


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文檔簡(jiǎn)介
第九章
靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式,并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.4.知道電場(chǎng)線的概念,了解幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn).學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN課時(shí)對(duì)點(diǎn)練知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN課一、電場(chǎng)知識(shí)梳理1.電場(chǎng):存在于
周圍的一種特殊物質(zhì),電荷之間的相互作用是通過(guò)
產(chǎn)生的.2.場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有
,場(chǎng)是
存在的一種形式.電荷電場(chǎng)能量物質(zhì)一、電場(chǎng)知識(shí)梳理1.電場(chǎng):存在于周圍的一1.試探電荷與場(chǎng)源電荷(1)試探電荷:為了便于研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)而引入的電荷,是電荷量和體積都
的點(diǎn)電荷.(2)場(chǎng)源電荷:
的帶電體所帶的電荷,也叫源電荷.二、電場(chǎng)強(qiáng)度很小激發(fā)電場(chǎng)2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.試探電荷與場(chǎng)源電荷二、電場(chǎng)強(qiáng)度很小激發(fā)電場(chǎng)2020-202.電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的
跟它的
的比值,叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.(2)定義式:E=
.(3)單位:
.(4)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向
,與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向
.靜電力電荷量牛每庫(kù)(N/C)相同相反2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.電場(chǎng)強(qiáng)度靜電力電荷量牛每庫(kù)(N/C)相同相反2020-21.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)場(chǎng)強(qiáng)公式:E=
.(2)方向:如果以電荷量為Q的點(diǎn)電荷為中心作一個(gè)球面,當(dāng)Q為正電荷時(shí),E的方向沿半徑
;當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí),E的方向沿半徑
.2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加場(chǎng)強(qiáng)是
量,如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí),電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷
在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的
.三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加向外向內(nèi)矢單獨(dú)矢量和2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加向外向1.電場(chǎng)線(1)概念:電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條
的曲線,曲線上每點(diǎn)的_____方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向.(2)特點(diǎn)①電場(chǎng)線從
或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā),終止于
或負(fù)電荷.②同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中
.③在同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線
,電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線
.四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)有方向切線正電荷無(wú)限遠(yuǎn)不相交較密較疏2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)線四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)有方向切線正電荷無(wú)限遠(yuǎn)不相交較2.勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)概念:如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
、方向
,這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng).(2)特點(diǎn):①電場(chǎng)方向處處相同,電場(chǎng)線是
.②場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等,電場(chǎng)線疏密程度
.相等相同平行直線相同2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.勻強(qiáng)電場(chǎng)相等相同平行直線相同2020-2021學(xué)年高二上1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=
可知,E與F成正比,與q成反比.(
)(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與正電荷受力方向相同,當(dāng)該點(diǎn)放置負(fù)電荷時(shí),場(chǎng)強(qiáng)反向.(
)(3)由E=
知,在以Q為球心、r為半徑的球面上,各處場(chǎng)強(qiáng)相同.(
)(4)公式E=
與E=
k中q與Q含義不同.(
)即學(xué)即用×√××2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.判斷下列說(shuō)法的正誤.即學(xué)即用×√××2020-2021學(xué)(5)若空間中只有兩個(gè)點(diǎn)電荷,則該空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于這兩個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.(
)(6)在相鄰的兩條電場(chǎng)線之間沒(méi)畫(huà)電場(chǎng)線的地方也有電場(chǎng).(
)√√2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(5)若空間中只有兩個(gè)點(diǎn)電荷,則該空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于這兩個(gè)點(diǎn)2.在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q=-1×10-10C,q受到的靜電力為1×10-8N,方向向左,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為_(kāi)_______,方向________;如果從A點(diǎn)取走q,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)_______.100N/C向右100N/C2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q=-1×10-10解析由題意知,q=-1×10-10C,F(xiàn)=1×10-8N,由場(chǎng)強(qiáng)的定義知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為:場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷在A點(diǎn)所受靜電力方向相反,所以A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右;電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),把這個(gè)試探電荷取走,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,大小仍為100N/C.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度解析由題意知,q=-1×10-10C,F(xiàn)=1×10-8導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷A是如何對(duì)電荷B產(chǎn)生作用力的?電荷B是如何對(duì)電荷A產(chǎn)生作用力的?一、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度重點(diǎn)探究答案電荷A在周圍產(chǎn)生電場(chǎng),該電場(chǎng)對(duì)電荷B有力的作用,電荷B在周圍產(chǎn)生電場(chǎng),該電場(chǎng)對(duì)電荷A有力的作用.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷A是如何對(duì)電荷B產(chǎn)生作用力的?電荷B是如答案2F
nF
F與q成正比,即F與q的比值為定值(2)在空間中有一電場(chǎng),把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn),則它受到的靜電力為多少?若把帶電荷量為nq的點(diǎn)電荷放在該點(diǎn),它受到的靜電力為多少?電荷受到的靜電力F與電荷量q有何關(guān)系?2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度答案2FnFF與q成正比,即F與q的比值為定值(2)在(3)如圖1,若此電場(chǎng)為正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng),在距Q的距離為r處放一試探電荷q,求q受到的靜電力F與q的比值;該比值與q有關(guān)嗎?圖12020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(3)如圖1,若此電場(chǎng)為正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng),在距Q的距離為r處1.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的,與試探電荷無(wú)關(guān).2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受靜電力的方向相同,與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受靜電力的方向相反.3.公式E=
