滬科版選修31第2章21探究電場的力的性質課件

1、第2章 電場與示波器2.1探究電場的力的性質第2章 電場與示波器2.1探究電場的力的性質物理觀念：1.知道電場是客觀存在的一種特殊物質.2.掌握電場強度的概念、公式、矢量性及方向的規(guī)定.3.知道電場線，熟記幾種常見電場的電場線.科學思維：1.領悟比值定義法定義物理量的特點.2.能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能進行有關的計算.3.在進行場強疊加等計算時培養(yǎng)綜合分析能力和知識的遷移能力.學科素養(yǎng)與目標要求物理觀念：學科素養(yǎng)與目標要求NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引知識探究 新知探究 點點落實達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引知識探究 知識探

2、究知識探究1.在空間中有一電場，把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場中的A點，該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點電荷放在A點，則它受到的靜電力為多少？若把帶電荷量為nq的點電荷放在該點，它受到的靜電力為多少？答案2FnF2.電荷在電場中某點受到的靜電力F與電荷所帶電荷量q有何關系？答案F與q成正比，即F與q的比值為定值.一、電場電場強度1.在空間中有一電場，把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場中的要點總結1.電場強度：電場中某點的電荷 跟它的 的比值叫做電場在該點的電場強度，用公式E 表示；單位是 ，符號為 .2.電場強度的物理意義：表示電場的強弱和方向.3.電場強度的唯一性：決定于

3、，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均 (填“有關”或“無關”).4.電場強度的矢量性：電場強度的方向與在該點的正電荷所受電場力的方向 ，與負電荷所受電場力的方向 .所受到的電場力F電荷量q牛/庫N/C電場本身無關相同相反要點總結所受到的電場力F電荷量q牛/庫N/C電場本身無關答案比值法定義的特點是被定義的物理量與作比值的兩個量無關，只取決于物質、電阻本身的性質.答案比值法定義的特點是被定義的物理量與作比值的兩個量無關，典型例題例1(2018北師大附中高二期中)電場中有一點P，下列說法正確的是A.若放在P點的試探電荷的電荷量加倍，則P點的場強加倍B.若P點沒有試探電荷，則P點的場

4、強為零C.P點的場強越小，則同一電荷在P點受到的電場力越小D.P點的場強方向就是試探電荷在該點的受力方向典型例題例1(2018北師大附中高二期中)電場中有一點P解析若放在P點的電荷的電荷量加倍，則P處電荷受到的電場力會加倍，而此處的電場強度卻不變，即使不放電荷，電場強度仍保持不變，故A、B錯誤；電場力由電場強度與電荷量決定，P點的場強越小，則同一電荷在P點受到的電場力一定越小，故C正確；P點的場強方向為放在該點的正電荷所受電場力方向，故D錯誤.解析若放在P點的電荷的電荷量加倍，則P處電荷受到的電場力會例2 如圖1所示，在一帶負電的導體A附近有一點B，如在B處放置一個q12.0108 C的電荷，

5、測出其受到的靜電力F1大小為4.0106 N，方向如圖，則：(1)B處場強多大？方向如何？圖1答案200 N/C方向與F1方向相反例2 如圖1所示，在一帶負電的導體A附近有一點B，如在B(2)如果換成一個q24.0107 C 的電荷放在B點，其受力多大？此時B處場強多大？答案8.0105 N200 N/C解析q2在B點所受靜電力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向與場強方向相同，也就是與F1方向相反.此時B處場強仍為200 N/C，方向與F1方向相反.(2)如果換成一個q24.0107 C 的電荷放在B(3)如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？答案200 N/C解析某點場

6、強大小與有無試探電荷無關，故將B處電荷拿走，B點場強大小仍為200 N/C.(3)如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？答案200 N學科素養(yǎng)以上兩題通過電場強度定義式及其變式的應用，能使學生進一步理解比值定義法，并掌握電場強度的決定因素，較好地體現(xiàn)了“物理觀念”的學科素養(yǎng).學科素養(yǎng)以上兩題通過電場強度定義式及其變式的應用，能使1.如圖2所示，在正點電荷Q的電場中有一正試探電荷q，已知q到Q的距離為r，Q對q的作用力是多大？Q在q所在位置產(chǎn)生的電場的電場強度是多大？方向如何？二、點電荷的電場電場強度的疊加原理圖21.如圖2所示，在正點電荷Q的電場中有一正試探電荷q，已知q2.如果再有一正點電荷

7、QQ，放在如圖3所示的位置，q所在位置的電場強度多大？圖32.如果再有一正點電荷QQ，放在如圖3所示的位置，q所在要點總結點電荷周圍的電場：(1)公式：E ，其中k是 ，Q是 的電荷量.(2)適用條件：真空中； .(3)方向：當Q為正電荷時，E的方向沿半徑 ；當Q為負電荷時，E的方向沿半徑 .(4)當空間存在多個點電荷產(chǎn)生的電場時，電場中某點的電場強度為各個點電荷 在該點產(chǎn)生的電場強度的 .靜電力常量場源電荷點電荷向外向內(nèi)單獨矢量和要點總結靜電力常量場源電荷點電荷向外向內(nèi)單獨矢量和延伸思考如果以點電荷Q為中心，r為半徑作一球面，球面上各點的電場強度是否相同？答案球面上各點的電場強度大小相等.但

