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高中生物一轮复习教案

发表时间:2021-04-01

高考物理第一轮总复习电场力的性质(电场强度E)教案33。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,减轻高中教师们在教学时的教学压力。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高考物理第一轮总复习电场力的性质(电场强度E)教案33”,相信您能找到对自己有用的内容。

电场力的性质(电场强度E)
一、电荷、电荷守恒定律
1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷
3、起电方式有三种
①摩擦起电,
②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电——切割B,或磁通量发生变化。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子
4、电荷守恒定律:
电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.
二、库仑定律
1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)
2.公式:k=9.0×109Nm2/C2
极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.
点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。点电荷很相似于我们力学中的质点.
注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律
②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。

计算方法:①带正负计算,为正表示斥力;为负表示引力。
②一般电荷用绝对值计算,方向由电性异、同判断。

三个自由点电荷平衡问题,静电场的典型问题,它们均处于平衡状态时的规律。
①“三点共线,两同夹异,两大夹小”
②中间电荷靠近另两个中电量较小的。
③中间点电荷的平衡求间距,两边之一平衡求中间点电荷的电量,关系式为或
④q1、q3固定时,q2的平衡位置具有唯一性,且与q2的电量多少,电性正负无关。

三、电场:
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
电场:只要电荷存在它周围就存在电场,电场是客观存在的,它具有力和能的特性。力(电场强度);能(磁通量)
若电荷不动周围的是静电场,若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场,
2、电场的基本性质-------①是对放入其中的电荷有力的作用。②能使放入电场中的导体产生静电感应现象
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度(E)——描述电场力特性的物理量。(矢量)
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2.求E的规律及方法(有如下5种):
①E=(定义普遍适用)单位是:N/C或V/m;“描述自身的物理量”统统不能说××正此,××反比(下同)
②(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
③(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
④电场的矢量叠加:当存在几个场源时,某处的合场强=各个场源单独存在时在此处产生场强的矢量和
⑤利用对称性求解。
3.方向:①与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;
②电场线的切线方向是该点场强的方向;
③场强的方向与该处等势面的方向垂直.平行板电容器边缘除外。
4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,
该处的场强大小方向仍不变。检验电荷q充当“测量工具”的作用.
某点的E取决于电场本身,(即场源及这点的位置,)与q检的正负,电何量q检和受到的电场力F无关.
这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定.与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,
五、电场线:
定义:在电场中为了形象的描绘电场而人为想象出或假想的曲线[描述E的强弱(疏密)和方向]。电场线实际上并不存.
但E又是客观存在的,电场线是人为引入的研究工具。电场线是人为引进的,实际上是不存在的;
法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场或磁场。
①切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
②静电场电场线有始有终:始于“+”,终止于“-”或无穷远,
从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
③疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.越密,则E越强
④匀强电场的电场线平行且等间距直线表示.(平行板电容器间的电场,边缘除外)
⑤没有画出电场线的地方不一定没有电场.
⑥沿着电场线方向,电势越来越低.但E不一定减小;沿E方向电势降低最快的方向。
⑦电场线⊥等势面.电场线由高等势面批向低等势面.
⑧静电场的电场线不相交,不终断,不成闭合曲线。但变化的电场的电场线是闭合的。
⑨电场线不是电荷运动的轨迹.也不能确定电荷的速度方向。
除非三个条件同时满足:①电场线为直线,②v0=0或v0方向与E方向平行。③仅受电场力作用。
六、熟记几种典型电场的电场线特点:(重点)
①孤立点电荷周围的电场;②等量异种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点);③等量同种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点);④匀强电场;⑤点电荷与带电平板;⑥具有某种对称性的电场;⑦均匀辐射状的电场⑧周期性变化的电场。