可變形為F=qE,正電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,負(fù)電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反.知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的,與試探電荷無(wú)例1
(2020·河北雞澤一中期末)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一致C.在點(diǎn)電荷Q附近的任意一點(diǎn),如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去,則這一點(diǎn)
的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.根據(jù)公式E=
可知,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小跟靜電力成正比,跟放入電場(chǎng)中
的電荷的電荷量成反比√2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度例1(2020·河北雞澤一中期末)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E=
可知,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力,故A正確;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟正電荷所受的靜電力的方向相同,與負(fù)電荷所受的靜電力的方向相反,故B錯(cuò)誤;電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)取決于電場(chǎng)本身,與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去,則這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故C錯(cuò)誤;場(chǎng)強(qiáng)大小取決于電場(chǎng)本身,與放入電場(chǎng)中的電荷的電荷量無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E=可知,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位例2
如圖2所示,在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B,如在B處放置一個(gè)q1=-2.0×10-8C的電荷,測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10-6N,方向如圖,則:(1)B處場(chǎng)強(qiáng)多大?方向如何?圖2答案200N/C方向與F1方向相反因?yàn)锽處是負(fù)電荷,所以B處場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度例2如圖2所示,在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B,如在B處(2)如果換成一個(gè)q2=+4.0×10-7C的電荷放在B點(diǎn),其受力多大?此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大?答案8.0×10-5N
200N/C解析q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2=q2EB=4.0×10-7×200N=8.0×10-5N,方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,也就是與F1方向相反.此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C,方向與F1方向相反.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(2)如果換成一個(gè)q2=+4.0×10-7C的電荷放在B(3)如果將B處電荷拿走,B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大?答案200N/C解析某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),故將B處電荷拿走,B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(3)如果將B處電荷拿走,B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大?答案200N二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖3所示,在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,P點(diǎn)到Q的距離為r,則Q在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大?方向如何?圖3方向沿QP的連線由Q指向P.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖3所示,(2)如果再有一正點(diǎn)電荷Q′=Q,放在如圖4所示的位置,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大?答案如圖所示,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為Q、Q′單獨(dú)在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,圖42020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(2)如果再有一正點(diǎn)電荷Q′=Q,放在如圖4所示的位置,P點(diǎn)知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(20192.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則);對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成,可先規(guī)定正方向,進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或例3
如圖5所示,真空中,帶電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷A、B相距r,求:(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.圖5例3如圖5所示,真空中,帶電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷A解析如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,均由A→B.A、B兩點(diǎn)電荷分別在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小解析如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,均(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)大小和方向.方向平行于AB向右.(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)的針對(duì)訓(xùn)練1
如圖6所示,在等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上,固定三個(gè)正點(diǎn)電荷,電荷量的大小關(guān)系為q′<q,則三角形ABC的幾何中心處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向A.平行于AC邊B.平行于AB邊C.垂直于AB邊指向CD.垂直于AB邊指向AB√圖6針對(duì)訓(xùn)練1如圖6所示,在等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上,固定又OA=OB=OC,方向垂直于AB邊指向C,選項(xiàng)C正確.又OA=OB=OC,方向垂直于AB邊指向C,選項(xiàng)C正確.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷周圍存在著電場(chǎng),法拉第采用了什么簡(jiǎn)潔方法來(lái)描述電場(chǎng)?三、電場(chǎng)線答案法拉第采用了畫(huà)電場(chǎng)線的方法描述電場(chǎng).(2)在實(shí)驗(yàn)室,可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線;頭發(fā)屑在蓖麻油中排列顯示了電場(chǎng)線的形狀,這能否說(shuō)明電場(chǎng)線是實(shí)際存在的線?答案電場(chǎng)線實(shí)際不存在,但可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷周圍存在著電場(chǎng),法拉第采用了什么簡(jiǎn)潔方法1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線總是從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā),終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷,因此,電場(chǎng)線有起始點(diǎn)和終止點(diǎn),不是閉合曲線.(2)同一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線永遠(yuǎn)不會(huì)相交.因?yàn)殡妶?chǎng)中每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)只有一個(gè)方向,如果電場(chǎng)線在電場(chǎng)中某點(diǎn)相交,則交點(diǎn)處相對(duì)兩條電場(chǎng)線就有兩個(gè)切線方向,該點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)就有兩個(gè)方向,這是不可能的.
