高二物理魯科版選修3-1課件：第1部分 第1章 第3節(jié)《電場及其描述》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 自學(xué)教材 1 電場傳遞電荷相互作用的 電場是一種 是物質(zhì)存在的一種形式 2 電場力電場對于處在其中的的作用力 物質(zhì) 客觀存在 電荷 3 電場強(qiáng)度 1 試探電荷 為了測量靜電場對一個電荷的作用力 應(yīng)使放入的這個電荷的電荷量小 以致不影響要研究的電場 并能確定電場中各點(diǎn)的性質(zhì) 這種電荷叫做試探電荷 足夠 2 定義 放入電場中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷所受與它的的比值 簡稱場強(qiáng) 用字母E表示 3 公式 4 方向 與在該點(diǎn)所受電場力的方向相同 5 單位 牛 庫 符號 6 物理意義 反映電場的 電場力 電荷量 E F q 正點(diǎn)電荷 強(qiáng)弱 N C 重點(diǎn)詮釋 圖1 3 1 1 對電場的認(rèn)識 1 電場是一種特殊物質(zhì) 場和實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式 2 電荷間的相互作用力是通過電場發(fā)生的 如圖1 3 1所示 3 電場雖然看不見摸不著 但可以通過一些實(shí)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(shí)存在的一種物質(zhì) 解析 電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度 與形成電場的場源電荷和空間位置有關(guān) 與有無試探電荷無關(guān) 其方向是正電荷在該點(diǎn)的受力方向 故B正確 答案 B 自學(xué)教材 圖1 3 2 3 含義 點(diǎn)電荷Q的電場中任意點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小與該點(diǎn)電荷的成正比 與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷成反比 4 方向 若Q為正電荷 場強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向 若Q為負(fù)電荷 場強(qiáng)方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向 2 勻強(qiáng)電場電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的都相同的電場 電量 距離的平方 該點(diǎn) Q 大小和方向 重點(diǎn)詮釋 2 對勻強(qiáng)電場的認(rèn)識勻強(qiáng)電場是最簡單 最基本的電場 也是高中物理重點(diǎn)研究的電場 1 特點(diǎn) 電場強(qiáng)度的大小處處相等 方向處處相同 2 同一電荷在同一勻強(qiáng)電場中各處受到的電場力大小 方向都相同 3 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(qiáng)電場 答案 C 自學(xué)教材 1 電場線用來形象直觀地描述電場的曲線 曲線上任一點(diǎn)的表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向 2 電場線的特點(diǎn) 1 電場線是為了形象描述電場而假想的 實(shí)際并不存在 2 任意兩條電場線 切線 線 不相交 3 電場線的表示電場的強(qiáng)弱 電場線上某點(diǎn)的表示該點(diǎn)電場的方向 4 電場線總是起自 或 止于 或 即電場線不閉合 在無電荷處不中斷 5 電場線不表示電荷在電場中運(yùn)動的 疏密程度 切線方向 正電荷 無窮遠(yuǎn)處 負(fù)電荷 無窮遠(yuǎn)處 軌跡 3 幾種常見電場的電場線 正 負(fù) 等量正 等量異種 勻強(qiáng) 重點(diǎn)詮釋 1 對電場線的理解 1 電場線不是電荷的運(yùn)動軌跡 如果不計電荷的重力 在一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場或勻強(qiáng)電場中由靜止釋放電荷 則運(yùn)動軌跡與電場線重合 2 電場線不是閉合的曲線 電場線由正電荷 或無窮遠(yuǎn)處 出發(fā) 終止于負(fù)電荷 或無窮遠(yuǎn)處 3 電場線不能相交 如果電場線相交 則在交點(diǎn)放一電荷 電荷的受力有兩個方向 與事實(shí)不符 圖1 3 3 2 電場線的應(yīng)用利用電場線可判斷場強(qiáng)的方向和大小 按照電場線畫法的規(guī)定 場強(qiáng)大處畫電場線密 場強(qiáng)小處畫電場線疏 因此根據(jù)電場線的疏密就可以比較場強(qiáng)的大小 例如 圖1 3 3甲中A點(diǎn)的強(qiáng)度方向沿曲線的場線 由于A點(diǎn)處比B點(diǎn)處的電場線密 可知EA EB 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(qiáng)大小 對此種情況可有多種推理判斷 若是正點(diǎn)電荷電場中的一條電場線 