高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 3 電場(chǎng)強(qiáng)度課件 新人教版選修3-1

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1、第 一 章 靜 電 場(chǎng)3 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 知 道 電 荷 間 的 相 互 作 用 是 通 過(guò) 電 場(chǎng) 發(fā) 生 的 ， 知 道 電 場(chǎng) 是 客 觀 存 在 的一 種 特 殊 物 質(zhì) 。 理 解 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 概 念 及 其 定 義 ， 會(huì) 根 據(jù) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 定 義 進(jìn) 行 有 關(guān) 的計(jì) 算 。 知 道 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 是 矢 量 ， 知 道 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 方 向 是 怎 樣 規(guī) 定 的 。 知 道 電 場(chǎng) 的 疊 加 原 理 ， 并 應(yīng) 用 這 個(gè) 原 理 進(jìn) 行 簡(jiǎn) 單 的 計(jì) 算 。 能 識(shí) 別 常 見(jiàn) 電 場(chǎng) 的 電 場(chǎng) 線 特 征 ， 理 解 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 的 定

2、 義 及 電 場(chǎng) 線 分 布特 征 彈力和摩擦力都是在兩個(gè)物體互相接觸的情況下產(chǎn)生的。而兩個(gè)帶電體沒(méi)有接觸，就可以發(fā)生靜電力的作用。那么，電荷之間的相互作用是通過(guò)什么發(fā)生的？(哦！原來(lái)是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的) 1 知 識(shí) 自 主 梳 理2 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) 突 破3 考 點(diǎn) 題 型 設(shè) 計(jì)4 易 錯(cuò) 案 例 剖 析5 課 堂 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu)6 隨 堂 鞏 固 提 升7 課 時(shí) 作 業(yè) 知 識(shí) 自 主 梳 理 1 概 念電 荷 周 圍 存 在 的 一 種 特 殊 物 質(zhì) 。 帶 電 體 間 的 相 互 作 用 是 通 過(guò) 周 圍 的_發(fā) 生 的 。2 靜 電 場(chǎng)是 _的 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場(chǎng) 。3

3、 基 本 性 質(zhì)對(duì) 放 入 其 中 的 電 荷 有 _的 作 用 。電 場(chǎng)知 識(shí) 點(diǎn) 1電 場(chǎng) 靜 止 力 1 試 探 電 荷 (檢 驗(yàn) 電 荷 )用 來(lái) 檢 測(cè) 電 場(chǎng) _及 其 強(qiáng) 弱 分 布 情 況 的 電 荷 ， 是 研 究 電 場(chǎng) 的 工 具 。2 場(chǎng) 源 電 荷激 發(fā) 或 產(chǎn) 生 我 們 正 在 研 究 的 電 場(chǎng) 的 電 荷 ， 是 電 場(chǎng) 的 來(lái) 源 。知 識(shí) 點(diǎn) 2 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度是 否 存 在 3 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度(1)定 義 ： 放 入 電 場(chǎng) 中 某 一 點(diǎn) 的 電 荷 受 到 的 _跟 它 的 _的比 值 叫 做 該 點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 。(3)單 位 ： _， 符

4、 號(hào) _。(4)方 向 ： 規(guī) 定 為 _在 該 點(diǎn) 受 的 電 場(chǎng) 力 的 方 向 。(5)物 理 意 義 ： 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 是 反 映 _的 物 理 量 ， 其 大 小表 示 電 場(chǎng) 的 強(qiáng) 弱 。 電 場(chǎng) 力 電 荷 量 牛 /庫(kù) N/C正 電 荷 電 場(chǎng) 本 身 的 力 的 性 質(zhì) 1 公 式E _， Q為 真 空 中 點(diǎn) 電 荷 的 帶 電 量 ， r為 該 點(diǎn) 到 點(diǎn) 電 荷 Q的 距 離 。2 方 向若 Q為 _， 場(chǎng) 強(qiáng) 方 向 沿 Q和 該 點(diǎn) 的 連 線 指 向 該 點(diǎn) ； 若 Q為_(kāi)， 場(chǎng) 強(qiáng) 方 向 沿 Q和 該 點(diǎn) 的 連 線 指 向 Q。3 適 用 條 件_。知

5、識(shí) 點(diǎn) 3 點(diǎn) 電 荷 的 場(chǎng) 強(qiáng)正 電 荷 負(fù) 電 荷 真 空 中 點(diǎn) 電 荷 1 場(chǎng) 強(qiáng) 的 疊 加如 果 場(chǎng) 源 電 荷 不 只 是 一 個(gè) 點(diǎn) 電 荷 ， 則 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 _。 這 種 關(guān) 系 叫 做 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 疊 加 。2 運(yùn) 算 法 則電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 是 矢 量 ， 場(chǎng) 強(qiáng) 的 疊 加 本 質(zhì) 是 矢 量 疊 加 ， 所 以 應(yīng) 該 用 _定 則 。3 應(yīng) 用 范 圍電 場(chǎng) 的 疊 加 原 理 對(duì) _都 適 用 ， 注 意 只 有 同 時(shí) 共 同 形 成 電 場(chǎng) 時(shí) 才

