精編高二物理課堂教學(xué)課件選修3-1第一章第三節(jié).ppt

1、一、知識與技能 1了解電荷周圍存在電場，電荷間的相互作用是通過電場來實(shí)現(xiàn)的。 2理解電場強(qiáng)度的定義、公式、單位和方向，掌握電場強(qiáng)度矢量疊加的方法，并進(jìn)行簡單計(jì)算。 3識別常見電場的電場線特征，理解勻強(qiáng)電場的定義及電場線分布的特征。,二、過程與方法 通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀 發(fā)展對物理學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，樹立科學(xué)的價(jià)值觀。,1在電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，處在電場中的其他電荷受到的作用力就是_給予的。由_電荷產(chǎn)生的電場稱為靜電場。,2放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的_的比值，叫做該點(diǎn)和電場強(qiáng)度。用_表示，其表達(dá)式

2、為E_，電場強(qiáng)度的單位為_，符號為_；另一單位是_，符號是_，即1 V/m_。,3電場強(qiáng)度是_量，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向跟_在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同，與_在該點(diǎn)所受靜電力的方向相反。 4電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷_在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的_。,5電場線是畫在電場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_。其特點(diǎn)為： (1)電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于_。 (2)電場線在電場中不_，這是因?yàn)樵陔妶鲋腥我庖稽c(diǎn)的電場強(qiáng)度不可能有兩個(gè)方向。 (3)在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較_，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較_，因此可以用電場線的疏密表示電場強(qiáng)度

3、的相對大小。,6如果電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的_、_，這個(gè)電場就叫做勻強(qiáng)電場。勻強(qiáng)電場的電場線是_的平行線。,答案： 1這個(gè)電場靜止 2電荷量qE 牛每庫N/C伏每米V/m1 N/C 3矢正電荷負(fù)電荷 4單獨(dú)矢量和 5電場強(qiáng)度方向無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷相交密疏 6大小相等方向相同間隔相等,知識點(diǎn)1 電場 1電場 (1)概念：電荷在其周圍空間存在著電場。電荷之間相互作用的實(shí)質(zhì)是通過周圍的電場發(fā)生的。電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)，與宏觀上的物質(zhì)不同。 (2)性質(zhì)：電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有電場力的作用，這也是檢驗(yàn)空間是否存在電場的依據(jù)之一。,2電磁場 (1)概念：電場以及磁場是互相聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場

4、。 (2)特點(diǎn)：變化的電磁場以有限的速度光速，在空間傳播。 它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動量。因而場與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。 (3)靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場，稱為靜電場。,知識點(diǎn)2 電場強(qiáng)度 (1)試探電荷(檢驗(yàn)電荷)：用來檢驗(yàn)電場是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的帶電體，稱為試探電荷或檢驗(yàn)電荷。 試探電荷的電荷量極小，尺寸充分小，放入電場中不能影響原電場。 試探電荷可帶正電，也可帶負(fù)電。 (2)場源電荷：激發(fā)電場的電荷稱為場源電荷或源電荷，場源電荷是電場的“源泉”。,(3)電場強(qiáng)度 物理意義：電場強(qiáng)度是反映電場本身力的性質(zhì)的物理量，其大小表示電場的強(qiáng)弱。 定義式：放入電場中

5、某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。公式為E ，適用于一切電場，但E與F、q無關(guān)，僅取決于電場本身。,國際單位制中，場強(qiáng)的單位為牛頓每庫侖，符號N/C。 如果1 C的電荷在電場中的某點(diǎn)受到的靜電力為1 N，這點(diǎn)的電場強(qiáng)度就是1 N/C。 電場強(qiáng)度的另一單位是伏特每米，符號V/m。 1 V/m1 N/C。 電場強(qiáng)度是矢量。物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同，負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)所受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)的方向相反。,【例1】電場中有一點(diǎn)P，下列說法中正確的是 () A若放在P點(diǎn)的電荷的電量減半，則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半 B若P點(diǎn)

6、沒有試探電荷，則P點(diǎn)場強(qiáng)為零 CP點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一點(diǎn)電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大 DP點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的電荷的受力方向 【答案】C,【解析】對電場中某一確定的點(diǎn)來說場強(qiáng)是不變的，與是否放檢驗(yàn)電荷或者檢驗(yàn)電荷的電荷量沒有關(guān)系，故A、B均錯(cuò)誤；正檢驗(yàn)電荷受力方向與場強(qiáng)方向相同，負(fù)檢驗(yàn)電荷受力方向與場強(qiáng)方向相反，因不知檢驗(yàn)電荷的電性，故D錯(cuò)誤；由公式FqE知C正確。,知識點(diǎn)3 點(diǎn)電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加 1點(diǎn)電荷Q在真空中形成的電場中，距離Q為r的P點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E。 2方向：如果Q是正電荷，E的方向沿著PQ的連線并背離Q；如果Q是負(fù)電荷，E的方向沿著PQ的連線并指向Q。,3電場的疊加原理

