課題十三 電場(chǎng)之二：電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線 【走進(jìn)考場(chǎng)】1.要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍，下列方法中可行的是：（ ）A.每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量都增大到原來(lái)的2倍，電荷間 的距離不變B.保持點(diǎn)電荷的帶電量不變，使兩個(gè)電荷間的距離增大到原來(lái)的2 倍C.使一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量加倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量保持不變，同時(shí)將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1/2D.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變，將兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離減小到原來(lái)的1/22.真空中有兩個(gè)相距0.1m、帶電量相等的點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力的大小為3.6×10-4N，求每個(gè)電荷的帶電量是元電荷的多少倍？3.有三個(gè)完全相同的金屬小球A、B、C，A球帶電量為7Q，B球帶電量為-Q，C球不帶電。把A、B固定起來(lái)，然后讓C球反復(fù)與A、B球接觸，最后移去C球。試問(wèn)：最后A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念；能根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行計(jì)算.2. 知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量；知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；能分析點(diǎn)電荷的電場(chǎng).3. 知道什么是電場(chǎng)線；了解常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布情況.【基礎(chǔ)知識(shí)】一、1. 電場(chǎng)： 電場(chǎng)是存在于電荷周圍空間中的特殊物質(zhì).電荷在電場(chǎng)中受到的作用力叫做 .2. 試探電荷：場(chǎng)源電荷：3. 電場(chǎng)的基本性質(zhì)：4.電場(chǎng)看不見(jiàn)，摸不著，我們?nèi)绾蝸?lái)研究它？【思考】同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同，這是什么因素造成的？二、電場(chǎng)強(qiáng)度1.你是如何認(rèn)識(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的？2.電場(chǎng)強(qiáng)度的意義3.定義4.單位5.方向規(guī)定【方法探究】【例1】將一個(gè)帶電量為2×10-5庫(kù)的電荷放入點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中的P點(diǎn)時(shí)，受到的電場(chǎng)力為2× 10-2N，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 ，若P和Q點(diǎn)相距10厘米，則Q的電量為 .如果P點(diǎn)電荷的帶電量為4×105庫(kù)則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 ，如果P點(diǎn)電荷拿走，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 ?！就骄毩?xí)】在電場(chǎng)中某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到電場(chǎng)力向左，下列說(shuō)法正確的是：A當(dāng)放入正電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向左B只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有場(chǎng)強(qiáng)C該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定向右D以上說(shuō)法均不正確【例2】如圖，表示一個(gè)電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)分別引入試探電荷，測(cè)得試探電荷所受的電場(chǎng)力跟電荷量間的函數(shù)關(guān)系圖象，那么下面說(shuō)法中正確的是 （ ）A該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)Ba、b、c、d四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是：EdEaEbEcC這四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是：EaEbEcEd，場(chǎng)源是正電荷，位于A點(diǎn)D無(wú)法判斷a、b、c、d四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系【同步練習(xí)】甲乙圖甲AB是一條點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，圖乙則是放在電場(chǎng)線a、b處的試探電荷的電荷量與所受靜電力大小間的函數(shù)圖象，由此可以判定（）A. 場(chǎng)源是正電荷，位置在a處左邊B. 場(chǎng)源是正電荷，位置在b處右邊C. 場(chǎng)源是負(fù)電荷，位置在a處左邊D. 場(chǎng)源是負(fù)電荷，位置在b處右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)場(chǎng)源電荷Q與試探電荷q相距為r，則它們相互間的庫(kù)侖力F= ，所以電荷q所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度E= 。其大小：方向：使用條件：【例3】真空中，A，B兩點(diǎn)上分別設(shè)置異種點(diǎn)電荷Q1、Q2，已知兩點(diǎn)電荷間引力為10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C則Q2在A處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小是_N/C，方向是_；若移開Q2，則Q1在B處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小是_N/C，方向_【同步練習(xí)】關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=F/q，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A式中F是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量B電場(chǎng)強(qiáng)度E與電場(chǎng)力F成正比，與放入電場(chǎng)中電荷的電荷量q成反比C電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在那一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力D在庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=中，是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q1所在處的場(chǎng)強(qiáng)大?。