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1、第3節(jié)電場及其描述理解教材新知把握熱點考向應用創(chuàng)新演練第1章靜電場知識點一知識點二考向一考向二知識點三隨堂基礎鞏固課時跟蹤訓練考向三 自學教材自學教材 1 1電場電場 傳遞電荷相互作用的傳遞電荷相互作用的 ，電場是一種，電場是一種 ，是物質存在的一種形式。是物質存在的一種形式。 2 2電場力電場力 電場對于處在其中的電場對于處在其中的 的作用力。的作用力。 物質物質客觀存在客觀存在電荷電荷 3 3電場強度電場強度 (1) (1)試探電荷：為了測量靜電場對一個電荷的試探電荷：為了測量靜電場對一個電荷的作用力，應使放入的這個電荷的電荷量作用力，應使放入的這個電荷的電荷量 小，小，以致不影響要研究的
2、電場，并能確定電場中各點的以致不影響要研究的電場，并能確定電場中各點的性質，這種電荷叫做試探電荷。性質，這種電荷叫做試探電荷。足夠足夠 (2) (2)定義：放入電場中某點的點電荷所受定義：放入電場中某點的點電荷所受 與它的與它的 的比值，簡稱場強，用字母的比值，簡稱場強，用字母E E表示。表示。 (3) (3)公式：公式： 。 (4) (4)方向：與方向：與 在該點所受電場力的方向相同。在該點所受電場力的方向相同。 (5) (5)單位：牛單位：牛/ /庫，符號：庫，符號： 。 (6) (6)物理意義：反映電場的物理意義：反映電場的 。 電場力電場力電荷量電荷量E EF F/ /q q正點電荷正
3、點電荷強弱強弱N/C 重點詮釋重點詮釋 圖圖1 13 31 1 1 1對電場的認識對電場的認識 (1) (1)電場是一種特殊物質，電場是一種特殊物質，場和實物是物質存在的兩種不同形式。場和實物是物質存在的兩種不同形式。 (2) (2)電荷間的相互作用力是通過電電荷間的相互作用力是通過電場發(fā)生的，如圖場發(fā)生的，如圖1 13 31 1所示。所示。 (3) (3)電場雖然看不見摸不著，但可以通過一電場雖然看不見摸不著，但可以通過一些實驗表現(xiàn)其存在，如在電場中放入電荷，電些實驗表現(xiàn)其存在，如在電場中放入電荷，電場對電荷就有力的作用，這就表明電場是真實場對電荷就有力的作用，這就表明電場是真實存在的一種物
4、質。存在的一種物質。解析：解析：電場中某點電場強度，與形成電場的場源電荷和空電場中某點電場強度，與形成電場的場源電荷和空間位置有關，與有無試探電荷無關，其方向是正電荷在該間位置有關，與有無試探電荷無關，其方向是正電荷在該點的受力方向，故點的受力方向，故B B正確。正確。答案：答案：B B 自學教材自學教材 圖圖1 13 32 2 (3) (3)含義：含義： 點電荷點電荷Q Q的電場中任意點的電場強度的大小與該點電荷的電場中任意點的電場強度的大小與該點電荷的的 成正比，與該點到點電荷成正比，與該點到點電荷 成反比。成反比。 (4) (4)方向：方向： 若若Q Q為正電荷，場強方向沿為正電荷，場強
5、方向沿Q Q和該點的連線指向和該點的連線指向 ；若若Q Q為負電荷，場強方向沿為負電荷，場強方向沿Q Q和該點的連線指向和該點的連線指向 。 2 2勻強電場勻強電場 電場中各點的電場強度的電場中各點的電場強度的 都相同的電場。都相同的電場。電量電量距離的平方距離的平方該點該點Q Q大小和方向大小和方向 重點詮釋重點詮釋 2. 2.對勻強電場的認識對勻強電場的認識 勻強電場是最簡單、最基本的電場，也是高中物理重點研勻強電場是最簡單、最基本的電場，也是高中物理重點研究的電場。究的電場。 (1) (1)特點：電場強度的大小處處相等；方向處處相同。特點：電場強度的大小處處相等；方向處處相同。 (2)