(3)在同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線越密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越大,電場(chǎng)線越稀疏的地方,場(chǎng)強(qiáng)越小.(4)電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而假想的曲線,實(shí)際不存在.知識(shí)深化1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)知識(shí)深化2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線從正點(diǎn)電荷出發(fā)終止于無(wú)限遠(yuǎn)處,負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線由無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于負(fù)電荷,如圖7所示,其特點(diǎn)有:圖7(1)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,不存在電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn),離場(chǎng)源電荷越近,電場(chǎng)線越密集,電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng).(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面,電場(chǎng)線處處與球面垂直.在此球面上電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等,方向各不相同.2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線圖7(1)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,不存在電場(chǎng)強(qiáng)3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線,場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同.3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線例4
如圖8所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布,a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大B.同一點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)受到的靜電力比放在b點(diǎn)時(shí)受到的靜電力小C.正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放,它在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一致D.電荷在a點(diǎn)受到靜電力方向必定與電場(chǎng)方向一致圖8√例4如圖8所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布,a、b是電場(chǎng)中的解析a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的密,因此a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大,同一點(diǎn)電荷在a點(diǎn)受到的靜電力也大,故A正確,B錯(cuò)誤;正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放時(shí),靜電力方向始終沿電場(chǎng)方向,而速度方向則在不斷變化,因此其運(yùn)動(dòng)的軌跡不沿電場(chǎng)線,故C錯(cuò)誤;若是負(fù)電荷,則在a點(diǎn)受靜電力方向和電場(chǎng)方向相反,因此在a點(diǎn)受到靜電力方向不一定和電場(chǎng)方向相同,故D錯(cuò)誤.解析a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的密,因此a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的針對(duì)訓(xùn)練2
下列各電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是√解析A圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同;B圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同,但大小不等;C圖中是勻強(qiáng)電場(chǎng),則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相同;D圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不相同,故選C.針對(duì)訓(xùn)練2下列各電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是√解析1.(電場(chǎng)強(qiáng)度的概念)電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)減半B.若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向1234隨堂演練√1.(電場(chǎng)強(qiáng)度的概念)電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是123解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的,與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無(wú)關(guān),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.電荷量一定時(shí),由F=Eq可知,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大,同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大,C正確.若試探電荷是正電荷,它在該點(diǎn)的受力方向就是P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,若試探電荷是負(fù)電荷,它在該點(diǎn)的受力方向的反方向是P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,D錯(cuò)誤.1234解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的,與是否放入試探電荷、放入電2.(點(diǎn)電荷的電場(chǎng))下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k的幾種不同的理解,正確的是A.以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)相同B.當(dāng)r→0時(shí),E→∞;當(dāng)r→∞時(shí),E→0C.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷QD.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比1234√2.(點(diǎn)電荷的電場(chǎng))下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k的幾解析以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向不同,場(chǎng)強(qiáng)是矢量,所以場(chǎng)強(qiáng)不同,故A錯(cuò)誤.當(dāng)r→0時(shí),點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k已經(jīng)不適用,當(dāng)r→∞時(shí),E→0,故B錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與點(diǎn)電荷Q的性質(zhì)有關(guān),正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是背向點(diǎn)電荷Q,負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是指向點(diǎn)電荷Q,故C錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E=k,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比,故D正確.1234解析以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等3.(電場(chǎng)線)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖9所示.則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是1234√圖93.(電場(chǎng)線)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用解析由v-t圖像可知,負(fù)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷受到的靜電力方向逆著電場(chǎng)線方向,且電場(chǎng)強(qiáng)度增大,電場(chǎng)線變密集,故C對(duì).1234解析由v-t圖像可知,負(fù)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷12344.(電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加)如圖10所示,以O(shè)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f.