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高考物理第一轮总复习电场能的性质教案31


电场能的性质(电势)
一、电势差U(是指两点间的)
①定义:电场中两点间移动检验电荷q(从A→B),电场力做的功WAB跟其电量q的比值叫做这两点间的电势差,UAB=WAB/q是标量.UAB的正负只表示两点电势谁高谁低。UAB为正表示A点的电势高于B点的电势。
②数值上=单位正电荷从A→B过程中电场力所做的功。
③等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB
④在匀强电场中UAB=EdE(dE表示沿电场方向上的距离)
意义:反映电场本身性质,取决于电场两点,与移动的电荷无关,与零电势的选取无关,
电势差对应静电力做功,电能其它形式的能。
电动势对应非静电力做功电能其它形式的能
点评:电势差很类似于重力场中的高度差.物体从重力场中的一点移到另一点,重力做的功跟其重量的比值叫做这两点的高度差h=W/G.
二、电势(是指某点的)描述电场能性质的物理量。
必须先选一个零势点,(具有相对性)相对零势点而言,常选无穷远或大地作为零电势。
正点电荷产生的电场中各点的电势为正,负点电荷产生的电场中各点的电势为负。
①定义:某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量.
②在数值上=单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.
特点:
⑴标量:有正负,无方向,只表示相对零势点比较的结果。
⑵电场中某点的电势由电场本身因素决定,与检验电荷无关。与零势点的选取有关。
⑶沿电场线方向电势降低,逆。。。。。。(但场强不一定减小)。沿E方向电势降得最快。
⑷当存在几个场源时,某处合电场的电势等于各个场源在此处产生电势代数和的叠加。
电势高低的判断方法:1根据电场线的方向判断;2电场力做功判断;3电势能变化判断。
点评:类似于重力场中的高度.某点相对参考面的高度差为该点的高度.
注意:(1)高度是相对的.与参考面的选取有关,而高度差是绝对的与参考面的选取无关.同样电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关.
(2)一般选取无限远处或大地的电势为零.当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值.
(3)电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=φA-φB,沿电场线方向电势降低.
三、电势能E
1概念:由电荷及电荷在电场中的相对位置决定的能量,叫电荷的电势能。
电势能具有相对性,与零参考点的选取有关(通常选地面或∞远为电势能零点)
特别指出:电势能实际应用不大,常实际应用的是电势能的变化。
电荷在电场中某点的电势能=把电荷从此点移到电势能零处电场力所做的功。E=qφA→0
四、电场力做功与电势能
1.电势能:电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能.电势能是电荷与所在电场所共有的。
2.电势能的变化:电场力做正功电势能减少;电场力做负功电势能增加.
重力势能变化:重力做正功重力势能减少;重力做负功重力势能增加.
3.电场力做功:由电荷的正负和移动的方向去判断(4种情况)功的正负电势能的变化(重点和难点知识)
正、负电荷沿电场方向和逆电场方向的4种情况。(上课时一定要搞清楚的,否则对以后的学习带来困难)
电场力做功过程就是电势能与其它形式能转化的过程(电势差),做功的数值就是能量转化的多少。
W=FSCOS(匀强电场)W=qEd(d为沿场强方向上的距离)
W=qU=-△Ep,U为电势差,q为电量.
重力做功:W=Gh,h为高度差,G为重量.
电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定
重力做功跟路径无关,是由初末位置的高度差与重量决定.

四、等势面、线、体
1.电场中电势相等的点所组成的面为等势面.
2.特点
(1)各点电势相等,等势面上任意两点间的电势差为零,
在特势面上移动电荷(不论方式如何,只要起终点在同一等势面上)电场力不做功
电场力做功为零,路径不一定沿等势面运动,但起点、终点一定在同一等势面上。
(2)画法规定:相领等势面间的电势差相等等差等势面的蔬密可表示电场的强弱.
(3)处于静电平衡状态的导体:整个导体是一个等势体,其表面为等势面.E内=0,任两点间UAB=0
越靠近导体表面等势面越密,形状越与导体形状相似,等势面越密电场强度越大,曲率半径越小(越尖)的地方,等势面(电场线)都越密,这就可解释尖端放电现象,如避雷针。
(4)匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大.
(5)等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等.
(6)电场线⊥等势面,且由电势高的面指向电势低的面,没电场线方向电势降低。
(7)两个等势面永不相交.
规律方法1、一组概念的理解与应用
电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理,,它们之间有十分密切的联系,但也有很大区别,解题中一定注意区分,现列表进行比较
(1)电势与电势能比较:
电势φ电势能ε
1反映电场能的性质的物理量荷在电场中某点时所具有的电势能
2电场中某一点的电势φ的大小,只跟电场本身有关,跟点电荷无关电势能的大小是由点电荷q和该点电势φ共同决定的
3电势差却是指电场中两点间的电势之差,ΔU=φA-φB,取φB=0时,φA=ΔU电势能差Δε是指点电荷在电场中两点间的电势能之差Δε=εA-εB=W,取εB=0时,εA=Δε
4电势沿电场线逐渐降低,取定零电势点后,某点的电势高于零者,为正值.某点的电势低于零者,为负值正点荷(十q):电势能的正负跟电势的正负相同
负电荷(一q):电势能的正负限电势的正负相反
5单位:伏特单位:焦耳
6联系:ε=qφ,w=Δε=qΔU

