2019_2020版高中物理第一章3電場(chǎng)強(qiáng)度課件新人教版.pptx

3 電場(chǎng)強(qiáng)度,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.知道電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì).2.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.3.理解點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理.4.理解電場(chǎng)線的概念、特點(diǎn),了解常見(jiàn)的電場(chǎng)線的分布,知道什么是勻強(qiáng)電場(chǎng).,課前預(yù)習(xí),課堂探究,隨堂演練,課前預(yù)習(xí) 掌握新知,知識(shí)梳理,一、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度 1.電場(chǎng) (1)概念:存在于電荷周圍的一種 物質(zhì),場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式. (2)性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有 的作用,電荷間通過(guò) 發(fā)生相互作用. (3)靜電場(chǎng): 的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng).,特殊,電場(chǎng),力,靜止,2.電場(chǎng)強(qiáng)度 (1)兩種不同功能的電荷 試探電荷:用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng) 及其 分布情況的電荷,電荷量和尺寸必須 . 場(chǎng)源電荷: . (2)定義: 在電場(chǎng)中某個(gè)位置所受的力與其 成正比,即F=Eq,在電場(chǎng)的不同位置,比例常數(shù)E一般 ,它反映了電場(chǎng)在這點(diǎn)的性質(zhì),叫做電場(chǎng)強(qiáng)度.,是否存在,強(qiáng)弱,充分小,產(chǎn)生電場(chǎng),試探電荷,帶電荷量,不一樣,(4)單位: 或 . (5)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟 在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同.,N/C,V/m,正電荷,二、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1.真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度 (2)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 . 2.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷,則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的 . 三、電場(chǎng)線、勻強(qiáng)電場(chǎng) 1.電場(chǎng)線:畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的 方向.電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線,而是為了形象地描述電場(chǎng)而 的線.,靜電力常量,場(chǎng)源電荷,向外,向內(nèi),矢量和,電場(chǎng)強(qiáng)度,假想,2.電場(chǎng)線的特點(diǎn) (1)起始于無(wú)限遠(yuǎn)或正電荷,終止于 或 . (2)任意兩條電場(chǎng)線不相交. (3)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的 ,在同一幅圖中,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 . 3.勻強(qiáng)電場(chǎng) (1)定義:各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 、方向 的電場(chǎng). (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線: 的平行直線.,負(fù)電荷,無(wú)限遠(yuǎn),強(qiáng)弱,較密,較疏,相等,相同,間距相等,科學(xué)思維,1.思考判斷,(1)電場(chǎng)看不見(jiàn),摸不著,因此電場(chǎng)實(shí)際不存在.( ) (3)用正、負(fù)兩種試探電荷檢驗(yàn)電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向時(shí),由于受力方向相反,則得到同一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度有兩個(gè)方向.( ) (4)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加滿足平行四邊形定則.( ) (5)電場(chǎng)線可以描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱,也能描述電場(chǎng)的方向.( ),2.思維探究 (1)閱讀教材第10頁(yè)“電場(chǎng)”部分,知道了電場(chǎng)是一種物質(zhì),那么場(chǎng)這種物質(zhì)和實(shí)物的差別在哪里? 答案:實(shí)物所占據(jù)的空間不能再為另一實(shí)物所占據(jù),但幾個(gè)場(chǎng)可以同時(shí)占據(jù)同一個(gè)空間,電場(chǎng)雖然看不見(jiàn)、摸不著,但它是客觀存在的一種物質(zhì). (2)教材第11頁(yè)提到“在物理學(xué)中,常常用比值定義物理量”,電場(chǎng)強(qiáng)度就是用比值法定義的,你還學(xué)過(guò)哪些用比值法定義的物理量?,(3)教材第14頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”的第4題,有的同學(xué)說(shuō),電場(chǎng)線一定是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡.這種說(shuō)法對(duì)嗎?舉例說(shuō)明. 答案:不對(duì).例如:正電荷的電場(chǎng)線呈輻射狀,電子可以垂直正電荷的電場(chǎng)線繞正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng).,要點(diǎn)一 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解 探究導(dǎo)學(xué),課堂探究 突破要點(diǎn),天體之間沒(méi)有直接接觸,就有引力作用,這種作用是通過(guò)引力場(chǎng)傳遞的,電荷與電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.試問(wèn): (1)你知道哪里有電場(chǎng)嗎? (2)電場(chǎng)的強(qiáng)弱怎樣描述?,答案:(1)帶電體的周圍存在電場(chǎng). (2)電場(chǎng)的強(qiáng)弱用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述.,要點(diǎn)歸納 1.固有性:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是固有的,是由電場(chǎng)本身決定的.電場(chǎng)中不同的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度一般是不同的. 2.矢量性:電場(chǎng)強(qiáng)度描述了電場(chǎng)的強(qiáng)弱,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.,4.