等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時(shí),在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.現(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置,關(guān)于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變化,下列敘述正確的是A.移至c處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向沿OeB.移至b處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半,方向沿OdC.移至e處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半,方向沿OcD.移至f處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向沿Oe√圖1012344.(電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加)如圖10所示,以O(shè)為圓心的圓周1234123412341234考點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1.(多選)(2020·巴蜀中學(xué)期中)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)A放一電荷量為+q的試探電荷,它所受到的靜電力大小為F,方向水平向右,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小EA=
,方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是A.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為-q的試探電荷,A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)镃.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為-q的試探電荷,它所受的靜電力方向水平向左D.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,它所受的靜電力大小為2F√基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練課時(shí)對(duì)點(diǎn)練12345678910111213√考點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度√基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練課時(shí)對(duì)點(diǎn)練12345678解析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身的性質(zhì),與試探電荷的正負(fù)和帶電荷量大小無(wú)關(guān),故A、B錯(cuò)誤;在A點(diǎn),正電荷的受力方向和負(fù)電荷的受力方向相反,故負(fù)電荷所受的靜電力方向?yàn)樗较蜃?,故C正確;A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定,則由F=qE知在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,則它所受的靜電力大小變?yōu)?F,故D正確.12345678910111213解析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同,所以A2.一個(gè)帶電荷量為q的試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力為F,這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是12345678910111213解析電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定,與放入該點(diǎn)的試探電荷及其所受靜電力無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)誤;試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力F=Eq,F(xiàn)正比于q,C錯(cuò)誤,D正確.√2.一個(gè)帶電荷量為q的試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力為F,3.如圖1所示是在一個(gè)電場(chǎng)中A、B、C、D四點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí),測(cè)得的試探電荷的電荷量跟它所受靜電力的函數(shù)關(guān)系圖像,那么下列敘述正確的是12345678910111213圖1A.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是ED>EA>EB>ECC.A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EA>EB>ED>ECD.無(wú)法確定這四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系√3.如圖1所示是在一個(gè)電場(chǎng)中A、B、C、D四點(diǎn)分別引入試探電解析題圖中給出了A、B、C、D四個(gè)位置上試探電荷所受靜電力大小與其電荷量的變化關(guān)系,F(xiàn)-q圖像的斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小,斜率絕對(duì)值大的電場(chǎng)強(qiáng)度大,斜率絕對(duì)值小的電場(chǎng)強(qiáng)度小,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.12345678910111213解析題圖中給出了A、B、C、D四個(gè)位置上試探電荷所受靜電力考點(diǎn)二電場(chǎng)線4.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是12345678910111213A.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.若將一試探電荷+q由a點(diǎn)靜止釋放,它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)C.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同圖2√考點(diǎn)二電場(chǎng)線12345678910111213A.c點(diǎn)的電解析電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,由題圖可知Ed>Ec,Eb>Ed,故選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤;由于電場(chǎng)線是曲線,由a點(diǎn)靜止釋放的正電荷不可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,a點(diǎn)和b點(diǎn)的切線不在同一條直線上,即a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.12345678910111213解析電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,由題圖可知Ed>Ec,5.(多選)如圖3所示,帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,在這條線上有A、B兩點(diǎn),用EA、EB表示A、B兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度,則A.A、B兩處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同B.因?yàn)锳、B在一條電場(chǎng)線上,且
電場(chǎng)線是直線,所以EA=EBC.電場(chǎng)線從A指向B,所以EA>EBD.不知A、B附近電場(chǎng)線的分布情況,EA、EB的大小不能確定√12345678910111213圖3√5.(多選)如圖3所示,帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線解析電場(chǎng)線的切線方向即電場(chǎng)強(qiáng)度方向,所以A正確;電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小,只有一條電場(chǎng)線的情況下不能判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小,所以B、C錯(cuò)誤,D正確.12345678910111213解析電場(chǎng)線的切線方向即電場(chǎng)強(qiáng)度方向,所以A正確;12345考點(diǎn)三點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加6.在真空中有一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),離該點(diǎn)電荷距離為r0的一點(diǎn),引入一電荷量為q的試探電荷,所受靜電力為F,則離該點(diǎn)電荷為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為12345678910111213√考點(diǎn)三點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加123456789101解析根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=