(2)电场强度与电势的对比
电场强度E电势φ
1描述电场的力的性质描述电场的能的性质
2电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值E=F/q,E在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置(零电势点)间的电势差,φ=ε/q,φ在数值上等于单位正电荷所具有的电势能
3矢量标量
4单位:N/C;V/mV(1V=1J/C)
5联系:①在匀强电场中UAB=Ed(d为A、B间沿电场线方向的距离).②电势沿着电场强度的方向降落
2、公式E=U/d的理解与应用
(1)公式E=U/d反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
(2)公式E=U/d只适用于匀强电场,且d表示沿电场线方向两点间的距离,或两点所在等势面的范离.
(3)对非匀强电场,此公式也可用来定性分析,但非匀强电场中,各相邻等势面的电势差为一定值时,那么E越大处,d越小,即等势面越密.
3、电场力做功与能量的变化应用
电场力做功,可与牛顿第二定律,功和能等相综合,解题的思路和步骤与力学中的完全相同,但要注意电场力做功的特点——与路径无关

高考物理第一轮考纲知识复习:电场力的性质的描述


第1节电场力的性质的描述
【高考目标导航】
考纲点击热点提示
物质的电结构、电荷守恒Ⅰ
静电现象的解析Ⅰ
点电荷Ⅰ
库仑定律Ⅱ
静电场Ⅰ
电场强度Ⅱ
电场线Ⅰ
电势能、电势Ⅰ
电势差Ⅱ
匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ
带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ
示波管Ⅰ
常见电容Ⅰ
电容器的电压、电荷和电容的关系Ⅰ电荷守恒定律、库仑定律及其应用
电场强度、电场线;电势、等势面;匀强电场中电势差和场强的关系,高考题型多为选择题
利用电场线和等势面确定场强的大小和方向,判断电势的高低
电场力做功的特点;电势能的变化与电场力做功的关系
带电粒子在电场中加速、偏转规律及应用
平行板电容器及其动态变化问题
某场和力学中的运动学、牛顿定律、能量等结合起来所构成的力、电综合题、能力要求高,高考题型多为计算题
【考纲知识梳理】
一、电荷、电荷守恒定律
1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.
注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律
内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
公式:F=kQ1Q2/r2k=9.0×109Nm2/C2
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.
点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。点电荷很相似于我们力学中的质点.
注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律
②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电场
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度
1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱
2.表达式:E=F/q单位是:N/C或V/m;
E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷)
E=U/d(导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离)
3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.
4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.
5、电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)
6、电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,
五、电场线:
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.
1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.
2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.
3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.
4.匀强电场的电场线平行且距离相等.
5.没有画出电场线的地方不一定没有电场.
6.顺着电场线方向,电势越来越低.
7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直.
8.电场线永不相交也不闭合,
9.电场线不是电荷运动的轨迹.
【要点名师透析】
一、对库仑定律的进一步理解
1.适用条件
只适用于真空中的两个静止点电荷之间的相互作用力或者静止点电荷对运动点电荷的作用力的计算,r→0时,公式不适用,因为这时两电荷已不能再看做点电荷了.
2.三个点电荷的平衡问题
如图所示在一条直线上的A、B、C三点,自由放置点电荷QA、QB、QC,每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是:
(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异).
(2)QA>QB,QC>QB(两大夹小).
(3)若QC>QA,则QB靠近QA(近小远大).
概括成易记的口诀为:“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大.”
解决方法根据三点合力(场强)均为零,列方程求解:
【例1】如图所示,带电小球A、B的电荷分别为QA、QB,都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2,可采用以下哪些方法()
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B.将小球B的质量增加到原来的8倍
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B的质量增加到原来的2倍
【答案】选B、D.
【详解】对B由共点力平衡可得而F=故答案为B、D.
二、场强的公式、电场的叠加
1.场强的公式
2.电场的叠加
(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和.
(2)计算法则:平行四边形定则.
【例2】(20xx吉安模拟)如图所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处()
A.场强大小为方向沿OA方向
B.场强大小为方向沿AO方向
C.场强大小为方向沿OA方向
D.场强大小为方向沿AO方向
【答案】选C.
【详解】根据对称性,先假定在A点放上+q的点电荷,则O点的场强为零,即B、C、D、E四个点电荷在O点的场强方向沿OA向上,大小为故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B、C、D、E四个+q在O点产生的合场强的矢量和,即
EO=EA+E′=所以答案为C.
三、常见电场的电场线特点
1.孤立点电荷的电场
(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内).
(2)离点电荷越近,电场线越密(场强越大);
(3)以点电荷为球心作一球面,则电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小相等,但方向不同.
2.两种等量点电荷的电场线比较
3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系
根据电场线的定义,一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合.
(1)电场线为直线;
(2)电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行;
(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.
【例3】如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则()
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
【答案】选C.
【详解】设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定a带正电,b带负电;若电场线为负点电荷的电场线,则a带负电,b带正电,A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功,动能增加,B、D错;但由电场线的疏密可判定,a受电场力逐渐减小,加速度减小,b正好相反,故选项C正确.
四、带电体的力、电综合问题
1.解答思路
2.运动反映受力情况
(1)物体保持静止:F合=0
(2)做直线运动
①匀速直线运动,F合=0
②变速直线运动:F合≠0,且F合一定沿直线方向.
(3)做曲线运动:F合≠0,且F合总指向曲线凹的一侧.
(4)加速运动:F合与v夹角α,0°≤α<90°;
减速运动:90°<α≤180°.
(5)匀变速运动:F合=恒量.
【例4】(20xx新课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)
【答案】选A.
【详解】粉尘受力方向应该是电场线的切线方向,从静止开始运动时,带电粉尘颗粒一定做曲线运动,且运动曲线总是向电场力一侧弯曲,由于惯性只能是A图,不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动,故不可能出现B、C、D图的情况.
【感悟高考真题】
1.(20xx江苏物理T8)一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计粒子的重力。下列说法正确的有
A.粒子带负电荷
B.粒子的加速度先不变,后变小
C.粒子的速度不断增大
D.粒子的电势能先减小,后增大
【答案】选AB.
【详解】根据粒子在非匀强电场一段的运动轨迹可以判断所受电场力方向向左偏下,与场强的方向相反,所以粒子带负电,A对,粒子由高电势向低电势运动电场力做负功,电势能增加,动能减少,CD错,非匀强电场等势面间距变大,场强变小,电场力以及加速度变小,B对。
2.(20xx新课标全国卷T20)一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)