8、方向不同，因此電場強度不同.延伸思考如果以點電荷Q為中心，r為半徑作一球面，球面上典型例題例3如圖4所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的點電荷A、B相距r，靜電力常量為k，則：(1)點電荷A、B在中點O產(chǎn)生的場強分別為多大？方向如何？圖4解析分別求Q和Q在某點的場強大小和方向，然后根據(jù)電場強度的疊加原理，求出該點的合場強.典型例題例3如圖4所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的(2)兩點電荷連線的中點O的場強為多大？(2)兩點電荷連線的中點O的場強為多大？(3)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O點的場強如何？(3)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O點的針對訓練(201

9、7蘇州市調研測試)如圖所示，在正方形四個頂點分別放置一個點電荷，所帶電荷量已在圖中標出，則下列四個選項中，正方形中心處場強最大的是解析點電荷電場強度公式為E ，由于各點電荷到正方形中心處距離r相等，根據(jù)矢量合成，可知B正確.針對訓練(2017蘇州市調研測試)如圖所示，在正方形四個1.電荷周圍存在著電場，法拉第采用了什么方法來描述電場？答案法拉第采用了畫電場線的方法描述電場.2.在實驗室，可以用實驗模擬電場線：頭發(fā)屑在蓖麻油中的排列顯示了電場線的形狀，這能否說明電場線是實際存在的線？答案電場線實際不存在，但可以用實驗模擬.三、電場線勻強電場1.電荷周圍存在著電場，法拉第采用了什么方法來描述電場？

10、三、要點總結1.電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的 方向.2.電場線的特點有：(1)起始于無限遠或 ，終止于 或 .(2)任意兩條電場線 .(3)在同一幅圖中，電場線的疏密表示場強的 .電場強度正電荷負電荷無限遠不相交大小要點總結電場強度正電荷負電荷無限遠不相交大小3.幾種特殊的電場線分布，如圖5所示.圖53.幾種特殊的電場線分布，如圖5所示.圖54.勻強電場：(1)定義：場強的 和 都相同的電場；(2)特點：電場線是距離 的 直線；(3)實例：兩塊靠近的、分別帶 電荷的平行金屬板間的電場是勻強電場，如上圖丙.大小方向相等平行等量異種4.勻強電場：大小方向相

11、等平行等量異種典型例題例4(2018啟東市期中)如圖6為金屬球放入勻強電場后電場線的分布情況.設該電場中A、B兩點的電場強度大小分別為EA、EB，則A、B兩點A.EAEB，電場方向相同B.EAEB，電場方向不同D.EAEB，電場方向不同圖6解析電場線的疏密表示電場強弱，由題圖可知，B點密集，A點稀疏，故EAEB，又電場方向為電場線的切線方向，A、B兩點的電場方向不同，故A、B、C錯誤，D正確.典型例題例4(2018啟東市期中)如圖6為金屬球放入勻強達標檢測達標檢測1.(電場強度的概念)(2018福州市八校聯(lián)考)關于電場強度的概念，下列說法正確的是A.由E 可知，某電場的場強E與q成反比，與F成

12、正比B.電場中某一點的場強與放入該點的試探電荷的正負無關C.正、負試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反，所以某一點場強 方向與放入試探電荷的正負有關D.電場中某一點不放試探電荷時，該點場強等于零123451.(電場強度的概念)(2018福州市八校聯(lián)考)關于電場強12345解析E 是電場強度的定義式，某電場的場強E的大小和方向都取決于電場本身，而與試探電荷的電荷量q、試探電荷受到的電場力F無關，故A、C錯誤，B正確.某點不放試探電荷時，該點的電場依然存在，故D錯誤.12345解析E 是電場強度的定義式，某電場的場強E2.(點電荷的電場)對電場強度公式E 有幾種不同理解，其中正確的是A.只要

13、帶電體電荷量為Q，在距離r處激發(fā)的電場都能用此公式計算場強EB.以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強E相同C.當離場源電荷距離r0時，場強ED.當離場源電荷距離r時，場強E0123452.(點電荷的電場)對電場強度公式E 有幾種不解析電場強度公式E 適用于點電荷形成的電場，對于不能看做點電荷的帶電體，本公式不再適用，故A選項錯誤；電場強度是矢量，以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強E大小相等，方向不同，故B選項錯誤；當離場源電荷距離r0時，此時帶電體不能看做點電荷，公式不再成立，故C選項錯誤；當離場源電荷距離r時，根據(jù)公式可得場強E0，故D選項正確.12345解析電場強度公式E

14、 適用于點電荷形成的電場，對于不3.(電場線)(2017如東中學高一期末)如圖所示的電場中，一帶電質點從P點沿著電場線方向運動，若只受電場力作用，質點加速度逐漸增大的是解析電場線疏密表示電場強度的大小.A選項中電場強度減??；B選項中電場強度增大；C選項中電場強度不變；D選項中電場強度先增大后減小，123453.(電場線)(2017如東中學高一期末)如圖所示的電場中4.(電場強度的疊加)(2018煙臺市高二期末)如圖7所示，四個點電荷所帶電荷量的絕對值均為Q，分別固定在正方形的四個頂點上，正方形邊長為a，則正方形兩條對角線交點處的電場強度圖7123454.(電場強度的疊加)(2018煙臺市高二期末)如圖7所示