由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可知EA EB 若是負(fù)點(diǎn)電荷電場中的一條電場線 則有EB EA 若是勻強(qiáng)電場中的一條電場線 則有EA EB 圖1 3 4 3 如圖1 3 4所示是靜電場的一部分電場線分布 下列說法中正確的是 A 這個電場可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場B 點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場力比在B點(diǎn)處受到的電場力大C 點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時加速度比在B點(diǎn)處的瞬時加速度小 不計重力 D 負(fù)電荷在B點(diǎn)處所受到的電場力的方向沿B點(diǎn)切線方向 答案 B 例1 一試探電荷q 4 10 9C 在電場中P點(diǎn)受到的電場力F 6 10 7N 求 1 P點(diǎn)的場強(qiáng) 2 沒有試探電荷時P點(diǎn)的場強(qiáng) 3 放一電荷量為q 1 2 10 6C的電荷在P點(diǎn) 受到的電場力F 是多大 思路點(diǎn)撥 P點(diǎn)的場強(qiáng)由場源電荷和該點(diǎn)到場源電荷的距離決定 與其他無關(guān) 試探電荷只是起到測量該點(diǎn)場強(qiáng)的作用 答案 1 1 5 102N C 2 1 5 102N C 3 1 8 10 4N 1 電場中有一點(diǎn)P 下列說法中正確的是 A 若放在P點(diǎn)的電荷量減半 則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半B 若P點(diǎn)沒有放電荷 則P點(diǎn)場強(qiáng)為零C P點(diǎn)場強(qiáng)越大 則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大D P點(diǎn)的場強(qiáng)方向與放在該點(diǎn)的電荷的受力方向相同 解析 對電場中某一確定的點(diǎn)來說場強(qiáng)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(guān)系 故A B均錯誤 正電荷受力方向與場強(qiáng)方向相同 負(fù)電荷受力方向與場強(qiáng)方向相反 因不知電荷的電性 故D錯誤 由公式F qE知C正確 答案 C 圖1 3 5 例2 一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)靜止釋放 只受電場力作用 沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn) 它運(yùn)動的v t圖像如圖1 3 5所示 則A B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場線分布情況可能是圖1 3 6中的 圖1 3 6 思路點(diǎn)撥 由v t圖像可知電荷加速度的變化情況 再根據(jù)電場線的性質(zhì)及負(fù)電荷所受電場力的方向即可找到正確答案 解析 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 合外力 增加 電場強(qiáng)度也必定增加 且負(fù)電荷逆著電場線的方向運(yùn)動 根據(jù)題圖可以判斷C選項符合要求 所以選項C正確 答案 C 電場線可以形象地描述電場的強(qiáng)弱和方向 其疏密程度表示電場的強(qiáng)弱 某點(diǎn)電場線的切線方向表示該點(diǎn)的電場方向 正電荷所受電場力方向和場強(qiáng)方向相同 負(fù)電荷所受電場力方向和場強(qiáng)方向相反 圖1 3 7 上例題中 一帶負(fù)電的微粒僅在電場力作用下以一定初速度從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn) 其速度 時間圖像如圖1 3 7所示 則這一電場可能圖1 3 8是 圖1 3 8 答案 D 圖1 3 9 例3 豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場 其電場強(qiáng)度為E 在該勻強(qiáng)電場中 用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球 絲線跟豎直方向成 角時小球恰好平衡 小球與右側(cè)金屬板相距為b 如圖1 3 9所示 求 處理靜電力與動力學(xué)綜合問題仍是應(yīng)用處理力學(xué)問題的方法 先分析受力及運(yùn)動 然后列出牛頓第二定律方程或平衡方程求解 圖1 3 10 2 如圖1 3 10所示 用30cm長的絕緣細(xì)線將質(zhì)量為4 10 3kg的帶電小球Q懸掛于O點(diǎn) 當(dāng)空間中有水平向右 大小為1 104N C的勻強(qiáng)電場時 小球偏離豎直方向37 后處于靜止?fàn)顟B(tài) 求小球的電性 帶電量和細(xì)線的拉力 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 答案 正電3 10 6C5 10 2N 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全