《電場及其描述》課件4.ppt

1、第3節(jié) 電場及其描述,溫故知新,精彩回眸,2如圖131所示，人通過繩子拉小車可以使小車向前運動；而用帶電的橡膠棒靠近細水流時，雖然棒與水流沒有接觸，但水流卻發(fā)生了偏移！是什么“傳遞”了棒與水流間的相互作用？ 答案：通過電場這種物質,圖1-3-1,一、電場 1電場的產生：電荷周圍存在著特殊物質_，電荷間的相互作用是通過_發(fā)生的 2電場的基本性質：對放入電場中的_有力的作用 3電場力：電場對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫做_ 二、電場的描述 1試探電荷 定義：放入電場中探測_性質的電荷,新知梳理,電場,電場,電荷,電場力,電場,2電場強度 (1)定義：放入電場中某點的電荷受到的_跟它的_的比值

2、 (2)定義式：E_.在國際單位制中，電場強度的單位為V/m或_.適用于_電場 (3)方向：電場中某點的電場強度的方向與_電荷在該點受到的電場力的方向相_ ，與_電荷在該點受到的電場力的方向相_ (4)物理意義：描述電場_、_和電場力的物理量 (5)場強是矢量：場強的合成遵守_定則,電場力F,電荷量q,N/C,靜,正,同,負,反,強弱,方向,平行四邊形,3點電荷的場強 (1)公式：_，Q為真空中點電荷的帶電荷量，r為該點到點電荷Q的距離 (2)方向：若Q為正電荷，場強方向沿Q和該點的連線指向該點；若Q為負電荷，場強方向沿Q和該點的連線指向Q. (3)適用條件： _ 4勻強電場 電場中各點的場強

3、_和_都相同,真空中的點電荷,大小,方向,三、電場線 1電場線是畫在電場中的一條條有_的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向 2電場線的特點 (1)電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于_ _ (2)電場線在電場中不_，不_ ，這是因為在電場中任意一點的電場強度不可能有兩個方向 (3)在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較_，電場強度較小的地方電場線較_，因此可以用電場線的疏密來表示電場強度的相對大小,方向,無限遠,或負電荷,相交,閉合,疏,密,(4)幾種常見電場的電場線如圖132所示,圖1-3-2,合作探究,1電場中某點的電場強度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間

4、位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關系 2電場強度的定義給出了一種測量或計算電場中某點的電場強度的方法 3電場強度描述了電場的強弱，是矢量，其方向跟在該點的正電荷受電場力的方向相同,如何理解電場強度？,(3)在點電荷Q的電場中不存在場強相同的兩點,1真空中的A、B兩點分別放置有異種點電荷Q1、Q2，已知它們間的庫侖力為10 N，電荷量分別為Q12104 C，Q22104 C求： (1)Q1在Q2處產生的電場強度E1； (2)Q2在Q1處產生的電場強度E2； (3)AB連線的中點O處的電場強度E0.,答案：(1)5104 N/C方向沿AB的延長線方向 (2)510

5、4 N/C方向由A指向B (3)4105 N/C方向由A指向B,1電場線不是電荷的運動軌跡 (1)電場線是為形象地描述電場而引入的假想曲線，規(guī)定電場線上某點的場強方向沿該點的切線方向，也就是正電荷在該點受電場力產生的加速度的方向,如何理解電場線？,(2)運動軌跡是帶電粒子在電場中實際通過的徑跡，徑跡上每點的切線方向為粒子在該點的速度方向結合力學知識，可以知道物體的速度方向不一定與加速度的方向一致，因此電場線不一定是粒子的運動軌跡 (3)在滿足以下條件時，電場線與帶電粒子運動軌跡重合 電場線是直線； 帶電粒子只受電場力作用，或受其他力，但方向沿電場線所在的直線； 帶電粒子初速度為零或初速度方向沿

6、電場線所在的直線,2電場線的疏密和場強的關系的常見情況 按照電場線的畫法的規(guī)定，場強大的地方電場線密，場強小的地方電場線疏在圖133中EAEB.,圖1-3-3,圖1-3-4,但若只給一條直電場線如圖134所示，則無法由疏密程度來確定A、B兩點的場強的大小，對此情況可有多種推理判斷： 若是正點電荷電場中的一根電場線，則EAEB. 若是負點電荷電場中的一根電場線，則EAEB. 若是勻強電場中的一根電場線，則EAEB.,2.如圖135所示為靜電場的一部分電場線的分布，下列說法正確的是 () A這個電場可能是負點電荷形成的,圖1-3-7,BC點處的場強為零，因為那里沒有電場線 C點電荷q在A點所受到的

