P1P2的連線方向，如下圖，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P2以后的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的選項(xiàng)是 B A假設(shè)P1、P2帶異種電荷，可能做加速度變大，速度變小的曲線運(yùn)動(dòng)B假設(shè)P1、P2帶異種電荷，速度大小和加速度大小可能都不變C假設(shè)P1、P2帶同種電荷，可能做速度變小的曲線運(yùn)動(dòng)D假設(shè)P1、P2帶同種電荷，可能做加速度變大的曲線運(yùn)動(dòng)【變式1】如下圖，a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣絲線懸掛于同一點(diǎn)，兩球靜止時(shí)，它們距程度面的高度相等，繩與豎直方向的夾角分別為、，且>.假設(shè)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，空氣阻力不計(jì)，兩球帶電荷量不變，那么ABA、a球的質(zhì)量比b球的

16、大B、a、b兩球同時(shí)落地C、a球的電荷量比b球的大D、a、b兩球飛行的程度間隔 相等【變式2】如下圖，兩根同樣長(zhǎng)度的細(xì)繩，把兩個(gè)帶同種電荷的小球懸掛在同一點(diǎn)，兩球的質(zhì)量相等，A球所帶電量大于B球所帶電量.當(dāng)兩球靜止時(shí)，以下表示角與角的關(guān)系正確的選項(xiàng)是? BA、 B、=C、 D、無法判斷【課后作業(yè)】1、把質(zhì)量為M的正點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中無初速釋放，不計(jì)重力，那么以下說法正確的選項(xiàng)是CA、點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定和電場(chǎng)線重合B、點(diǎn)電荷的速度方向總是與所在處的電場(chǎng)線方向一致C、點(diǎn)電荷的加速度方向總是與它所在處的電場(chǎng)線的切線方向重合D、點(diǎn)電荷將沿電場(chǎng)線切線方向拋出，做拋物線運(yùn)動(dòng)2、關(guān)于電場(chǎng)，以下說法中正確的選

17、項(xiàng)是BA、，假設(shè)q減半，那么該處電場(chǎng)強(qiáng)度為原來的2倍B、中，E與Q成正比，而與r2成反比C、在以一個(gè)點(diǎn)電荷為球心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)均一樣D、電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場(chǎng)力的方向3、在如下圖的四種典型電場(chǎng)的情況中，指出其中哪種電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一樣 AB A平行板電容器帶電時(shí)，極板間除邊緣附近外的任意兩點(diǎn)a、bB兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的連線上，與連線中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、bC離點(diǎn)電荷等距的任意兩點(diǎn)a、bD兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，與連線中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b4、以下關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式和的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是BCDA、是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放

18、入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量.B、是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量，它適用于任何電場(chǎng)C、是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷電量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D、從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律表達(dá)式，式中是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小5、把質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中釋放，在它運(yùn)動(dòng)過程中，假如不計(jì)重力，只考慮電場(chǎng)力。以下說法中正確的選項(xiàng)是 D A點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必和電場(chǎng)線重合B假設(shè)電場(chǎng)線是直線，那么點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必和電場(chǎng)線重合C點(diǎn)電荷的速度方向必定和點(diǎn)所在的電場(chǎng)線的切線方向一致D點(diǎn)電荷的加速度方向必定和點(diǎn)所在的電場(chǎng)線的切線方向在一直線上6、圖中AB是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線，在電場(chǎng)線上P處自由釋放一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷時(shí)，它沿直線向B點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)，對(duì)此現(xiàn)象以下判斷正確的是D不計(jì)電荷重力A、電荷向B作勻加速運(yùn)動(dòng)B、電荷向B作加速度越來越小的運(yùn)動(dòng)C、電荷向B作加速度越來越大的運(yùn)動(dòng)D、電荷向B作加速運(yùn)動(dòng)，加速度的變化情況不能確定7、在