6、(2)同一電荷在同一勻強電場中各處受到的電場力大小、方同一電荷在同一勻強電場中各處受到的電場力大小、方向都相同。向都相同。 (3) (3)兩塊等大、靠近、正對的平行金屬板，帶等量異種電荷兩塊等大、靠近、正對的平行金屬板，帶等量異種電荷時，它們之間的電場除邊緣外是勻強電場。時，它們之間的電場除邊緣外是勻強電場。答案：答案：C C 自學教材自學教材 1 1電場線電場線 用來形象直觀地描述電場的曲線，曲線上任一點用來形象直觀地描述電場的曲線，曲線上任一點的的 表示該點的電場強度的方向。表示該點的電場強度的方向。 2 2電場線的特點電場線的特點 (1) (1)電場線是為了形象描述電場而假想的電場線是為
7、了形象描述電場而假想的 ，實際并不存在。實際并不存在。 (2) (2)任意兩條電場線任意兩條電場線 。切線切線線線不相交不相交 (3) (3)電場線的電場線的 表示電場的強弱；電場表示電場的強弱；電場線上某點的線上某點的 表示該點電場的方向。表示該點電場的方向。 (4) (4)電場線總是起自電場線總是起自 ( (或或 ) )，止，止于于 ( (或或 ) )。即電場線不閉合，在無。即電場線不閉合，在無電荷處不中斷。電荷處不中斷。 (5) (5)電場線不表示電荷在電場中運動的電場線不表示電荷在電場中運動的 。疏密程度疏密程度切線方向切線方向正電荷正電荷無窮遠處無窮遠處負電荷負電荷無窮遠處無窮遠處軌
8、跡軌跡3 3幾種常見電場的電場線幾種常見電場的電場線電場電場電場線形狀電場線形狀簡要描述簡要描述 點電荷點電荷光芒四射，發(fā)散狀光芒四射，發(fā)散狀 點電荷點電荷眾矢之的，匯聚狀眾矢之的，匯聚狀 點點電荷電荷勢不兩立，相斥狀勢不兩立，相斥狀正正負負等量正等量正電場電場電場線形狀電場線形狀簡要描述簡要描述 點點電荷電荷手牽手，心連心，手牽手，心連心，相吸狀相吸狀 電場電場平行的、等間距的、平行的、等間距的、平行狀平行狀等量異種等量異種勻強勻強 重點詮釋重點詮釋 1 1對電場線的理解對電場線的理解 (1) (1)電場線不是電荷的運動軌跡。電場線不是電荷的運動軌跡。 如果不計電荷的重力，在一個點電荷產生的
9、電場或勻如果不計電荷的重力，在一個點電荷產生的電場或勻強電場中由靜止釋放電荷，則運動軌跡與電場線重合。強電場中由靜止釋放電荷，則運動軌跡與電場線重合。 (2) (2)電場線不是閉合的曲線，電場線由正電荷電場線不是閉合的曲線，電場線由正電荷( (或無窮或無窮遠處遠處) )出發(fā)，終止于負電荷出發(fā)，終止于負電荷( (或無窮遠處或無窮遠處) )。 (3) (3)電場線不能相交。如果電場線相交，則在交點放電場線不能相交。如果電場線相交，則在交點放一電荷，電荷的受力有兩個方向，與事實不符。一電荷，電荷的受力有兩個方向，與事實不符。圖圖1 13 33 3 2 2電場線的應用電場線的應用 利用電場線可判斷場強
10、的方利用電場線可判斷場強的方向和大小。向和大小。 按照電場線畫法的規(guī)定，場按照電場線畫法的規(guī)定，場強大處畫電場線密，場強小處畫電場線疏，因此根據電強大處畫電場線密，場強小處畫電場線疏，因此根據電場線的疏密就可以比較場強的大小。例如，圖場線的疏密就可以比較場強的大小。例如，圖1 13 33 3甲中甲中A A點的強度方向沿曲線的場線，由于點的強度方向沿曲線的場線，由于A A點處比點處比B B點處點處的電場線密，可知的電場線密，可知E EA AE EB B。但若只給一條電場線，如圖。但若只給一條電場線，如圖乙，則無法由疏密程度來確定場強大小。對此種情乙，則無法由疏密程度來確定場強大小。對此種情況可有
