沪科版高中物理选修3-1课件：2.1 探究电场的力的性质

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1、第二章,学案1 探究电场的力的性质,目标定位 1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算. 2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征. 3.理解点电荷的电场及场强叠加原理,内容索引,知识探究,达标检测,知识探究,1,一、电场 电场强度,1.在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？,答案,2F nF,1.电场强度：电场中某点的电荷 跟它的 的比值叫做电场在该点的电场强度，用公式E 表示；单位是 ，符号为N/C.

2、 2.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向. 3.电场强度的唯一性：决定于 ，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均 (填“有关”或“无关”). 4.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的方向 ，与负电荷所受电场力方向 .,所受到的电场力F,电荷量q,牛/库,电场本身,无关,相同,相反,答案,比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只取决于物质、电阻、电场本身的性质.,例1 如图1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则： (1)B处场强是多少

3、？方向如何？,答案,解析,图1,200 N/C 方向与F1相反,因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反,(2)如果换成一个q24.0107C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？,答案,解析,8.0105 N 200 N/C,q2在B点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与场强方向相同，也就是与F1反向.此时B处场强仍为200 N/C不变，方向与F1相反.,二、点电荷的电场 电场强度的叠加原理,1.如图2所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？,答案,图2,

4、2.如果再有一正点电荷QQ，放在如图3所示的位置，q所在位置的电场强度多大？,答案,图3,点电荷周围的电场： (1)公式：E_，其中k是 ，Q是 的电荷量. (2)适用条件：真空中； . (3)方向：当Q为正电荷时，E的方向沿半径 ；当Q为负电荷时，E的方向沿半径 . (4)当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强度为各个点电荷 在该点产生的电场强度的 .,静电力常量,场源电荷,点电荷,向外,向内,单独,矢量和,如果以点电荷Q为中心，r为半径作一球面，球面上各点的电场强度是否相同？,答案,球面上各点的电场强度大小相等.但方向不同，因此电场强度不同.,例2 如图4所示，真空中，带电荷

5、量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则：,图4,(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？,答案,解析,(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？,答案,解析,(3)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？,答案,解析,针对训练 如图5所示，在等边三角形ABC的三个顶点上，固定三个正点电荷，电荷量的大小qq，则三角形ABC的几何中心处电场强度的方向 A.平行于AC边 B.平行于AB边 C.垂直于AB边指向C D.垂直于AB边指向AB,图5,答案,解析,又OAOBOC,三、电场线 匀强电场,1.电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么方法来描述电场？,答案,法拉第

6、采用了画电场线的方法描述电场.,2.在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了电场线的形状，这能否说明电场线是实际存在的线？,答案,电场线实际不存在，但可以用实验模拟.,1.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的 方向. 2.电场线的特点有：(1)起始于无限远或 ，终止于 或. (2)任意两条电场线 . (3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的 . 3.匀强电场中各点的电场强度大小 、方向 ，电场线是.,电场强度,正电荷,负电荷,无限远,不相交,大小,相等,相同,距离相等的平行直线,例3 某电场的电场线分布如图6所示，下列说法正确的是A.c点

7、的电场强度大于b点的电场强度 B.若将一试探电荷q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点 C.b点的电场强度大于d点的电场强度 D.a点和b点的电场强度的方向相同,答案,解析,图6,电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知EaEb，EdEc，EbEd，EaEc，故选项C正确，选项A错误. 由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错误. 电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故选项D错误.,达标检测,2,1.(对电场线的理解)(多选)如图7所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两

8、处的场强，则A.A、B两处的场强方向相同 B.因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EAEB C.电场线从A指向B，所以EAEB D.不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定,1,2,3,图7,答案,解析,电场线的切线方向即场强方向，所以A对； 电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确.,1,2,3,2.(电场强度矢量的叠加)N(N1)个电荷量均为q(q0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图8所示.向右移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为_，方向_.(已知静电力常量为k),答案,解析,1,2,3,图8,沿OP指向P,1,2,3,3.(场强定义式的应用)一试探电荷q4109 C，在电场中P点受到的静电力F6 107 N.则： (1)P点的场强大小为_；,1,2,3,答案,1.5102 N/C,解析,(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小为_；,1,2,3,答案,1.5102 N/C,解析,场强是描述电场的物理量，跟试探电荷无关，所以将试探电荷移走后，场强仍是1.5102 N/C.,(3)放一电荷量为q1.2106 C的电荷在P点，受到的静电力F的大小为_.,1,2,3,答案,1.8104 N,解析,FqE1.21061.5102 N1.8104 N.,本课结束,