求解電場(chǎng)強(qiáng)度常用的三種方法 (1)等效法:均勻帶電金屬球等一些帶電體有時(shí)可等效為點(diǎn)電荷,因此可以應(yīng)用點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式. (2)對(duì)稱法:均勻帶電金屬板等帶電體周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度上下、左右可能出現(xiàn)對(duì)稱性,利用對(duì)稱性可確定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小. (3)疊加法:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,求解多個(gè)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,可以根據(jù)電荷的分布情況,采用合成方法求解.,例1如圖所示,在真空中有一條直線OMN,OM的距離為30 cm,在O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷 Q=+1.010-9 C,在M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=-1.010-10 C,靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2.求: (1)q在M點(diǎn)受到的靜電力的大小和方向;,答案:(1)110-8N,方向由N指向M,(2)Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向如何? (3)拿走點(diǎn)電荷q后M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;,答案:(2)100 N/C,方向由M指向N (3)100 N/C,方向由M指向N,(3)由電荷所受靜電力與其電荷量的比值來(lái)定義.比值與靜電力及電荷量均無(wú)關(guān).拿走點(diǎn)電荷q后M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=100 N/C,方向由M指向N.,(4)Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在M,N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度哪點(diǎn)大?,答案:(4)M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,學(xué)霸筆記,(1)電場(chǎng)強(qiáng)度由形成電場(chǎng)的電荷及空間位置等因素決定,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).,(教師備用) 例1-1:(2019河北承德校級(jí)月考)如圖所示,真空中有兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷,Q=+210-4 C,q=-210-5 C,它們相距 r=2 m,求: (1)q受的靜電力;,答案:(1)9 N,方向在A與B的連線上,且指向A,(2)q所在的B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB;,答案:(2)4.5105 N/C,方向由A指向B,(3)將q換為q=410-5 C的正點(diǎn)電荷,求q受的靜電力及B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;,答案:(3)18 N,方向由A指向B 4.5105 N/C,方向由A指向B,(4)4.5105 N/C,方向由A指向B,解析:(4)因E與q無(wú)關(guān),q=0也不會(huì)影響E的大小與方向,所以拿走q后電場(chǎng)強(qiáng)度不變,還是4.5105 N/C,方向由A指向B.,答案:(4)4.5105 N/C,方向由A指向B,針對(duì)訓(xùn)練1 (2019重慶校級(jí)月考)有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解,下述說(shuō)法正確的是( ),D,要點(diǎn)二 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 探究導(dǎo)學(xué),閱讀教材第12頁(yè)“電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加”部分內(nèi)容,知道多個(gè)場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,等于各個(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.請(qǐng)思考后畫(huà)圖分析兩個(gè)等量異種電荷連線的中垂線上,從O點(diǎn)向外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向如何變化?,要點(diǎn)歸納 2.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,故當(dāng)某處同時(shí)存在幾個(gè)電場(chǎng)時(shí),該處的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.,例2(2018河南駐馬店期末)如圖所示,16個(gè)電荷量均為+q(q0)的小球(可視為點(diǎn)電荷),均勻分布在半徑為R的圓周上.若將圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球的電荷量換成-2q,則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為( ),D,審題指導(dǎo):,學(xué)霸筆記,(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則),常用的方法有圖解法、解析法、正交分解法等. (2)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. (3)根據(jù)對(duì)稱性原理,靈活利用假設(shè)法、分割法等,求解不能看做點(diǎn)電荷的帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度.,(教師備用) 例2-1:如圖,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(q0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則d點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)( ),B,針對(duì)訓(xùn)練2(2019浙江杭州期末)如圖所示,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+1.010-8 C和Q2=+4.010-8 C,分別固定在x坐標(biāo)軸上的x=0和x= 6 cm的位置,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.在x軸上有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為0的點(diǎn) B.在x=1.2 cm處電場(chǎng)強(qiáng)度為0 C.在x軸上的x6 cm的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度沿著x的正方向,D,要點(diǎn)三 電場(chǎng)線的理解 探究導(dǎo)學(xué),如圖所示,在電場(chǎng)線的模擬實(shí)驗(yàn)中,頭發(fā)屑浮在蓖麻油內(nèi),油中放入電極,電極周圍產(chǎn)生電場(chǎng),頭發(fā)屑排列起來(lái)的形狀顯示出電場(chǎng)線的分布.這說(shuō)明電場(chǎng)線是客觀存在的,對(duì)嗎?,答案:不對(duì),頭發(fā)屑在電場(chǎng)中被極化,極化的頭發(fā)屑在電場(chǎng)中受靜電力,我們用無(wú)數(shù)頭發(fā)屑在靜電力的作用下排列起來(lái)的形狀來(lái)模擬電場(chǎng)線.,要點(diǎn)歸納 1.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線 (1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈輻射狀,正電荷的電場(chǎng)線向外至無(wú)限遠(yuǎn),負(fù)電荷則相反. (2)以點(diǎn)電荷為球心的球面上,電場(chǎng)線疏密相同,但方向不同,說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但方向不同. (3)同一條電場(chǎng)線上,電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,但大小不等.實(shí)際上,點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,任意兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不同,2.等量異號(hào)點(diǎn)電荷與等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,3.