11、多種推理判斷：若是正點電荷電場中的一況可有多種推理判斷：若是正點電荷電場中的一條電場線，由點電荷場強公式可知條電場線，由點電荷場強公式可知E EA AE EB B。若是。若是負點電荷電場中的一條電場線，則有負點電荷電場中的一條電場線，則有E EB BE EA A。若。若是勻強電場中的一條電場線，則有是勻強電場中的一條電場線，則有E EA AE EB B。圖圖1 13 34 43 3如圖如圖1 13 34 4所示是靜電場的一部分電所示是靜電場的一部分電場線分布，下列說法中正確的是場線分布，下列說法中正確的是( () )A A這個電場可能是負點電荷的電場這個電場可能是負點電荷的電場B B點電荷點電
12、荷q q在在A A點處受到的電場力比點處受到的電場力比在在B B點處受到的電場力大點處受到的電場力大C C點電荷點電荷q q在在A A點處的瞬時加速度比在點處的瞬時加速度比在B B點處的瞬時加點處的瞬時加速度小速度小( (不計重力不計重力) )D D負電荷在負電荷在B B點處所受到的電場力的方向沿點處所受到的電場力的方向沿B B點切線方向點切線方向答案：答案：B B 例例11一試探電荷一試探電荷q q4 410109 9 C C，在電場中，在電場中P P點受點受到的電場力到的電場力F F6 610107 7N N。求：。求： (1) (1)P P點的場強；點的場強； (2) (2)沒有試探電荷
13、時沒有試探電荷時P P點的場強；點的場強； (3) (3)放一電荷量為放一電荷量為q q1.21.210106 6 C C的電荷在的電荷在P P點，受到點，受到的電場力的電場力F F是多大？是多大？ 思路點撥思路點撥 P P點的場強由場源電荷和該點到場源電荷點的場強由場源電荷和該點到場源電荷的距離決定，與其他無關。試探電荷只是起到測量該點場的距離決定，與其他無關。試探電荷只是起到測量該點場強的作用。強的作用。 答案答案 (1)1.5(1)1.510102 2 N/C N/C(2)1.5(2)1.510102 2 N/C N/C(3)1.8(3)1.810104 4 N N1 1電場中有一點電場
14、中有一點P P，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是 ( () )A A若放在若放在P P點的電荷量減半，則點的電荷量減半，則P P點的場強減半點的場強減半B B若若P P點沒有放電荷，則點沒有放電荷，則P P點場強為零點場強為零C CP P點場強越大，則同一電荷在點場強越大，則同一電荷在P P點受到的電場力越大點受到的電場力越大D DP P點的場強方向與放在該點的電荷的受力方向相同點的場強方向與放在該點的電荷的受力方向相同解析：解析：對電場中某一確定的點來說場強是不變的，對電場中某一確定的點來說場強是不變的，與是否放試探電荷或者試探電荷的電荷量沒有關系，與是否放試探電荷或者試探電荷的電荷量
15、沒有關系，故故A A、B B均錯誤；正電荷受力方向與場強方向相同，均錯誤；正電荷受力方向與場強方向相同，負電荷受力方向與場強方向相反，因不知電荷的電負電荷受力方向與場強方向相反，因不知電荷的電性，故性，故D D錯誤；由公式錯誤；由公式F FqEqE知知C C正確。正確。答案：答案：C C圖圖1 13 35 5 例例22一負電荷從電場中一負電荷從電場中A A點靜止點靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到到B B點，它運動的點，它運動的v v t t圖像如圖圖像如圖1 13 35 5所示，則所示，則A A、B B兩點所在區(qū)域的電場線分兩點所在區(qū)域的電場線分布情況