欢屈c(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q2所在處的場(chǎng)強(qiáng)大小三、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循原則：【例4】相距為a的A、B兩點(diǎn)分別帶有等量異種電荷 Q、-Q，在A、B連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為（ ）A零 B，且指向-QC，且指向-Q D，且指向-Q【同步練習(xí)】如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=3.0×10-8C和Q2=3.0×10-8C，它們相距0.1m，求電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等，r=0.1m四、 電場(chǎng)線1.電場(chǎng)線的定義以及特點(diǎn)：2.幾種常見(jiàn)的電場(chǎng)線【例5】如圖所示，是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布，下列說(shuō)法正確的是A這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)B點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大C點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)的瞬時(shí)加速度比B點(diǎn)的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)D負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向【同步練習(xí)】如圖所示,正電荷q在電場(chǎng)力作用下由P向Q做加速運(yùn)動(dòng)，而且加速度越來(lái)越大，那么可以斷定，它所在的電場(chǎng)是圖中哪能一個(gè)( )五、勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)定義以及特點(diǎn)【例6】如圖所示，實(shí)線是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力的作用，則由此圖可作出正確判斷的是（ ）A帶電粒子帶負(fù)電荷B帶電粒子帶正電荷C帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向D帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)【同步練習(xí)】如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的一帶電小球由靜止釋放，如果帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值是多少?【基礎(chǔ)回扣】1. 電場(chǎng)強(qiáng)度： 電場(chǎng)中，試探電荷受到的 與其 的比值，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)；它是描述 及 的物理量.定義式： E=F/q.2. 場(chǎng)強(qiáng)方向的規(guī)定： 場(chǎng)強(qiáng)既有大小，又有方向，是 ；電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)受到的靜電力方向 ，與負(fù)電荷在該點(diǎn)受到的靜電力方向 .某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小及方向取決于 ，與試探電荷q的正負(fù)、大小及是否存在無(wú)關(guān).3. 場(chǎng)強(qiáng)的疊加：如果有幾個(gè)場(chǎng)源存在，某點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)就等于各個(gè)場(chǎng)源在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的 .4. 電場(chǎng)線：電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中一條條 的曲線，曲線上每點(diǎn)的 方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.其特點(diǎn)：（1）電場(chǎng)線起始于 或 ，終止于 或 ；（2）電場(chǎng)線在電場(chǎng)中 ；（3）電場(chǎng)線的 程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小.5. 勻強(qiáng)電場(chǎng)： 電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小 ，方向 ，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是間隔 的 .【效果評(píng)估】1.下列說(shuō)法中正確的是：A電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比B電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的2.下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中，正確的是 （ ）A根據(jù)公式可知，場(chǎng)強(qiáng)E跟電荷所受的電場(chǎng)力F成正比，跟放入電荷的電荷量q成反比B由公式可知，在真空中由點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E跟Q成正比，跟該點(diǎn)到Q的距離r的平方成反比C雖然正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向相反，但該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向只有一個(gè)，即正電荷在該點(diǎn)的受力方向，也就是負(fù)電荷在該點(diǎn)受力的反方向D由公式及均可以確定在真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，可見(jiàn)場(chǎng)強(qiáng)E與Q或q均有關(guān)。3.在x軸的原點(diǎn)O和x軸上的P點(diǎn)，分別固定同種電荷Q1和Q2，已知Q1<Q2，OP距離為2l，則場(chǎng)強(qiáng)為零的坐標(biāo)區(qū)間為（    ）EBAA. x>0    B. 0<x<l    C. l<x<2l    D. x>2l4.如圖所示，一帶電粒子從A飛到B，徑跡如虛線所示，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（ ）A粒子帶負(fù)電 B粒子的加速度不斷變小C粒子在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 DB點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大4.有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為9×103N/C，在電場(chǎng)內(nèi)一個(gè)水平面上作半徑為10cm的圓，圓周上如圖A、B、C三點(diǎn)，另在圓心O位置處有電量為10-8C的正點(diǎn)電荷，求C處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。EB·····AC60°O5.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球質(zhì)量為m，帶電量為q,長(zhǎng)為l的輕質(zhì)懸線靜止時(shí)與豎直方向成30°角?，F(xiàn)將小球拉回豎直方向（虛線所示），然后由靜止釋放，求電場(chǎng)強(qiáng)度