【答案】选D。
【详解】由于质点沿曲线abc从a运动到c,且速率递减,可知速度的改变量不可能沿切线方向,只可能沿左下方向,即加速度的方向沿此方向,也即质点受电场力方向沿此方向,由于质点带负电,故知电场方向可能沿右上方向,故A、B、C错,D正确。
3.(20xx重庆理综T19)如题19图所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有
A.体中心、各面中心和各边中点B.体中心和各边中点
C.各面中心和各边中点D.体中心和各面中心
【答案】选D.
【详解】将位于顶点的同种正电荷连线,根据对称性,连线的正中央一点场强为零,同理,将位于顶点的同种负电荷连线,连线的正中央一点场强也为零,于是,就可以作出判断:体中心和各面中心各点场强一定为零.而各边中心场强叠加时不为零,故A、B、C均错.
4.(20xx广东理综T21)图8为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
【答案】选B.D.
【详解】放电极与电源的负极相连,集尘极与电源的正极相连,所以集尘极的电势高于放电极,电场方向从放电极指向集尘极,到达集尘极的是带负电荷的尘埃,故A错误,B正确;尘埃带负电,它受到的电场力与电场方向相反,C错误;空间某点的电场强度是确定的,尘埃的带电量越大,受力越大,D正确。
5.(20xx海南物理T3)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。由此可知()
A..n=3B..n=4C..n=5D..n=6
【答案】选D。
【详解】设小球1、2之间的距离为。球3没接触前,,球3分别与球1、2接触后,,,则,联立以上两式解得:,故D正确。
6.(20xx全国卷Ⅰ16)关于静电场,下列结论普遍成立的是
A.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零
D.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
【答案】C
【解析】在正电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势高,离正电荷远,电场强度小,电势低;而在负电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势低,离负电荷远,电场强度小,电势高,A错误。电势差的大小决定于两点间距和电场强度,B错误;沿电场方向电势降低,而且速度最快,C正确;场强为零,电势不一定为零,如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上,电场力做正功。
【命题意图与考点定位】考查静电场中电场强度和电势的特点,应该根据所学知识举例逐个排除。
7.(20xx全国卷Ⅱ17)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为
A.2CB.4CC.6CD.8C
8.(20xx福建18)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为和的圆环,两圆环上的电荷量均为q(q0),而且电荷均匀分布。两圆环的圆心和相距为2a,联线的中点为O,轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(ra)。是分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是
A.
B.
C.
D.
答案:D
9.(20xx海南物理4)如右图,M、N和P是以为直径的半圈弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场场强大小变为,与之比为
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】依题意,每个点电荷在O点产生的场强为,则当N点处的点电荷移至P点时,O点场强如图所示,合场强大小为,则,B正确。
10、(09北京20)图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为。取环面中心O为原点,以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x,P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量),其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,E的合理表达式应为()
A.
B.
C.
D.
解析:当R1=0时,对于A项而言E=0,此时带电圆环演变为带电圆面,中心轴线上一点的电场强度E0,故A项错误;当x=0时,此时要求的场强为O点的场强,由对称性可知EO=0,对于C项而言,x=0时E为一定值,故C项错误。当x→∞时E→0,而D项中E→4πκσ故D项错误;所以正确选项只能为B。
11.(09上海物理3)两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()
解析:由等量异种点电荷的电场强度的关系可知,在两电荷连线中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小,因此A正确。
12.(09广东物理6)如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是()