7、電場力比在B點所受到的電場力大 D負電荷在B點時受到的電場力的方向沿B點切線方向,解析：負點電荷的電場線一定是直線故A錯沒有電場線的地方，場強不一定為零，故B錯A點電場線比B點密，所以電荷在A點所受電場力比在B點大，故C正確負電荷的受力方向與電場線切線方向相反，故D錯 答案：C,典例精析,【例1】 下列關于電場強度的說法中，正確的是(),電場強度的理解,思路點撥：根據電場強度的兩種表達式適用條件及物理情景進行判斷,答案：C,答案：D,【例2】 如圖136所示實線是一簇未標明的由點電荷產生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點若帶電粒子在運動中只受電場力作用

8、，根據此圖可作出正確判斷的是 (),圖1-3-6,電場線的理解及應用,A帶電粒子所帶電荷的性質 B帶電粒子在a、b兩點的受力方向 C帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大 D帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大 解析：由軌跡的彎曲情況，可知電場力應沿電場線向左，但因不知電場線的方向，故帶電粒子所帶電荷符號不能確定設粒子從a運動到b(也可以分析從b到a的情形，兩種分析不影響結論)，速度方向與電場力夾角大于90，故速度減小，由電場線的疏密程度知a點場強大于b點場強，帶電粒子在a點受電場力較大，從而加速度較大，綜上所述B、C、D正確 答案：BCD,反思領悟：運用電場線分析問題時注意：(1)電場線密的地方

9、，場強大，電荷在該處受到的靜電力就大；(2)如果電荷只受靜電力，由牛頓第二定律，則靜電力大時，電荷的瞬時加速度也大,如圖137所示，帶箭頭的線段表示某一電場的電場線，在電場力的作用下(不計重力)，一帶電粒子徑跡如圖137中虛線所示，以下判斷正確的是 (),圖1-3-7,AA、B兩點相比較，A點場強小 B粒子在A點時加速度大 C粒子帶正電 D因粒子運動方向不確定，無法判斷粒子的電性,解析：電場線疏密程度表示場強大小，所以A對；由FEq得粒子所受電場力F與E成正比，所以FAFB，又因為Fma，所以a又與F成正比，aAaB，B錯；假設粒子從A向B運動，則速度方向沿軌跡的切線方向，若粒子帶正電，則受力

10、沿電場線方向，因為物體做曲線運動時軌跡偏向力的方向，與題意不符，所以粒子帶負電；若粒子從B向A運動，速度方向沿軌跡切線方向，若粒子帶正電，受力仍沿電場線方向，軌跡偏轉方向與題意不符，所以粒子帶負電，由以上分析可得，粒子帶負電，C、D均不對 答案：A,【例3】 如圖138所示，質量為m的帶電小球用絕緣線懸掛于O點，并處在水平向左的勻強電場中，場強為E，球靜止時絲線與豎直方向的夾角為，求：,電場中的力學規(guī)律的應用,圖1-3-8,(1)小球帶何種電荷，電荷量是多少？ (2)若燒斷絲線，則小球將做什么運動？(設電場范圍足夠大),思路點撥：解本題的關鍵是對小球進行正確的受力分析，分析中要注意研究對象多受

11、了一個電場力，其分析方法不變,解析：(1)如圖所示，由平衡條件得F電qEmgtan ，所以qmgtan /E，因小球受到向左的電場力，所以小球帶正電,答案：見解析,反思領悟：力、電綜合問題分析方法：該類問題的分析方法與力學中的分析方法相同，只是在受力分析時，要正確加上電場力，即可根據其狀態(tài)(平衡或加速)結合牛頓運動定律或功能關系進行求解具體步驟如下：明確研究對象；將研究對象隔離，分析其所受全部外力；根據平衡條件或牛頓定律(或動能定理)列出方程；解方程求出結果,如圖139所示，在場強為E，方向豎直向下的勻強電場中的豎直平面內，有一絕緣光滑的半圓形軌道，在軌道的最高點A處有一質量為m、電荷量為q帶正電的小球使小球由靜止開始滑下，試求小球經過最低點B時，對軌道的壓力N的大小,圖1-3-9,解析：小球由A運動到B的過程中，只有重力和電場力對小球做功，由動能定理得：,在B點，小球加速度豎直向上，即向心加速度，有： 由、解得N3(m