7、(1)某點(diǎn)的場強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加。 (2)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場，與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同，球外各點(diǎn)的電場強(qiáng)度為 E。 式中，r是球心到該點(diǎn)的距離，且rR；Q為整個(gè)球體所帶的電荷量。,【例2】在真空中相距L的A、B兩點(diǎn)，分別放置大小均為Q的正、負(fù)點(diǎn)電荷，那么離A、B兩點(diǎn)距離都等于L的點(diǎn)C的電場強(qiáng)度大小為多少，方向如何？ 【答案】，方向平行于AB邊，沿AB方向,圖131,【思維點(diǎn)悟】兩個(gè)(或兩個(gè)以上)的點(diǎn)電荷在真空中同時(shí)存在時(shí)，空間某點(diǎn)的場強(qiáng)E等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的

8、場強(qiáng)E1、E2的矢量和。 (1)同一直線上的場強(qiáng)的疊加，可簡化為代數(shù)和； (2)不在同一直線上的兩個(gè)場強(qiáng)的疊加，用平行四邊形定則求合場強(qiáng)。,知識點(diǎn)4 電場線 1電場線 電場線是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^地描述電場的方向和大小，在電場中畫出的一系列有方向的曲線，電場線在電場中并不實(shí)際存在，只是為了便于研究電場而假想的。 2電場線的性質(zhì) (1)電場線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的場強(qiáng)方向。 (2)電場線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷，它是不閉合的曲線。,(3)電場線的疏密程度反映了電場的強(qiáng)弱。在電場的某一區(qū)域，如果場強(qiáng)的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的電場叫做勻強(qiáng)電場。勻強(qiáng)電場的電場線是相互平行、疏密均勻的直線。 (

9、4)電場中任意兩條電場線在空間不相交。,3幾種常見帶電體周圍的電場線分布 (1)點(diǎn)電荷的電場線分布：正電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無窮遠(yuǎn)；負(fù)電荷的電場線從無窮遠(yuǎn)處延伸到負(fù)電荷，如圖132所示。,圖132,(2)兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場線分布：等量異種電荷的電場線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止；等量同種電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠(yuǎn)，或從無限遠(yuǎn)延伸到負(fù)電荷，如圖133所示。,圖133,(3)兩塊靠近的帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場線分布如圖134所示。,圖134,4勻強(qiáng)電場 (1)概念：在電場的某一區(qū)域，如果場強(qiáng)的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的電場叫做勻強(qiáng)電場。 (2)特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場的電場線是距

10、離相等的平行直線。,【例3】如圖135所示是靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是() A這個(gè)電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場 B點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場力比在B點(diǎn)所受到的電場力大 C點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力) D負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力的方向沿B點(diǎn)切線方向以,圖135,【答案】B 【解析】負(fù)點(diǎn)電荷的電場線是自四周無窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)點(diǎn)電荷的直線，故A錯(cuò)。 電場線越密的地方場強(qiáng)越大，由圖知EAEB，又因FqE，得FAFB，故B正確。 由a 知，aF，而FE，EAEB，所以aAaB，故C錯(cuò)。 B點(diǎn)的切線方向即B點(diǎn)場強(qiáng)方向，而負(fù)電荷所受電場力方向與其

11、相反，故D錯(cuò)。,【思維點(diǎn)悟】既可以根據(jù)電場線的疏密判定電場強(qiáng)度的大小，又可以據(jù)電場線上某點(diǎn)的切線方向判定該處的場強(qiáng)方向，特別注意的是負(fù)電荷受力方向與切線方向相反。,【例4】下圖中畫了四個(gè)電場的電場線，圖中小圓圈表示一個(gè)點(diǎn)電荷，那么，不管點(diǎn)電荷為正還是為負(fù)，當(dāng)它從圖中位置無初速釋放后，要做加速度越來越大的運(yùn)動，哪種情況才是可能的 (),【答案】D 【解析】點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場中只受電場力作用時(shí)加速度為定值，選項(xiàng)A不可能；選項(xiàng)B所示電場，順著電場線方向電場線越來越密，由靜止釋放正電荷時(shí)，其加速度越來越大，若為負(fù)電荷其加速度會越來越小，選項(xiàng)B不可能；同理選項(xiàng)C也不可能；由于D圖中點(diǎn)電荷所處位置的左右兩邊