A.两个物块的电势能逐渐减少
B.物块受到的库仑力不做功
C.两个物块的机械能守恒
D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
解析:由于两电荷电性相同,则二者之间的作用力为斥力,因此在远离过程中,电场力做正功,则电势能逐渐减少,A正确;B错误;由于运动过程中,有重力以外的力电场力和摩擦力做功,故机械能不守恒,C错误;在远离过程中开始电场力大于摩擦力,后来电场力小于摩擦力。
13.(09海南物理10)如图,两等量异号的点电荷相距为。M与两点电荷共线,N位于两点电荷连线的中垂线上,两点电荷连线中点到M和N的距离都为L,且。略去项的贡献,则两点电荷的合电场在M和N点的强度(AC)
A.大小之比为2,方向相反
B.大小之比为1,方向相反
C.大小均与成正比,方向相反
D.大小均与L的平方成反比,方向相互垂直
14.(09广东文科基础60)如图9所示,空间有一电场,电场中有两个点a和b。下列表述正确的是(B)
A.该电场是匀强电场
B.a点的电场强度比b点的大
C.b点的电场强度比a点的大
D.正电荷在a、b两点受力方向相同
【考点模拟演练】
1.(20xx年青岛模拟)在电场中的某点放一个检验电荷,其电量为q,受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=Fq,下列说法正确的是()
A.若移去检验电荷,则该点的电场强度为0
B.若检验电荷的电量变为4q,则该点的场强变为4E
C.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小不变,但方向相反
D.若放置到该点的检验电荷变为-2q,则场中该点的场强大小方向均不变
【答案】选D.
【详解】电场中某点的场强与检验电荷无关,故D对.
2.(20xx年北京东城期末检测)使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为()
A.2∶1B.4∶1
C.16∶1D.60∶1
【答案】选D.
【详解】两个完全相同的金属小球相互接触后,带电荷量为+Q,距离变为原来的两倍,根据库仑定律可知选项D正确.
3.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的()
A.47B.37
C.97D.167
【答案】CD
【详解】设两小球的电荷量分别为q和7q,则原来相距r时的相互作用力F=kq7qr2=k7q2r2
由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算可分为两种情况:
(1)两球电性相同:相互接触时两球电荷量平均分配,每球带电量为7q+q2=4q.
放回原处后的相互作用力为:
F1=k4q4qr2=k16q2r2,故F1F=167
(2)两球电性不同:相互接触时电荷先中和再平分,每球带电量为7q-q2=3q.
放回原处后的相互作用力为:
F2=k3q3qr2=k9q2r2,故F2F=97.
4.如图21所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图21中虚线所示.则()
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
【答案】C
【详解】设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定a带正电,b带负电.若电场线为负点电荷的电场线,则a为负电荷,b为正电荷,A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功,动能增加,B、D错.但由电场线的疏密可判定,a受电场力逐渐减小,加速度减小.b正好相反,选C.
5.如图所示,可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止在绝缘斜面上,则A球受力个数可能为()
A.可能受到2个力作用
B.可能受到3个力作用
C.可能受到4个力作用
D.可能受到5个力作用
【答案】选A、C.
【详解】以A为研究对象,根据其受力平衡可得,如果没有摩擦,则A对斜面一定无弹力,只受重力和库仑引力作用而平衡;如果受摩擦力,则一定受弹力,所以A受4个力作用而平衡.故答案为A、C.
6.把质量为m的正点电荷放在电场中无初速度释放,不计重力,则以下说法正确的是()
A.点电荷的轨迹一定和电场线重合
B.点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致
C.点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合
D.点电荷将沿电场线切线方向抛出,做抛物线运动
【答案】选C.
【详解】带电粒子在电场中运动时,其运动轨迹与电场线重合的条件是:(1)电场线为直线;(2)电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.这三个条件必须同时满足粒子才能够沿电场线运动.故答案为C.
7.两点电荷A、B带电量QA>QB,在真空中相距r,现将检验电荷q置于某一位置C时,所受的库仑力恰好为零,则()
A.A和B为异种电荷时,C在AB之间连线上靠近B一侧
B.A和B为异种电荷时,C在AB连线的延长线上A外侧
C.A和B为同种电荷时,C在AB之间连线上靠近B一侧
