3電場強度,第一章靜電場,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念：1.掌握電場強度的概念及公式，理解點電荷的電場強度公式. 2.會用電場線表示電場，并熟記幾種常見電場的電場線分布特征. 科學(xué)思維：1.領(lǐng)悟比值定義法定義物理量的方法和特點. 2.在進(jìn)行場強疊加等計算時培養(yǎng)綜合分析能力和知識的遷移能力.,內(nèi)容索引,重點探究 啟迪思維 探究重點,達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、電場 1.電場：存在于 周圍的一種特殊物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過 產(chǎn)生的. 2.電場的基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有 的作用. 二、電場強度 1.試探電荷與場源電荷 (1)試探電荷：用來檢驗電場 及其 分布情況的電荷，電荷量和尺寸必須 . (2)場源電荷： 的電荷.,電荷,電場,力,是否存在,強弱,充分小,產(chǎn)生電場,2.電場強度 (1)定義：放入電場中某點的電荷所受的 跟它的 的比值，叫做該點的電場強度. (2)定義式： . (3)單位：牛/庫(N/C)，伏/米(V/m). (4)方向：電場強度是矢量，電場中某點的電場強度的方向與 在該點所受的靜電力的方向相同，與 所受靜電力的方向相反.,靜電力,電荷量,正電荷,負(fù)電荷,三、點電荷的電場電場強度的疊加 1.真空中點電荷的電場 (1)場強公式：E ，其中k是 ，Q是 的電荷量. (2)方向：當(dāng)Q為正電荷時，E的方向沿半徑 ；當(dāng)Q為負(fù)電荷時，E的方向沿半徑 . 2.電場強度的疊加 場強是 ，如果場源是多個點電荷時，電場中某點的電場強度為各個點電荷 在該點產(chǎn)生的電場強度的 .,靜電力常量,場源電荷,向外,向內(nèi),矢量,單獨,矢量和,四、電場線勻強電場 1.電場線 (1)概念：電場線是畫在電場中的一條條 的曲線，曲線上每點的 方向表示該點的電場強度方向，電場線 實際存在的線，而是為了形象描述電場而 的線. (2)特點 電場線從 或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于 或負(fù)電荷. 電場線在電場中不 . 在同一電場中，電場強度較大的地方電場線 ，電場強度較小的地方電場線 .,有方向,切線,不是,假想,正電荷,無限遠(yuǎn),相交,較密,較疏,(3)幾種特殊的電場線分布，如圖1所示.,圖1,2.勻強電場 (1)概念：如果電場中各點電場強度的大小 、方向 ，這個電場就叫做勻強電場. (2)特點：電場方向處處相同，電場線是 . 場強大小處處相等，電場線間隔 . (3)實例：相距很近、帶有 電荷的一對平行金屬板之間的電場(邊緣附近除外)，可以看做勻強電場.,相等,相同,平行直線,相等,等量異種,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)由電場強度的定義式E 可知，E與F成正比，與q成反比.() (2)電場中某點的電場強度與正電荷受力方向相同，當(dāng)該點放置負(fù)電荷時，該點電場強度方向也反向.() (3)由E 知，在以Q為球心、r為半徑的球面上，各處場強相同. () (4)若空間有兩個點電荷，則該空間某點的場強等于這兩個點電荷產(chǎn)生的電場強度的矢量和.(),答案,2.在靜電場中的某一點A放一個試探電荷q11010 C，q受到的靜電力大小為1108 N，方向向左，則A點的場強的大小為 ，方向 ；如果從A點取走q，A點場強大小為 . 解析由題意知，q11010 C，F(xiàn)1108 N， 由場強的定義知A點的場強的大小為：,場強方向與負(fù)電荷在A點所受靜電力方向相反，所以A點的場強方向向右；電場強度是反映電場性質(zhì)的物理量，與有無試探電荷無關(guān)，把這個試探電荷取走，A點的電場強度不變，仍為100 N/C.,答案,解析,100 N/C,向右,100 N/C,重點探究,導(dǎo)學(xué)探究 1.