可得:真空中同一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與距離r的平方成反比,12345678910111213解析根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=可得:真空中同一點(diǎn)電荷7.(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高二上月考)如圖4所示,圖甲中A、B是一條電場(chǎng)線,圖乙是放在電場(chǎng)線上a、b處的試探電荷的電荷量與所受的靜電力大小的關(guān)系圖像,由此可判斷A.電場(chǎng)方向一定由A指向BB.若場(chǎng)源電荷為正電荷,位置在A側(cè)C.若場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷,位置在B側(cè)D.若場(chǎng)源電荷為正電荷,位置在B側(cè)√12345678910111213圖47.(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高二上月考)如圖4所示,圖甲解析由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=
得知,F(xiàn)-q圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,12345678910111213圖線a的斜率大于b的斜率,說(shuō)明a處場(chǎng)強(qiáng)大于b處的場(chǎng)強(qiáng),若該電場(chǎng)是由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的,說(shuō)明a距離場(chǎng)源電荷較近,即場(chǎng)源電荷位置在A側(cè),由于試探電荷的電性未知,電場(chǎng)線的方向不能確定,故場(chǎng)源電荷可能是正電荷,也可能是負(fù)電荷,故A、C、D錯(cuò)誤,B正確.解析由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=得知,F(xiàn)-q圖像的斜率表8.如圖5所示,真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷,在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA,方向與AB連線成60°角,B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EB,方向與AB連線成30°角.關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小EA、EB的關(guān)系,以下結(jié)論正確的是12345678910111213圖5√8.如圖5所示,真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷,在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有A、即EA=3EB,故D正確.12345678910111213即EA=3EB,故D正確.123456789101112139.(2019·安順市高二上月考)如圖6,真空中a、b、c、d四點(diǎn)共線且等距.先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷+Q,測(cè)得b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,若再將另一等量異種點(diǎn)電荷-Q放在d點(diǎn),則A.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比c點(diǎn)的大
B.c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
EC.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向左
D.c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向左√12345678910111213圖69.(2019·安順市高二上月考)如圖6,真空中a、b、c、解析設(shè)ab=bc=cd=L,點(diǎn)電荷+Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,12345678910111213方向水平向右,故B正確.解析設(shè)ab=bc=cd=L,點(diǎn)電荷+Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小10.如圖7所示,一半徑為R的圓盤(pán)上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤(pán)且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)能力綜合練12345678910111213圖7√10.如圖7所示,一半徑為R的圓盤(pán)上均勻分布著電荷量為Q的電解析已知a處點(diǎn)電荷q和帶電圓盤(pán)均在b處產(chǎn)生電場(chǎng),12345678910111213方向與E2相同,解析已知a處點(diǎn)電荷q和帶電圓盤(pán)均在b處產(chǎn)生電場(chǎng),1234511.如圖8所示,等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、-q、-q,已知三角形邊長(zhǎng)為
L,靜電力常量為k,則該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小、方向如何?12345678910111213圖811.如圖8所示,等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電解析O點(diǎn)是三角形的中心,12345678910111213根據(jù)對(duì)稱性和幾何知識(shí)可知,再與+q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成,解析O點(diǎn)是三角形的中心,1234567891011121312.如圖9所示,在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,取O點(diǎn)為圓心,r為半徑作一圓周,在O點(diǎn)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,a、b、c、d為相互垂直且過(guò)圓心的兩條直線和圓周的交點(diǎn).當(dāng)把一試探電荷+q放在d點(diǎn)恰好平衡時(shí)(不計(jì)重力,靜電力常量為k):(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小、方向如何?12345678910111213圖912.如圖9所示,在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,取O點(diǎn)為圓心,r為解析對(duì)試探電荷進(jìn)行受力分析如圖所示,12345678910111213正電荷所受靜電力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,故勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿db方向.解析對(duì)試探電荷進(jìn)行受力分析如圖所示,1234567891012345678910111213(2)試探電荷+q放在點(diǎn)c時(shí),受力Fc的大小、方向如何?方向與ac方向成45°角斜向下.12345678910111213(2)試探電荷+q放在點(diǎn)c12345678910111213(3)試探電荷+q放在點(diǎn)b時(shí),受力Fb的大小、方向如何?12345678910111213(3)試探電荷+q放在點(diǎn)b12345678910111213拓展提升練圖1013.如圖10所示,正方形線框由邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的粗細(xì)均勻的絕緣棒組成,O是線框的中心,線框上均勻分布著正電荷,現(xiàn)在線框上側(cè)中點(diǎn)A處取下足夠短的帶電荷量為q的一小段,將其沿OA連線延長(zhǎng)線向上移動(dòng)
的距離到B點(diǎn)處,若線框的其他部分的帶電荷量與電荷分布保持不變,則此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為√12345678910111213拓展提升練圖1013.如圖12345678910111213解析線框上其他部分的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小等效為與A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的電荷量為q的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小,12345678910111213解析線框上其他部分的電荷本課結(jié)束本課結(jié)束第九章
靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度及其定義式,并能用該公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.掌握點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.4.知道電場(chǎng)線的概念,了解幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布特點(diǎn).學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電場(chǎng)的概念及電場(chǎng)的基本性質(zhì).學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN課時(shí)對(duì)點(diǎn)練知識(shí)梳理重點(diǎn)探究隨堂演練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN課一、電場(chǎng)知識(shí)梳理1.電場(chǎng):存在于
周圍的一種特殊物質(zhì),電荷之間的相互作用是通過(guò)
產(chǎn)生的.2.場(chǎng)像分子、原子等實(shí)物粒子一樣具有
,場(chǎng)是
存在的一種形式.電荷電場(chǎng)能量物質(zhì)一、電場(chǎng)知識(shí)梳理1.電場(chǎng):存在于周圍的一1.試探電荷與場(chǎng)源電荷(1)試探電荷:為了便于研究電場(chǎng)各點(diǎn)的性質(zhì)而引入的電荷,是電荷量和體積都
的點(diǎn)電荷.(2)場(chǎng)源電荷:
的帶電體所帶的電荷,也叫源電荷.二、電場(chǎng)強(qiáng)度很小激發(fā)電場(chǎng)2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.試探電荷與場(chǎng)源電荷二、電場(chǎng)強(qiáng)度很小激發(fā)電場(chǎng)2020-202.電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的
