【创新设计】2014-2015学年高中物理人教版选修3-1课件：1.3 电场强度

高中物理·选修3-1·人教版第一章静电场第三讲电场强度目标定位电场强度123目标定位预习导学课堂讲义对点练习知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种物质形态.知道电场强度的概念及其定义式，能推导点电荷的电场强度的公式，会应用公式进行有关的计算.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布．预习导学1.电荷特殊物质2.静止3.电荷一、电场想一想：电场这种物质和实物的差别在哪里？答案：实物所占据的空间不能再为另一实物所占据，但几个场可以同时占据同一个空间；电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，它与实物一样也具有物质的一般的重要属性，如质量、能量等．电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习想一想：这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点?预习导学答案：如加速度a=；密度ρ＝等．用比值定义的新物理量可反映物质本身的某种属性，与用来定义的另外两个物理量并无直接关系.tmV二、电场强度1.强弱2.电场3.（1）静电力电荷量（2）强弱方向（3）4.正电荷FEqN/C电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学想一想：在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电场吗?三、静电力叠加原理（2）无穷远；点电荷2.矢量和1.（1）2kQqEr四、电场线答案：电场线是法拉第为了形象描述电场的强弱及方向而假想的,如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了。所以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场。1.曲线切线电场3.(1)正电荷无限远(2)相交(3)越密(4)间隔相等的平行线电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学五、匀强电场匀强电场1.大小相等、方向相同2.(1)平行直线(2)间隔相等电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义1．电荷间的相互作用是通过电场发生的．不是超距作用，是通过电场来传递的。(1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。(2)电场强度是比值法定义的物理，电场强度的大小和方向只由电场本身特性决定，与放入其中的试探电荷无关．不能认为E和F成正比，和电量q成反比.2．电场强度的理解一、对电场和电场强度的理解电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义一、对电场和电场强度的理解②电场强度的方向与放入该点的正试探电荷的受力方向相同，是确定的，如果在该点放入负试探电荷，则场强方向与负试探电荷受力方向相反.（3）某空间中有多个电荷时，该空间某点的电场强度等于所有电荷在改点产生的电场强度的矢量和。3.电场和电场强度的关系电场强度是为描述电场而引进的物理量，场强的大小和方向分别表示电场的强弱和方向．①电场强度的大小与该点放不放电荷、放入的电荷量的大小均无关；可以从两方面理解：电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例1真空中O点放一个点电荷Q＝1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示．求：(1)q在M点受到的作用力(2)M点的场强．(3)拿走q后M点的场强．(4)M、N两点的场强哪点大？r＝0.3m99102289.0101.0101.0100.3100N.1NMkQqFr－＝＝＝解析（1）根据库仑定律MF方向沿OQ连线指向Q电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例1真空中O点放一个点电荷Q＝1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示．求：(1)q在M点受到的作用力(2)M点的场强．(3)拿走q后M点的场强．(4)M、N两点的场强哪点大？r＝0.3mMFE场强由场源电荷Q及空间位置决定与试探电荷无关方向沿OM连线背离Q2N/C100MFkQErq＝（2）根据场强的定义式（3）场强的大小、方向均不变（4）rMrN，所以EMEN电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例1真空中O点放一个点电荷Q＝1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示．求：(1)q在M点受到的作用力(2)M点的场强．(3)拿走q后M点的场强．(4)M、N两点的场强哪点大？r＝0.3mMFE借题发挥中的q是试探电荷的电荷量,所以不是场强的决定式；FqEFqE中的Q是场源电荷的电荷量，所以是点电荷场强的决定式.2kQrE＝2kQrE＝电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义针对训练A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的试探电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（）A．若在A点换上-q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关场强由场源电荷Q及空间位置决定；与试探电荷无关。D电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义二、两个公式与的对比理解FEq2kQEr＝公式比较内容本质区别定义式决定式意义及用途给出了一种量度电场强弱的方法指明了点电荷场强大小的决定因素适用范围一切电场真空中点电荷的电场Q或q意义q表示引入电场的检验(或试探)电荷的电荷量Q表示产生电场的点电荷的电荷量关系理解E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q大小无关E不仅能用Q、r来表示,且E∝Q，E∝FEq2kQEr＝21r电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处，放一个带电量为q(q≪Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为（）电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习BD解析A．B．C．D．FQFq2qkr2QkrFEq试探电荷2QEkr场源电荷课堂讲义1.电场强度是矢量，它遵循矢量的特点和运算法则．三、电场强度的叠加2.可以根据对称性原理，灵活利用假设法、分割法等特殊方法.电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例3如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP＝60°.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E1；若将N点处的点电荷移至P点,则O点场强大小变为E2;E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2∶1D.4∶1MENEMN=EEMN1+=EEE1MN=2=2EEE电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例3如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP＝60°.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E1；若将N点处的点电荷移至P点,则O点场强大小变为E2;E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2∶1D.4∶1MN=EEMN1+=EEE1MN=2=2EEEMENENE2E夹角120°的两个等大的矢量，合矢量与分矢量大小相等。12MN===2EEEEB电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例3如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP＝60°.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E1；若将N点处的点电荷移至P点,则O点场强大小变为E2;E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2∶1D.4∶1B借题发挥电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则（平行四边形定则或三角形定则），常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算．电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义2.电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件的条件：(1)电场线是直线；(3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线．1.电场线并不是粒子运动的轨迹。带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合外力与初速度共同决定。电场线上各点的切线方向是场强方向，决定着粒子所受电场力的方向。轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向。四、电场线的理解和应用(2)带电粒子只受电场力作用,或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线．电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习A．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B．在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零,不画电场线的区域内的点场强为零C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在例4以下关于电场和电场线的说法中正确的是()CD在同一电场中，电场强度较大的地方电场线越密，F＝Eq电荷受到的电场力也越大.为了描述电场的强弱及方向而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合没有电场线的地方并不代表没有电场，看周围电场线的疏密分布即可.A．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B．在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零,不画电场线的区域内的点场强为零C．同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D．电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在课堂讲义例4以下关于电场和电场线的说法中正确的是()CD借题发挥带电粒子在电场中的运动轨迹，决定于粒子运动速度和受力情况，与电场线不一定重合.电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习对电场强度的理解及应用1．如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1＝2.0×10－8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则B处场强是多少？如果换用一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？【解析】(1)由场强的定义式可得EB∵试探电荷为负电荷，∴场强方向与F1方向相反对点练习电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习对电场强度的理解及应用1．如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1＝2.0×10－8C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则B处场强是多少？如果换用一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？q2在B点所受静电力此时B处场强仍为200N/C.F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N【解析】EBFB对点练习2．如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B＝30°,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,则qA带__电，qA：qB＝_____.电场强度的矢量性电场叠加原理解析qA带负电，qB带正电2BAEE222()()BAqqkkBCAC＝即又2BCAC＝可得18ABqq∶＝∶负18∶BEAE电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习3.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是()A．Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B．Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C．Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D．Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度电场线的特点及应用电场线密的地方电场强度大A正点电荷的电场是向外辐射状的电场强度目标定位预习导学课堂讲义对点练习再见