電場的基本性質(zhì)是什么？如何去探究電場的這種性質(zhì)？ 答案電場對放入其中的電荷有力的作用.可在電場中放一試探電荷，通過分析試探電荷的受力研究電場的性質(zhì). 2.在空間中有一電場，把一帶電荷量為q的試探電荷放在電場中的A點，該電荷受到的靜電力為F.若把帶電荷量為2q的點電荷放在A點，則它受到的靜電力為多少？若把帶電荷量為nq的點電荷放在該點，它受到的靜電力為多少？電荷受到的靜電力F與電荷量q有何關(guān)系？ 答案2FnFF與q成正比，即F與q的比值為定值.,一、電場強度,答案,知識深化 1.電場強度的大小和方向是由電場本身所決定的，與試探電荷無關(guān). 2.電場強度是矢量，其方向與在該點的正電荷所受靜電力的方向相同，與在該點的負(fù)電荷所受靜電力的方向相反. 3.公式E 可變形為FqE：電場強度E與電荷量q的乘積等于靜電力的大?。徽姾伤莒o電力方向與電場強度方向相同，負(fù)電荷所受靜電力方向與電場強度方向相反.,例1在電場中的某點放一個試探電荷，其電荷量為q，受到的靜電力為F，則該點的電場強度為E ，下列說法正確的是 A.若移去試探電荷，則該點的電場強度為0 B.若試探電荷的電荷量變?yōu)?q，則該點的場強變?yōu)?E C.若放置到該點的試探電荷變?yōu)?q，則場中該點的場強大小不變，但 方向相反 D.若放置到該點的試探電荷變?yōu)?q，則場中該點的場強大小、方向均 不變 解析電場中某點場強的大小和方向由電場本身決定，與放入該點的試探電荷無關(guān)，也與在該點是否放試探電荷無關(guān)，故選D.,解析,答案,例2如圖2所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點B，如在B處放置一個q12.0108 C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0106 N，方向如圖，則： (1)B處場強多大？方向如何？,圖2,答案200 N/C方向與F1方向相反,解析,答案,(2)如果換用一個q24.0107 C 的電荷放在B點，其受力多大？此時B處場強多大？,答案8.0105 N200 N/C,解析q2在B點所受靜電力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N， 方向與場強方向相同，也就是與F1方向相反. 此時B處場強仍為200 N/C，方向與F1方向相反.,解析,答案,(3)如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？,答案200 N/C,解析某點場強大小與有無試探電荷無關(guān)，故拿走B處電荷，B點場強大小仍為200 N/C.,解析,答案,導(dǎo)學(xué)探究 如圖3所示，在正點電荷Q的電場中有一試探電荷q放于P點，已知P點到Q的距離為r，Q對q的作用力是多大？Q在P點產(chǎn)生的電場的電場強度是多大？方向如何？,二、點電荷的電場電場強度的疊加,圖3,如果再有一正點電荷QQ，放在如圖4所示的位置，P點的電場強度多大？,圖4,答案,如圖所示，P點的電場強度為Q、Q單獨在P點產(chǎn)生的電場強度的矢量和.,知識深化,2.電場強度是矢量，合成時遵循矢量運算法則(平行四邊形定則或三角形定則)；對于同一直線上電場強度的合成，可先規(guī)定正方向，進(jìn)而把矢量運算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運算.,例3如圖5所示，真空中，帶電荷量分別為Q和Q的點電荷A、B相距r，求： (1)兩點電荷連線的中點O的場強的大小和方向.,解析,答案,圖5,解析分別求Q和Q在某點的場強大小和方向，然后根據(jù)電場強度的疊加原理，求出該點的合場強. 