跟它的
的比值,叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.(2)定義式:E=
.(3)單位:
.(4)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向
,與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向
.靜電力電荷量牛每庫(kù)(N/C)相同相反2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.電場(chǎng)強(qiáng)度靜電力電荷量牛每庫(kù)(N/C)相同相反2020-21.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(1)場(chǎng)強(qiáng)公式:E=
.(2)方向:如果以電荷量為Q的點(diǎn)電荷為中心作一個(gè)球面,當(dāng)Q為正電荷時(shí),E的方向沿半徑
;當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí),E的方向沿半徑
.2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加場(chǎng)強(qiáng)是
量,如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí),電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷
在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的
.三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加向外向內(nèi)矢單獨(dú)矢量和2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加向外向1.電場(chǎng)線(1)概念:電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條
的曲線,曲線上每點(diǎn)的_____方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向.(2)特點(diǎn)①電場(chǎng)線從
或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā),終止于
或負(fù)電荷.②同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中
.③在同一電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線
,電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線
.四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)有方向切線正電荷無(wú)限遠(yuǎn)不相交較密較疏2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)線四、電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)有方向切線正電荷無(wú)限遠(yuǎn)不相交較2.勻強(qiáng)電場(chǎng)(1)概念:如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
、方向
,這個(gè)電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng).(2)特點(diǎn):①電場(chǎng)方向處處相同,電場(chǎng)線是
.②場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等,電場(chǎng)線疏密程度
.相等相同平行直線相同2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.勻強(qiáng)電場(chǎng)相等相同平行直線相同2020-2021學(xué)年高二上1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=
可知,E與F成正比,與q成反比.(
)(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與正電荷受力方向相同,當(dāng)該點(diǎn)放置負(fù)電荷時(shí),場(chǎng)強(qiáng)反向.(
)(3)由E=
知,在以Q為球心、r為半徑的球面上,各處場(chǎng)強(qiáng)相同.(
)(4)公式E=
與E=
k中q與Q含義不同.(
)即學(xué)即用×√××2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.判斷下列說(shuō)法的正誤.即學(xué)即用×√××2020-2021學(xué)(5)若空間中只有兩個(gè)點(diǎn)電荷,則該空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于這兩個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.(
)(6)在相鄰的兩條電場(chǎng)線之間沒(méi)畫(huà)電場(chǎng)線的地方也有電場(chǎng).(
)√√2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(5)若空間中只有兩個(gè)點(diǎn)電荷,則該空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于這兩個(gè)點(diǎn)2.在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q=-1×10-10C,q受到的靜電力為1×10-8N,方向向左,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為_(kāi)_______,方向________;如果從A點(diǎn)取走q,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)_______.100N/C向右100N/C2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q=-1×10-10解析由題意知,q=-1×10-10C,F(xiàn)=1×10-8N,由場(chǎng)強(qiáng)的定義知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小為:場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷在A點(diǎn)所受靜電力方向相反,所以A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右;電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),把這個(gè)試探電荷取走,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,大小仍為100N/C.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度解析由題意知,q=-1×10-10C,F(xiàn)=1×10-8導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷A是如何對(duì)電荷B產(chǎn)生作用力的?電荷B是如何對(duì)電荷A產(chǎn)生作用力的?一、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度重點(diǎn)探究答案電荷A在周圍產(chǎn)生電場(chǎng),該電場(chǎng)對(duì)電荷B有力的作用,電荷B在周圍產(chǎn)生電場(chǎng),該電場(chǎng)對(duì)電荷A有力的作用.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷A是如何對(duì)電荷B產(chǎn)生作用力的?電荷B是如答案2F
nF
F與q成正比,即F與q的比值為定值(2)在空間中有一電場(chǎng),把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn),則它受到的靜電力為多少?若把帶電荷量為nq的點(diǎn)電荷放在該點(diǎn),它受到的靜電力為多少?電荷受到的靜電力F與電荷量q有何關(guān)系?2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度答案2FnFF與q成正比,即F與q的比值為定值(2)在(3)如圖1,若此電場(chǎng)為正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng),在距Q的距離為r處放一試探電荷q,求q受到的靜電力F與q的比值;該比值與q有關(guān)嗎?圖12020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(3)如圖1,若此電場(chǎng)為正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng),在距Q的距離為r處1.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的,與試探電荷無(wú)關(guān).2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,其方向與在該點(diǎn)的正電荷所受靜電力的方向相同,與在該點(diǎn)的負(fù)電荷所受靜電力的方向相反.3.公式E=
可變形為F=qE,正電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,負(fù)電荷所受靜電力方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反.知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度1.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向都是由電場(chǎng)本身所決定的,與試探電荷無(wú)例1