D.A和B无论为同种还是异种电荷,C都不在AB连线以及延长线上
【答案】选C.
【详解】根据检验电荷q置于某一位置C时,所受的库仑力恰好为零可得,C点的合场强为零,并且此位置一定在AB直线上,由场强的叠加可得场强为零的点,若是同种电荷一定在A、B连线之间靠近电荷量小的B端,若是异种电荷一定在A、B连线的延长线上靠近电荷量小的B端(即B的外侧),所以答案为C.
8.(20xx年江苏镇江模拟)A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v与时间t的关系图象如图甲所示.则此电场的电场线分布可能是图乙中的()
【答案】选A.
【详解】从图象可以直接看出,粒子的速度随时间逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A到B电场线逐渐变密.综合分析知,负电荷是顺着电场线运动,由电场线疏处到达密处,正确选项是A.
9.(20xx年陕西五校联考)如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是()
A.小球重力与电场力的关系是mg=3Eq
B.小球重力与电场力的关系是Eq=3mg
C.小球在B点时,细线拉力为FT=3mg
D.小球在B点时,细线拉力为FT=2Eq
【答案】选BC.
【详解】根据对称性可知,小球处在AB中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,化简可知选项A错误,B正确;小球到达B点时速度为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:FT=qEsin30°+mgcos30°,化简可知FT=3mg,选项C正确,D错误.
10.(20xx年北京考试院抽样测试)如图所示,真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m.在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图中直线a、b所示.下列说法正确的是()
A.B点的电场强度的大小为0.25N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
C.点电荷Q是正电荷
D.点电荷Q的位置坐标为0.3m
【答案】选D.
【详解】由两试探电荷受力情况可知,点电荷Q为负电荷,且放置于A、B两点之间某位置,选项B、C均错;设Q与A点之间的距离为l,则点电荷在A点产生的场强为EA=kQ/l2=Fa/qa=N/C=4×105N/C,同理,点电荷在B点产生的场强为EB=kQ/(0.5-l)2=Fb/qb=N/C=0.25×105N/C.解得l=0.1m,所以点电荷Q的位置坐标为xQ=xA+l=0.2+0.1=0.3(m),所以选项A错误,选项D正确.
11.(20xx年南通一模)如图所示,BCDG是光滑绝缘的34圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为34mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
【答案】见解析
【详解】本题考查了电场与竖直平面内圆周运动的结合.解题的关键是要有等效场的思想,求轨道与物块之间作用力时要找准向心力的来源.
(1)设滑块到达C点时的速度为v,由动能定理得
qE(s+R)-μmgs-mgR=12mv2-0,
而qE=3mg4,
解得v=gR.
(2)设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F,则
F-qE=mv2R,
解得F=74mg.
(3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行,则滑至圆轨道DG间某点,由电场力和重力的合力提供向心力,此时的速
度最小(设为vn),则有
qE2+mg2=mv2nR,
解得vn=5gR2.
12.(20xx年北京东城模拟)如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定.细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104N/C.在细杆上套有一个带电量为q=-1.73×10-5C、质量为m=3×10-2kg的小球.现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点.已知AB间距离x1=0.4m,g=10m/s2.求:
(1)小球在B点的速度vB;
(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2;
(3)小球从A点滑至C点的时间是多少?
【答案】(1)2m/s(2)0.4m(3)0.8s
【详解】(1)小球在AB段滑动过程中,由机械能守恒
mgx1sinα=12mv2B
可得vB=2m/s.
(2)小球进入匀强电场后,在电场力和重力的作用下,由牛顿第二定律可得加速度
a2=mgsinα-qEcosαm=-5m/s2
小球进入电场后还能滑行到最远处C点,BC的距离为
x2=-v2B2a2=0.4m.
(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为
vAB=0+vB2vBC=vB+02
小球从A到C的平均速度为vB2
x1+x2=vt=vB2t
可得t=0.8s.