如圖甲所示，A、B兩點電荷在O點產(chǎn)生的場強方向相同，均由AB.A、B兩點電荷分別在O點產(chǎn)生的電場強度大小,(2)在兩點電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O點的場強大小和方向,解析,答案,針對訓(xùn)練(2018山東濰坊市高一下期末)如圖6所示，abc處在真空中，邊長分別為ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm.兩個帶電小球固定在a、b兩點，電荷量分別為qa6.41012 C，qb2.71012 C.已知靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，求c點場強的大小及方向.,圖6,答案見解析,解析,答案,解析如圖所示，a、b兩電荷在c點的場強分別為,由幾何關(guān)系，有E2Ea2Eb2 解得E45 N/C 方向平行于ab指向b.,導(dǎo)學(xué)探究 1.為了形象的描述電場，法拉第引入了電場線的概念，電場線是真實存在的嗎？ 答案電場線實際上不存在. 2.電場線是如何表示電場方向和強弱的？ 答案在電場中，某點電場線的切線方向表示該點電場強度的方向；電場線的疏密表示電場強度的相對大小，電場強度較大的地方電場線較密，反之較疏.,三、電場線,答案,答案,3.試畫出點電荷、等量異號點電荷、等量同號點電荷及勻強電場的電場線. 答案見課本,知識深化 1.電場線是為了形象地描述電場而假想的線，實際上是不存在的. 2.電場線每點的切線方向與該點的電場強度方向相同.,例4某電場的電場線分布如圖7所示，下列說法正確的是,解析,答案,圖7,A.c點的電場強度大于b點的電場強度 B.若將一試探電荷q由a點靜止釋放，它將沿電場線運動到b點 C.b點的電場強度大于d點的電場強度 D.a點和b點的電場強度的方向相同,解析電場線的疏密表示電場強度的大小，由題圖可知EdEc，EbEd，故選項C正確，A錯誤； 由于電場線是曲線，由a點靜止釋放的正電荷不可能沿電場線運動，故選項B錯誤； 電場線的切線方向為該點電場強度的方向，a點和b點的切線不在同一條直線上，故選項D錯誤.,電場線不是粒子運動的軌跡，當(dāng)完全滿足以下條件時運動軌跡和電場線重合. (1)電場線是直線. (2)帶電粒子只受靜電力作用或除靜電力外的其他力的合力與靜電力在同一條直線上. (3)帶電粒子初速度的大小為零或初速度的方向與電場線方向在同一條直線上.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(場強的概念)(2018山東濰坊市高一下期末)關(guān)于電場強度E，下列說法正確的是,答案,1,2,3,4,2.(電場線)某電場的電場線如圖8所示，A點和B點的電場強度分別為EA、EB，點電荷在A、B點所受的靜電力分別為FA、FB，則 A.EAEB，F(xiàn)AFB B.EAEB，F(xiàn)AFB C.EAFB,答案,1,2,3,4,圖8,解析電場線越密的地方場強越大，越疏的地方場強越小，可知EAEB，根據(jù)FqE知，F(xiàn)AFB，故A正確，B、C、D錯誤.,解析,3.(電場強度的疊加)(2018山東煙臺市高一下期末)如圖9所示，四個點電荷所帶電荷量的絕對值均為Q，分別固定在正方形的四個頂點上，正方形邊長為a，則正方形兩條對角線交點處的電場強度,圖9,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(場強的計算)(2018山東濟(jì)寧市高一下期末)如圖10所示，把可視為點電荷的帶電小球A用絕緣細(xì)桿固定，其電荷量為Q4.0106 C，在距A球r0.30 m處放置試探電荷B，其電荷量為q5.0108 C，靜電力常量k9109 Nm2/C2.求： (1)試探電荷B所受庫侖力F的大小；,圖10,答案2102 N,解析,答案,1,2,3,4,(2)試探電荷B所在位置的電場強度E的大小.,答案4105 N/C,解析,答案,1,2,3,4,