(2020·河北雞澤一中期末)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟靜電力的方向一致C.在點(diǎn)電荷Q附近的任意一點(diǎn),如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去,則這一點(diǎn)
的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.根據(jù)公式E=
可知,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小跟靜電力成正比,跟放入電場(chǎng)中
的電荷的電荷量成反比√2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度例1(2020·河北雞澤一中期末)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E=
可知,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的靜電力,故A正確;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟正電荷所受的靜電力的方向相同,與負(fù)電荷所受的靜電力的方向相反,故B錯(cuò)誤;電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)取決于電場(chǎng)本身,與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),如果沒(méi)有把試探電荷q放進(jìn)去,則這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故C錯(cuò)誤;場(chǎng)強(qiáng)大小取決于電場(chǎng)本身,與放入電場(chǎng)中的電荷的電荷量無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度解析根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E=可知,電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位例2
如圖2所示,在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B,如在B處放置一個(gè)q1=-2.0×10-8C的電荷,測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10-6N,方向如圖,則:(1)B處場(chǎng)強(qiáng)多大?方向如何?圖2答案200N/C方向與F1方向相反因?yàn)锽處是負(fù)電荷,所以B處場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度例2如圖2所示,在一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B,如在B處(2)如果換成一個(gè)q2=+4.0×10-7C的電荷放在B點(diǎn),其受力多大?此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大?答案8.0×10-5N
200N/C解析q2在B點(diǎn)所受靜電力大小F2=q2EB=4.0×10-7×200N=8.0×10-5N,方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,也就是與F1方向相反.此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C,方向與F1方向相反.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(2)如果換成一個(gè)q2=+4.0×10-7C的電荷放在B(3)如果將B處電荷拿走,B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大?答案200N/C解析某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān),故將B處電荷拿走,B處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為200N/C.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(3)如果將B處電荷拿走,B處的場(chǎng)強(qiáng)是多大?答案200N二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖3所示,在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,P點(diǎn)到Q的距離為r,則Q在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大?方向如何?圖3方向沿QP的連線由Q指向P.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖3所示,(2)如果再有一正點(diǎn)電荷Q′=Q,放在如圖4所示的位置,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大?答案如圖所示,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為Q、Q′單獨(dú)在P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,圖42020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度(2)如果再有一正點(diǎn)電荷Q′=Q,放在如圖4所示的位置,P點(diǎn)知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度知識(shí)深化2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(20192.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則);對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成,可先規(guī)定正方向,進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運(yùn)算.2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)課件:9.3電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或例3
如圖5所示,真空中,帶電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷A、B相距r,求:(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.圖5例3如圖5所示,真空中,帶電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷A解析如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,均由A→B.A、B兩點(diǎn)電荷分別在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小解析如圖甲所示,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,均(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)大小和方向.方向平行于AB向右.(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)的針對(duì)訓(xùn)練1
如圖6所示,在等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上,固定三個(gè)正點(diǎn)電荷,電荷量的大小關(guān)系為q′<q,則三角形ABC的幾何中心處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向A.平行于AC邊B.平行于AB邊C.垂直于AB邊指向CD.垂直于AB邊指向AB√圖6針對(duì)訓(xùn)練1如圖6所示,在等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上,固定又OA=OB=OC,方向垂直于AB邊指向C,選項(xiàng)C正確.又OA=OB=OC,方向垂直于AB邊指向C,選項(xiàng)C正確.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷周圍存在著電場(chǎng),法拉第采用了什么簡(jiǎn)潔方法來(lái)描述電場(chǎng)?三、電場(chǎng)線答案法拉第采用了畫(huà)電場(chǎng)線的方法描述電場(chǎng).(2)在實(shí)驗(yàn)室,可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線;頭發(fā)屑在蓖麻油中排列顯示了電場(chǎng)線的形狀,這能否說(shuō)明電場(chǎng)線是實(shí)際存在的線?答案電場(chǎng)線實(shí)際不存在,但可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M.導(dǎo)學(xué)探究(1)電荷周圍存在著電場(chǎng),法拉第采用了什么簡(jiǎn)潔方法1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線總是從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā),終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷,因此,電場(chǎng)線有起始點(diǎn)和終止點(diǎn),不是閉合曲線.(2)同一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線永遠(yuǎn)不會(huì)相交.因?yàn)殡妶?chǎng)中每一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)只有一個(gè)方向,如果電場(chǎng)線在電場(chǎng)中某點(diǎn)相交,則交點(diǎn)處相對(duì)兩條電場(chǎng)線就有兩個(gè)切線方向,該點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)就有兩個(gè)方向,這是不可能的.