电场 电场强度


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,让高中教师能够快速的解决各种教学问题。那么,你知道高中教案要怎么写呢?以下是小编为大家收集的“电场 电场强度”但愿对您的学习工作带来帮助。

教学目标

知识目标
1、知道什么是电场;
2、理解电场强度的概念,掌握电场强度点的定义式、单位和电场强度方向的规定;

能力目标
能够认识电场的物质性,理解物理学上利用比值来定义物理量的方法;

情感目标
电场,虽然看不到、摸不到,但是它实际存在的,可以根据它表现出来的性质研究、认识.这是物理学中常用的研究方法,学习它同时帮助建立科学的方法论.

教学建议

重点难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法.
2、电场强度是描述电场性质的物理量之一,是本节难点.初学者要注意不要将电场强度和电场力混淆.

关于电场强度定义的教材分析

电场强度虽然由检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值来定义的物理量,但与检验电荷无关,场强与检验电荷所受到的电场力不存在正比关系,与检验电荷的电荷量之间不存在反比关系.也就是说电场中某点的电场强度与放在该点的检验电荷大小、电荷的正负、以及该点是否存在检验电荷无关,电场强度与产生电场的源电荷有关,与这点在电场中的位置有关.

关于讲解电场概念的教法建议

在讲解电场概念时,要注意强调电场的物质性,也就是说电荷之间的相互作用是通过电场这一媒介完成的,由于电场是看不见、摸不到的,但是却客观存在,讲解时可以对比重力场进行讲解,也可以联系现代科技,例如卫星信号的传送是通过电磁场这一媒介完成的。

关于电场强度讲解的教法建议

电场强度是电学知识中最基本的概念之一.它是描述电场的力的属性的物理量,电场强度的学习是本章知识的难点内容.

电场强度是描述电场属性的重要物理量,是教学的重点,教材中以一个点电荷产生的电场来讲解讨论的,同一个检验电荷在电场中的不同位置受到的电场力的大小不同,而电场强度的表述是用检验电荷在电场不同位置所受到的电场力的大小与检验电荷的电荷量的比值来定义的.也说明电场中不同位置上电场对电荷的作用不同.在教学中可以说明:在电场中的同一点上,改变检验电荷的电量,检验电荷所受到的作用力的大小也成比例的变化,检验电荷所受到的电场力与电荷量的比值是一恒量由此引出电场强度的概念.

注意电场强度与电场力的区别与联系

项目

电场强度E

电场力F

区别

物理意义

反应电场本身的力的性质.

指电荷在电场中所受的力.

决定因素

在电场中某一点,E是一个恒量.用E=F/q来量度,它决定于电场本身,而与检验电荷的存在与否无关.

力的大小决定于放在电场力的电荷的电量q,以及电场中这一点的电场强度E的大小,即F=qE.

矢量的方向

场强方向与正电荷放在电场里所受电场力的方向相同.

正电荷受电场力方向与场强的方向相同,负电荷受电场力方向与场强方向相反.

单位

牛/库或者伏/米

联系

F=Eq

电场电场强度

一、教学目标

1、了解电场的概念.

2、理解电场强度的概念.

3、掌握电场强度的计算方法.

二、重点、难点分析

1、重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法.

2、电场强度是描述电场性质的物理量之一,这是难点.初学者容易把电场强度跟电场力混同起来.

三、主要教学过程

1、复习库仑定律

在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这就是库仑定律.

2、新课引入

任何力的作用都离木开物质,脚踢球,脚对球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的;地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质,作用的;地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场——物质;两电荷间相互作用时不直接接触,它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的,这就是电场.

3、教学过程设计

(1)电场

a、电荷周围存在一种特殊物质

提问:既然场是物质,为什么我们看不到呢?

答:物质形式

例如可见光波长由,但还有很多波长的光线我们看不到,但不等于它们不存在.不能以人类感官为标准判定存在与否.场客观存在的证明是它有力、能的特性.例如重力场对有质量的物体有力的作用,且可对物体做功,说明其能量.电场对放入其中的电荷Q也有力的作用,可对Q做功,说明其有能量.

b、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用,此力称电场力.

c、静电场:静止电荷的电场.

场有能和力的特性,我们先看电场中力的性质,它是本章的重要内容,先以点电荷为例.

如图1所示,在+Q电场中A点分别放入电荷、、则它们分别受电场力为:

看看上式,我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力,但只要A点位置不变,F与q的比值就不变.

若换到B点,则

从上面分析看出:Q固定则电场的空间分布固定,对于场中某固定点,值仅与Q、r有关,与检验电荷无关,它反映的是电场的性质,反映的是电场的强弱,称场强.

(2)电场强度

a、定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度,简称场强.

b、定义式:

F——电场力国际单位:牛(N)

q——电量国际单位:库(C)

E——电场强度国际单位:牛/库(N/C)

c、物理意义;

电场中某点的电场强度数值上等于单位正电荷在那里所受的电场力.

d、电场强度是矢量,规定场强方向为正电荷在该点所受电场力方向.电场中同一点,+q、-q受力方向不同,场强只能有一个方向,规定以+q的受力方向为正.