電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系 (1)電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡不一定重合. (2)如果不同時(shí)具備以下條件,運(yùn)動(dòng)軌跡不可能與電場(chǎng)線重合. 電場(chǎng)線為直線. 帶電粒子的初速度為零,或初速度沿電場(chǎng)線所在直線. 帶電粒子只受靜電力,或其他力的合力沿電場(chǎng)線所在直線.,例3(2019四川廣安月考)(多選)某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示,帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,由M運(yùn)動(dòng)到N,以下說(shuō)法正確的是( ) A.粒子必定帶負(fù)電荷 B.由于M點(diǎn)沒(méi)有電場(chǎng)線,粒子在M點(diǎn)不受靜電力的作用 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)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能,CD,解析:根據(jù)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的情況,可以確定點(diǎn)電荷受靜電力的方向沿電場(chǎng)線切線方向,故此點(diǎn)電荷帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線是形象描述電場(chǎng)的工具,M點(diǎn)沒(méi)有電場(chǎng)線,在M點(diǎn)依然有電場(chǎng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,點(diǎn)電荷受到的靜電力就越大,其加速度也越大,選項(xiàng)C正確;粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),靜電力做正功,點(diǎn)電荷在N點(diǎn)的動(dòng)能大,選項(xiàng)D正確.,學(xué)霸筆記,(1)電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入的假想曲線,帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是帶電粒子在電場(chǎng)中實(shí)際通過(guò)的徑跡,所以電場(chǎng)線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡. (2)帶電粒子只在靜電力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知靜電力一定指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),又因?yàn)殪o電力一定與電場(chǎng)線相切,所以運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線是相交的,不可能重合. (3)電場(chǎng)線上某點(diǎn)切線的方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向,不表示電荷受力的方向,更不表示速度的方向.正試探電荷受到的靜電力的方向沿該點(diǎn)切線方向,負(fù)試探電荷受到的靜電力的方向沿該點(diǎn)切線方向的反方向.,(教師備用) 例3-1:某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( ) A.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) B.試探電荷在A點(diǎn)受到的靜電力比在B點(diǎn)受到的靜電力大 C.試探電荷在A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)的瞬時(shí)加速度小 D.負(fù)電荷在B點(diǎn)受到靜電力的方向沿B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,B,解析:根據(jù)圖象可知這不是孤立的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),故A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小,由圖可知,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,試探電荷在A處受到的靜電力大;產(chǎn)生的加速度也大,故B正確,C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,但負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的靜電力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反,故D錯(cuò)誤.,針對(duì)訓(xùn)練3(2019安徽滁州校級(jí)檢測(cè))一正電荷從電場(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)間圖象如圖所示,則A,B所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是( ),解析:由v-t圖象可知,電荷做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng),因此該電荷所受靜電力越來(lái)越大,電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大,電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,且正電荷受力與電場(chǎng)方向相同,故A,B,C錯(cuò)誤,D正確.,D,隨堂演練 檢測(cè)效果,1.(2019四川綿陽(yáng)校級(jí)月考)(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是( ) A.電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的,電場(chǎng)最基本的特征是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用 B.電場(chǎng)是人為設(shè)想出來(lái)的,其實(shí)并不存在 C.某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度越大,同一電荷在該點(diǎn)所受到的靜電力越大 D.某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)受到的靜電力的方向,AC,2.(2019江西宜春月考)(多選)如圖所示,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=EB C.電場(chǎng)線從A指向B,所以EAEB D.不知A,B附近電場(chǎng)線的分布情況,EA,EB的大小不能確定,解析:電場(chǎng)線的切線方向即電場(chǎng)強(qiáng)度方向,所以選項(xiàng)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,所以選項(xiàng)B,C錯(cuò)誤,D正確.,AD,3.(2019河北邯鄲校級(jí)月考)下列各電場(chǎng)中,A,B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是( ),C,解析:A圖中,A,B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B圖中,A,B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同,但大小不等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;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,選項(xiàng)C正確;D圖中A,B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,4.(2019江蘇泰州月考)如圖,M,N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O點(diǎn)為半圓弧的圓心,MOP=60.電荷量相等、電性相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M,N兩點(diǎn),這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1;