(3)在同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線越密的地方,場(chǎng)強(qiáng)越大,電場(chǎng)線越稀疏的地方,場(chǎng)強(qiáng)越小.(4)電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而假想的曲線,實(shí)際不存在.知識(shí)深化1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)知識(shí)深化2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線從正點(diǎn)電荷出發(fā)終止于無(wú)限遠(yuǎn)處,負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線由無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于負(fù)電荷,如圖7所示,其特點(diǎn)有:圖7(1)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,不存在電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn),離場(chǎng)源電荷越近,電場(chǎng)線越密集,電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng).(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面,電場(chǎng)線處處與球面垂直.在此球面上電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等,方向各不相同.2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線圖7(1)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,不存在電場(chǎng)強(qiáng)3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線,場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同.3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線例4
如圖8所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布,a、b是電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大B.同一點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)受到的靜電力比放在b點(diǎn)時(shí)受到的靜電力小C.正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放,它在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一致D.電荷在a點(diǎn)受到靜電力方向必定與電場(chǎng)方向一致圖8√例4如圖8所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布,a、b是電場(chǎng)中的解析a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的密,因此a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大,同一點(diǎn)電荷在a點(diǎn)受到的靜電力也大,故A正確,B錯(cuò)誤;正電荷在a點(diǎn)由靜止釋放時(shí),靜電力方向始終沿電場(chǎng)方向,而速度方向則在不斷變化,因此其運(yùn)動(dòng)的軌跡不沿電場(chǎng)線,故C錯(cuò)誤;若是負(fù)電荷,則在a點(diǎn)受靜電力方向和電場(chǎng)方向相反,因此在a點(diǎn)受到靜電力方向不一定和電場(chǎng)方向相同,故D錯(cuò)誤.解析a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的密,因此a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的針對(duì)訓(xùn)練2
下列各電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是√解析A圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同;B圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同,但大小不等;C圖中是勻強(qiáng)電場(chǎng),則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相同;D圖中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不相同,故選C.針對(duì)訓(xùn)練2下列各電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是√解析1.(電場(chǎng)強(qiáng)度的概念)電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)減半B.若P點(diǎn)沒(méi)有試探電荷,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向1234隨堂演練√1.(電場(chǎng)強(qiáng)度的概念)電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是123解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的,與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無(wú)關(guān),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.電荷量一定時(shí),由F=Eq可知,P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大,同一電荷在P點(diǎn)所受的靜電力越大,C正確.若試探電荷是正電荷,它在該點(diǎn)的受力方向就是P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,若試探電荷是負(fù)電荷,它在該點(diǎn)的受力方向的反方向是P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,D錯(cuò)誤.1234解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的,與是否放入試探電荷、放入電2.(點(diǎn)電荷的電場(chǎng))下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k的幾種不同的理解,正確的是A.以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)相同B.當(dāng)r→0時(shí),E→∞;當(dāng)r→∞時(shí),E→0C.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷QD.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比1234√2.(點(diǎn)電荷的電場(chǎng))下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k的幾解析以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向不同,場(chǎng)強(qiáng)是矢量,所以場(chǎng)強(qiáng)不同,故A錯(cuò)誤.當(dāng)r→0時(shí),點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k已經(jīng)不適用,當(dāng)r→∞時(shí),E→0,故B錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與點(diǎn)電荷Q的性質(zhì)有關(guān),正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是背向點(diǎn)電荷Q,負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是指向點(diǎn)電荷Q,故C錯(cuò)誤.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E=k,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比,故D正確.1234解析以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上,各處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等3.(電場(chǎng)線)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖9所示.則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是1234√圖93.(電場(chǎng)線)一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用解析由v-t圖像可知,負(fù)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷受到的靜電力方向逆著電場(chǎng)線方向,且電場(chǎng)強(qiáng)度增大,電場(chǎng)線變密集,故C對(duì).1234解析由v-t圖像可知,負(fù)電荷做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),負(fù)電荷12344.(電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加)如圖10所示,以O(shè)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f.等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時(shí),在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.現(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置,關(guān)于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變化,下列敘述正確的是A.移至c處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向沿OeB.移至b處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半,方向沿OdC.移至e處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半,方向沿OcD.移至f處,O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向沿Oe√圖1012344.(電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加)如圖10所示,以O(shè)為圓心的圓周1234123412341234考點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1.(多選)(2020·巴蜀中學(xué)期中)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)A放一電荷量為+q的試探電荷,它所受到的靜電力大小為F,方向水平向右,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小EA=
,方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是A.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為-q的試探電荷,A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)镃.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為-q的試探電荷,它所受的靜電力方向水平向左D.在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,它所受的靜電力大小為2F√基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練課時(shí)對(duì)點(diǎn)練12345678910111213√考點(diǎn)一電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度√基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練課時(shí)對(duì)點(diǎn)練12345678解析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右.電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身的性質(zhì),與試探電荷的正負(fù)和帶電荷量大小無(wú)關(guān),故A、B錯(cuò)誤;在A點(diǎn),正電荷的受力方向和負(fù)電荷的受力方向相反,故負(fù)電荷所受的靜電力方向?yàn)樗较蜃?,故C正確;A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定,則由F=qE知在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+2q的試探電荷,則它所受的靜電力大小變?yōu)?F,故D正確.12345678910111213解析電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正試探電荷所受的靜電力方向相同,所以A2.一個(gè)帶電荷量為q的試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力為F,這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在下圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是12345678910111213解析電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定,與放入該點(diǎn)的試探電荷及其所受靜電力無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)誤;試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力F=Eq,F(xiàn)正比于q,C錯(cuò)誤,D正確.√2.一個(gè)帶電荷量為q的試探電荷在電
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