例在图2中标出A、B、C、D四点的电场强度的方向.

正点电荷电场中某点电场强度方向沿连线背离+Q;负点电荷电场中某点电场强度方向

沿连线指向-Q.

e、单位:牛/库N/C

借助于点电荷场强推出,可适用于任意电场.

(3)一个点电荷电场的场强

a、真空中:(与检验电荷q无关,仅与场电荷Q及r有关)

b、方向:正电荷在该点受电场力方向(以后还会遇到各点场强大小,方向均相同的匀强电场)

(4)两个点电荷产生的电场的叠加原理

如图3所示,在正点电荷与负点电荷产生的电场中有一点A,求A点的电场强度,由电场强度的定义可知,在数值上为+1C点电荷在A点所受的电场力.今在A点放C,q将同时受到和的作用,每个作用力都能单独用库仑定律求出,就像另一个电荷不存在一样,而q受的合力为各分力的矢量和,又因q是1C正电荷,所以它受的电场力在数值上等于场强,也就是说A点的合场强为与单独在A点产生的场强的矢量和,这就是电场强度的叠加原理.

用电场强度的叠加原理可以求得任意多个点电荷产生的电场强度,任何一个带电体不管

其电荷分布多么复杂,都可以视为由许多点电荷组成,因而可以用场强叠加原理求出它的场

强.可以看出,真空中任意多个点电荷产生的电场强度,仅由场电荷、电场中的位置两个因

素决定,而与检验电荷无关.

(5)比较:和

a、是场强的定义式,适用于任何电场.

b、是点电荷电场中场强的计算式.

(6)电场强度小结

a、电场中某点场强大小和方向,均与该点放不放检验电荷、放哪种电荷、放多大检验电荷无关,是电场自身的性质,与外界因素无关.对确定的电场来说,在某点放单位正电荷时,它受电场力的大小和方向是确定的.

b、场强

(7)例题

例1场电荷C,是正点电荷;检验电荷C,是负电荷,它们相距m而静止且都在真空中,如图4所示.求:

(1)q受的电场力.

(2)q所在的B点的场强.

(3)只将q换为C的正点电荷,再求受力及B点的场强.

(4)将受力电荷拿去后再求B点场强.

解(1)库仑定律:N方向在A与B的连线上,且指向A.

(2)由电场强度的定义:所以N/C方向由A指向B.

(3)由库仑定律:N方向由A指向B.N/C方向由A指向B.

(4)因E与q无关,自然也不会影响E的大小与方向,所以拿走q后场强不变.

例2如图5(a)所示,点电荷q与9q静止于真空中,相距r,它们均为正电荷,求:

(1)连线中点A的场强;

(2)求场强为0的点位置.

解(l)在A点放C,它受力情况如图5(c)所示,F为q对的作用力,9F为

9q对的作用力,而合力为8F方向指向q,所以

(2)先分析的点可能的位置范围,因在该点放+1C时,它受力为零,所以q与9q对+1C作用力一定等大反向,因而两力共线,由此可以断定的点在q与9q的连线上,当+1C放于q以左及9q以右的连线上时,它受的两个力都同向,因而不可能抵消,所以的点一定在两点电荷中间的连线上.

令的点O距q为,如图(b)所示,+1C电荷在O点受力为零,所以有

(无意义,舍去)

答:(1)方向指向q.

(2)的点在q与9q之间,距q为r/4.

四、说明

1、对于电场强度概念的理解注意:

(1)定义电场强度

无论放正、负检验电荷,E的方向定义为+q受力方向,类似于电流方向定义为正电荷移动方向,无论是谁移动形成电流.

(2)电场强度为自身性质,与检验电荷无关.

2、我们研究的电荷均处于真空中,如处于空气中也可近似认为是在真空中.

高三物理教案:《电场强度和电场力》教学设计


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一、电场:

(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场.

(2)基本性质:——电场具有力和能的特征。

①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.

②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.

③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量.

二、电场强度(E):

①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E表示。

公式:E=F/q (适用于所有电场)

单位:N/C

②方向性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.

电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

+Q

P

r

三、点电荷周围的电场、电场强度的叠加

(1)点电荷周围的电场

①大小:E=kQ/r2 (只适用于真空中点电荷的电场)

②方向:如果是正电荷,E的方向就是沿着QP的连线并背离Q;如果是负电荷:E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q.

(2)电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.

可以证明:在一个半径为R的均匀球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,即:球外各点的电场强度为E=kQ/r2

四、电场线

(1)电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。

(2)电场线的基本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.

②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断。

④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)

各种点电荷电场线的分布情况。

五、匀强电场

(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.

(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.常见电场的电场线