高中物理 第1章 第3節(jié) 第1課時(shí) 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加課件 新人教版選修3-1.ppt

第一章靜電場(chǎng) 第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度第1課時(shí)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)電荷的電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1 知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的 知道場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種形式 2 體會(huì)用比值定義物理量的方法 理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義 公式 單位 方向 3 能推導(dǎo)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的公式 并能應(yīng)用公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 知道電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理 并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 要點(diǎn)一電場(chǎng)1 電場(chǎng) 電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì) 它是物質(zhì)存在的一種形式 電荷間的相互作用是通過(guò)它們的電場(chǎng)發(fā)生的 2 電場(chǎng)的基本性質(zhì) 對(duì)放入其中的電荷有力的作用 3 電場(chǎng)力 電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力 4 靜電場(chǎng) 靜止電荷周圍產(chǎn)生的電場(chǎng) 電場(chǎng)和實(shí)物的差別電場(chǎng)是一種不同于實(shí)物的另一存在形式 它與實(shí)物有許多差別 例如 1 實(shí)物所占據(jù)的空間不能再為另一實(shí)物所占據(jù) 但幾個(gè)場(chǎng)可以同時(shí)占據(jù)同一個(gè)空間 2 電場(chǎng)雖然看不見 摸不著 但它總能通過(guò)一些性質(zhì)而表現(xiàn)其存在 1 試探電荷的電荷量和尺寸必須充分小 放入試探電荷后不引起原電場(chǎng)的明顯變化 2 試探電荷有電荷量 但是要忽略它所產(chǎn)生的電場(chǎng) 負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反 3 電場(chǎng)力和電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別和聯(lián)系 4 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1 疊加原理 電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和 例如 圖中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 等于 Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與 Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和 2 比較大的帶電體的電場(chǎng) 可把帶電體分成若干小塊 每小塊看成點(diǎn)電荷 用點(diǎn)電荷電場(chǎng)疊加的方法計(jì)算 在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q 1 0 10 9C 直線MN通過(guò)O點(diǎn) OM的距離r 30cm M點(diǎn)放一個(gè)試探電荷q 1 0 10 10C 如圖所示 求 1 q在M點(diǎn)受到的作用力 2 M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 3 拿走q后M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 4 M N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度哪點(diǎn)大 答案 見解析 方法總結(jié) 解決此類問(wèn)題應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向取決于電場(chǎng)本身 2 電場(chǎng)強(qiáng)度的求解方法有兩種 一是用定義式E F q求解 該式適用于任何電場(chǎng) 二是用E kQ r2求解點(diǎn)電荷在某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 其方向由場(chǎng)源電荷Q的正負(fù)決定 如 Q時(shí) E的方向沿半徑r向外 Q時(shí) E的方向沿半徑r反向 向內(nèi) 點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一A點(diǎn) 現(xiàn)在在A點(diǎn)放上一電荷量為q 2 10 8C的試探電荷 它受到的靜電力為7 2 10 5N 方向水平向左 則 1 點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E 方向 2 若在A點(diǎn)換上另一電荷量為q 4 10 8C的試探電荷 此時(shí)點(diǎn)電荷Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E 該試探電荷受到的靜電力大小為 方向 變式訓(xùn)練1 1 答案 1 3 6 103N C水平向左 2 3 6 103N C1 44 10 4N水平向右 AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑 圓心為O 將電荷量分別為 q和 q的兩點(diǎn)電荷放在圓周上 其位置關(guān)于AB對(duì)稱且距離等于圓的半徑 如圖所示 要使圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 可在圓周上再放一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)電荷Q 則該點(diǎn)電荷 A 應(yīng)放在A點(diǎn) Q 2qB 應(yīng)放在B點(diǎn) Q 2qC 應(yīng)放在C點(diǎn) Q qD 應(yīng)放在D點(diǎn) Q q 答案 CD 方法總結(jié) 解決此類問(wèn)題的基本思路是 1 明確有幾個(gè)場(chǎng)源 2 分析各個(gè)場(chǎng)源在所考查的位置或空間激發(fā)電場(chǎng)的大小和方向 3 根據(jù)場(chǎng)疊加原理 多個(gè)場(chǎng)源激發(fā)電場(chǎng)的合電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)電場(chǎng)單獨(dú)存在時(shí) 在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和 如圖所示 真空中帶電荷量分別為 Q和 Q的點(diǎn)電荷A B相距r 求 1 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng) 2 在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上距A B兩點(diǎn)都為r的O 點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng) 變式訓(xùn)練2 1 如圖所示 一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有 Q的電荷 球心O上場(chǎng)強(qiáng)為零 現(xiàn)在球殼上M處挖去半徑為r r R 的一個(gè)小圓孔 則此時(shí)球心O上的場(chǎng)強(qiáng)大小為多少 方向如何 已知靜電力常量為k 答案 見解析 方法總結(jié) 球殼可以被分割成許多小塊 每一小塊都可看成點(diǎn)電荷 并且能找到它關(guān)于球心對(duì)稱的另一小塊 它們?cè)谇蛐奶幃a(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零 則所有小塊對(duì)O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零 有一塊一旦被挖去 那么它關(guān)于球心對(duì)稱的另一塊的電場(chǎng)就能表現(xiàn)出來(lái) 變式訓(xùn)練3 1 答案 C 1 下列說(shuō)法正確的是 A 只要有電荷存在 電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)B 電場(chǎng)是一種物質(zhì) 它與其他物質(zhì)一樣 是不依賴我們的感覺(jué)而客觀存在的東西C 電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的 電場(chǎng)最基本的特征是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用D 電場(chǎng)是人為設(shè)想出來(lái)的 其實(shí)并不存在 解析 電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì) 電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的 不是假想的 故A B C正確 答案 ABC 答案 C 答案 A 答案 D