16、可能是圖布情況可能是圖1 13 36 6中的中的 ( () )圖圖1 13 36 6 思路點撥思路點撥 由由vt圖像可知電荷加速度的變化情圖像可知電荷加速度的變化情況，再根據電場線的性質及負電荷所受電場力的方向況，再根據電場線的性質及負電荷所受電場力的方向即可找到正確答案。即可找到正確答案。 解析解析 由題圖可知電荷的速度增加，加速度在增加，由題圖可知電荷的速度增加，加速度在增加，即所受的電場力即所受的電場力( (合外力合外力) )增加，電場強度也必定增加，且增加，電場強度也必定增加，且負電荷逆著電場線的方向運動，根據題圖可以判斷負電荷逆著電場線的方向運動，根據題圖可以判斷C C選項選項符合要
17、求，所以選項符合要求，所以選項C C正確。正確。 答案答案 C C 電場線可以形象地描述電場的強弱和方向，其疏電場線可以形象地描述電場的強弱和方向，其疏密程度表示電場的強弱，某點電場線的切線方向表示密程度表示電場的強弱，某點電場線的切線方向表示該點的電場方向，正電荷所受電場力方向和場強方向該點的電場方向，正電荷所受電場力方向和場強方向相同，負電荷所受電場力方向和場強方向相反。相同，負電荷所受電場力方向和場強方向相反。圖圖1 13 37 7上例題中，一帶負電的微粒僅在電場力作上例題中，一帶負電的微粒僅在電場力作用下以一定初速度從用下以一定初速度從A A點沿電場線運動到點沿電場線運動到B B點，其
18、速度點，其速度時間圖像如圖時間圖像如圖1 13 37 7所示。所示。則這一電場可能圖則這一電場可能圖1 13 38 8是是 ( () )圖圖1 13 38 8答案：答案：D D圖圖1 13 39 9 例例33豎直放置的兩塊足夠長的豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場，其電場強度平行金屬板間有勻強電場，其電場強度為為E E。在該勻強電場中，用絲線懸掛質量。在該勻強電場中，用絲線懸掛質量為為m m的帶電小球。絲線跟豎直方向成的帶電小球。絲線跟豎直方向成角角時小球恰好平衡，小球與右側金屬板相時小球恰好平衡，小球與右側金屬板相距為距為 b b，如圖，如圖1 13 39 9所示。求：所示。求：
19、處理靜電力與動力學綜合問題仍是應用處理處理靜電力與動力學綜合問題仍是應用處理力學問題的方法，先分析受力及運動，然后列出力學問題的方法，先分析受力及運動，然后列出牛頓第二定律方程或平衡方程求解。牛頓第二定律方程或平衡方程求解。圖圖1 13 310102 2如圖如圖1 13 31010所示，用所示，用30 cm30 cm長的長的絕緣細線將質量為絕緣細線將質量為4 410103 3kgkg的帶的帶電小球電小球Q Q懸掛于懸掛于O O點，當空間中有水點，當空間中有水平向右，大小為平向右，大小為1 110104 4 N/C N/C的勻強的勻強電場時，小球偏離豎直方向電場時，小球偏離豎直方向3737后后處于靜止狀態(tài)。求小球的電性、帶電量和細線的拉力。處于靜止狀態(tài)。求小球的電性、帶電量和細線的拉力。( (取取g g10 m/s10 m/s2 2，sin 37sin 370.60.6，coscos 37 370.8)0.8)答案：答案：正電正電3 310106 6 C C5 510102 2 N N
高中物理 靜電場 第1部分 第1章 第3節(jié) 電場及其描述課件 魯科版選修31