12、電場線都是越來越密，由此處無論釋放正電荷還是負(fù)電荷，它們的加速度都會越來越大，故答案為D。,【思維點(diǎn)悟】當(dāng)點(diǎn)電荷的加速度越來越大時(shí)，其所受電場力必越來越大。電荷將向著場強(qiáng)越來越大即電場線變密的方向運(yùn)動。做題時(shí)注意題中條件是：不論正、負(fù)點(diǎn)電荷，加速度都會越來越大，這一點(diǎn)要求做題時(shí)要充分考慮到點(diǎn)電荷從靜止釋放時(shí)，正點(diǎn)電荷將沿電場線方向移動，負(fù)點(diǎn)電荷將逆著電場線方向移動。,在點(diǎn)電荷Q的電場中不存在E相同的兩個(gè)點(diǎn)，兩點(diǎn)在以Q為圓心的同一個(gè)圓周上時(shí)，E的大小相等但方向不同；兩點(diǎn)在以Q為圓心的同一直徑上時(shí)，E的方向相同而大小不等。,2電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡的關(guān)系 如果電場線是直線，且?guī)щ娏Ｗ映?/p>

13、速度為零或初速度方向在這條直線上，那么帶電粒子的受力與其速度在一條直線上，帶電粒子做加速直線運(yùn)動或減速直線運(yùn)動，運(yùn)動軌跡和電場線重合。 如果電場線是條直線，帶電粒子有一定的初速度且初速度方向不在這條直線上，那么帶電粒子在運(yùn)動過程中速度方向要向著受力方向改變，其軌跡是曲線。,如果電場線是曲線，無論帶電粒子是否有初速度，由于其受力方向在不斷發(fā)生改變，帶電粒子由于慣性，其運(yùn)動速度方向不可能每時(shí)每刻都與受力方向一致，所以其軌跡一定不與電場線重合。 總之，電場線是為了形象地描述電場而引入的假想曲線，規(guī)定電場線上每點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向，即在該點(diǎn)受力產(chǎn)生加速度的方向，電場線與運(yùn)動軌跡不能混為一談，不

14、能認(rèn)為電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡。,【例5】關(guān)于電場線的說法中，正確的是() A電場線既能描述電場的方向，也能描述電場的強(qiáng)弱 B電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡 C電場線是人們?yōu)榱耸闺妶鲂蜗蠡僭O(shè)的從正電荷出發(fā)至負(fù)電荷終止的曲線，它實(shí)際是不存在的 D電場線是假設(shè)出來的一組曲線(或直線)，所以它不能用實(shí)驗(yàn)方法來模擬 【答案】A、C,3等量異種與等量同種點(diǎn)電荷連線和中垂線上場強(qiáng)的變化規(guī)律 (1)等量異種點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)相比較，中點(diǎn)場強(qiáng)最小，中垂線上各點(diǎn)相比較，中點(diǎn)的場強(qiáng)最大；等量同種點(diǎn)電荷連線上中點(diǎn)場強(qiáng)最小，等于零。因?yàn)闊o窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)為零，則沿等量同種點(diǎn)電荷中垂線從中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處，電

15、場強(qiáng)度先增大后減小，中間某位置必有最大值。,(2)等量異種點(diǎn)電荷連線和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)對稱處的場強(qiáng)相同；等量同種電荷連線和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)對稱處的場強(qiáng)大小相等，方向相反。 (3)它們的疊加合成滿足平行四邊形定則，同學(xué)們可以自己畫出規(guī)律示意圖。 以上三個(gè)規(guī)律可根據(jù)場強(qiáng)的疊加或電場線的分布導(dǎo)出。,【例6】如圖136所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子所受另一力的大小和方向變化的情況是 () A先變大，后變小，方向水平向左 B先變大，后變小，方向水平向右 C先變小，后變大，方向水平向左 D先變小，后變大，方向水平向右,圖136,【答案】B 【解析】中垂線上的場強(qiáng)方

16、向水平向右，且從O點(diǎn)向兩側(cè)依次減小，電子所受電場力的方向水平向左，由平衡可知，外力的方向水平向右，故B正確。,無 網(wǎng) 捕 魚 無網(wǎng)捕魚實(shí)際上是電捕魚，這種作業(yè)方式簡單地說就是作業(yè)中利用發(fā)電設(shè)備和吸魚機(jī)械。漁船開到作業(yè)漁場的魚群附近，把吸魚機(jī)的吸魚管道伸向魚群，并以它作為陽極；船的另一側(cè)或船尾把陰極伸入水中，然后兩極通過電流，在陰陽極之間的水域形成了電場，魚群便沖向陽極的吸魚管口，被吸魚機(jī)吸到船上。,這種捕魚方法既不用漁網(wǎng)，也不必包抄或追捕魚群，更不像其他作業(yè)方式那樣放網(wǎng)、起吊，大大減輕了勞動強(qiáng)度，又顯著提高了產(chǎn)量。那么，為什么在電場里面魚會沖向陽極呢？原來，魚體是一個(gè)導(dǎo)體，電場對它有刺激作用。電場中，魚體若與電場的方向平行時(shí)，所受的刺激就大；與電場方向垂直時(shí)，受到