高中物理第2章電場(chǎng)與示波器2_1探究電場(chǎng)的力的性質(zhì)課件滬科版選修3_1

,第二章,學(xué)案1 探究電場(chǎng)的力的性質(zhì),目標(biāo)定位 1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及公式，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 2.會(huì)用電場(chǎng)線(xiàn)表示電場(chǎng)，并熟記幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布特征. 3.理解點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理,內(nèi)容索引,知識(shí)探究,達(dá)標(biāo)檢測(cè),知識(shí)探究,1,一、電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度,1.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？,答案,2F nF,1.電場(chǎng)強(qiáng)度：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷 跟它的 的比值叫做電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，用公式E 表示；單位是 ，符號(hào)為N/C. 2.電場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義：表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向. 3.電場(chǎng)強(qiáng)度的唯一性：決定于 ，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(guān)”或“無(wú)關(guān)”). 4.電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與在該點(diǎn)的正電荷所受電場(chǎng)力的方向 ，與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向 .,所受到的電場(chǎng)力F,電荷量q,牛/庫(kù),電場(chǎng)本身,無(wú)關(guān),相同,相反,答案,比值法定義的特點(diǎn)是被定義的物理量與作比值的兩個(gè)量無(wú)關(guān)，只取決于物質(zhì)、電阻、電場(chǎng)本身的性質(zhì).,例1 如圖1所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，若在B處放置一個(gè)q12.0108 C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0106 N，方向如圖，則： (1)B處場(chǎng)強(qiáng)是多少？方向如何？,答案,解析,圖1,200 N/C 方向與F1相反,因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反,(2)如果換成一個(gè)q24.0107C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,解析,8.0105 N 200 N/C,q2在B點(diǎn)所受靜電力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，也就是與F1反向.此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)仍為200 N/C不變，方向與F1相反.,二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理,1.如圖2所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有一試探電荷q，已知q到Q的距離為r，Q對(duì)q的作用力是多大？Q在q所在位置產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多大？方向如何？,答案,圖2,2.如果再有一正點(diǎn)電荷QQ，放在如圖3所示的位置，q所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？,答案,圖3,點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)： (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(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 . (4)當(dāng)空間存在多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)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 .,靜電力常量,場(chǎng)源電荷,點(diǎn)電荷,向外,向內(nèi),單獨(dú),矢量和,如果以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑作一球面，球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是否相同？,答案,球面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等.但方向不同，因此電場(chǎng)強(qiáng)度不同.,例2 如圖4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，則：,圖4,(1)點(diǎn)電荷A、B在中點(diǎn)O產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)分別為多大？方向如何？,答案,解析,(2)兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)為多大？,答案,解析,(3)在兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何？,答案,解析,針對(duì)訓(xùn)練 如圖5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qq，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C D.垂直于AB邊指向AB,圖5,答案,解析,又OAOBOC,三、電場(chǎng)線(xiàn) 勻強(qiáng)電場(chǎng),1.電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng)，法拉第采用了什么方法來(lái)描述電場(chǎng)？,答案,法拉第采用了畫(huà)電場(chǎng)線(xiàn)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(xiàn)：頭發(fā)屑在蓖麻油中的排列顯示了電場(chǎng)線(xiàn)的形狀，這能否說(shuō)明電場(chǎng)線(xiàn)是實(shí)際存在的線(xiàn)？,答案,電場(chǎng)線(xiàn)實(shí)際不存在，但可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M.,1.電場(chǎng)線(xiàn)是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上每點(diǎn)的切線(xiàn)方向表示該點(diǎn)的 方向. 2.電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)有：(1)起始于無(wú)限遠(yuǎn)或 ，終止于 或 . (2)任意兩條電場(chǎng)線(xiàn) . (3)在同一幅圖中，電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的 . 3.勻強(qiáng)電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 、方向 ，電場(chǎng)線(xiàn)是 .,電場(chǎng)強(qiáng)度,正電荷,負(fù)電荷,無(wú)限遠(yuǎn),不相交,大小,相等,相同,距離相等的平行直線(xiàn),例3 某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖6所示，下列說(shuō)法正確的是 A.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(xiàn)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,答案,解析,圖6,電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表征了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由題圖可知EaEb，EdEc，EbEd，EaEc，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤. 由于電場(chǎng)線(xiàn)是曲線(xiàn)，由a點(diǎn)靜止釋放的正電荷不可能沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤. 電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)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(xiàn)不在同一條直線(xiàn)上，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),2,1.(對(duì)電場(chǎng)線(xiàn)的理解)(多選)如圖7所示，帶箭頭的直線(xiàn)是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)，在這條線(xiàn)上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)，則 A.A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)方向相同 B.因?yàn)锳、B在一條電場(chǎng)線(xiàn)上，且電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)，所以EAEB C.電場(chǎng)線(xiàn)從A指向B，所以EAEB D.不知A、B附近電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況，EA、EB的大小不能確定,1,2,3,圖7,答案,解析,電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向即場(chǎng)強(qiáng)方向，所以A對(duì)； 電場(chǎng)線(xiàn)的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)大小，只有一條電場(chǎng)線(xiàn)的情況下不能判斷場(chǎng)強(qiáng)大小，所以B、C錯(cuò)誤，D正確.,1,2,3,2.(電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的疊加)N(N1)個(gè)電荷量均為q(q0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，如圖8所示.向右移去位于圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)，方向_.(已知靜電力常量為k),答案,解析,1,2,3,圖8,沿OP指向P,1,2,3,3.(場(chǎng)強(qiáng)定義式的應(yīng)用)一試探電荷q4109 C，在電場(chǎng)中P點(diǎn)受到的靜電力F6 107 N.則： (1)P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)；,1,2,3,答案,1.5102 N/C,解析,(2)將試探電荷移走后，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)；,1,2,3,答案,1.5102 N/C,解析,場(chǎng)強(qiáng)是描述