6、能疊 加 。知 識(shí) 點(diǎn) 4 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 疊 加 矢 量 和 平 行 四 邊 形 任 何 電 場(chǎng) 1 電 場(chǎng) 線為 了 形 象 描 述 電 場(chǎng) 而 _的 一 條 條 有 _的 曲 線 。 曲 線 上 每點(diǎn) 的 _的 方 向 表 示 該 點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 方 向 。2 電 場(chǎng) 線 的 特 點(diǎn)(1)電 場(chǎng) 線 從 _或 _出 發(fā) ， 終 止 于 _或_。(2)電 場(chǎng) 線 在 電 場(chǎng) 中 不 相 交 。知 識(shí) 點(diǎn) 5 電 場(chǎng) 線 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng)假 想 方 向 切 線 正 電 荷 無(wú) 限 遠(yuǎn) 負(fù) 電 荷 無(wú) 限 遠(yuǎn) (3)電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 較 大 的 地 方 ， 電 場(chǎng) 線 _； 電 場(chǎng)

7、 強(qiáng) 度 較 小 的 地 方 ， 電 場(chǎng)線 _。(4)電 場(chǎng) 線 上 任 一 點(diǎn) 順 著 電 場(chǎng) 線 的 _方 向 ， 就 表 示 該 點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的方 向 。(5)電 場(chǎng) 線 不 是 實(shí) 際 存 在 的 曲 線 ， 是 為 了 形 象 描 述 電 場(chǎng) 而 假 想 的 。3 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng)(1)定 義 ： 各 點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 大 小 _、 方 向 _的 電 場(chǎng) 。(2)勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 的 電 場(chǎng) 線 ： _的 平 行 直 線 。較 密 較 疏 切 線 相 等 相 同 間 隔 相 等 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) 突 破 1.對(duì) 電 場(chǎng) 的 理 解(1)場(chǎng) 與 分 子 、 原 子 組 成 的

8、實(shí) 物 一 樣 具 有 能 量 、 質(zhì) 量 和 動(dòng) 量 ， 它 是 物 質(zhì) 存 在的 一 種 特 殊 形 式 。(2)場(chǎng) 與 實(shí) 物 是 物 質(zhì) 存 在 的 兩 種 不 同 形 式 。(3)電 荷 的 周 圍 一 定 存 在 電 場(chǎng) ， 靜 止 電 荷 的 周 圍 存 在 著 靜 電 場(chǎng) 。(4)電 荷 間 的 相 互 作 用 是 通 過(guò) 電 場(chǎng) 發(fā) 生 的 。一 、 對(duì) 電 場(chǎng) 及 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 理 解 2 對(duì) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 理 解(1)電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 反 映 了 電 場(chǎng) 的 力 的 性 質(zhì) 。(2)唯 一 性 ： 電 場(chǎng) 中 某 點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 E是 唯 一 的 ， 是

9、 由 電 場(chǎng) 本 身 的 特 性 (形 成電 場(chǎng) 的 電 荷 及 空 間 位 置 )決 定 的 ， 與 是 否 放 入 試 探 電 荷 、 放 入 電 荷 的 電 性 、 電 荷量 的 多 少 均 無(wú) 關(guān) 。 電 場(chǎng) 中 不 同 的 地 方 ， 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 一 般 是 不 同 的 。(3)矢 量 性 ： 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 描 述 了 電 場(chǎng) 的 強(qiáng) 弱 ， 是 矢 量 ， 其 方 向 與 在 該 點(diǎn) 的 正 電荷 所 受 電 場(chǎng) 力 的 方 向 相 同 ， 與 在 該 點(diǎn) 的 負(fù) 電 荷 所 受 電 場(chǎng) 力 的 方 向 相 反 。 特 別 提 醒 (1)試探電荷是一種理想化模型，它是電荷量和

10、尺寸都充分小的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷不一定能做試探電荷。(2)和已經(jīng)學(xué)過(guò)的其他矢量一樣，比較電場(chǎng)強(qiáng)度是否相同時(shí)，一定要考慮大小、方向兩個(gè)要素。 答 案 ： 可 根 據(jù) 電 場(chǎng) 的 基 本 性 質(zhì) ： 電 場(chǎng) 對(duì) 放 入 其 中 的 電 荷 有 靜 電 力 的 作 用 ，在 該 空 間 放 入 一 帶 電 體 通 過(guò) 測(cè) 量 其 是 否 受 到 靜 電 力 檢 驗(yàn) 。 二 、 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 兩 個(gè) 公 式 的 比 較 1 電 場(chǎng) 線 的 應(yīng) 用(1)按 照 電 場(chǎng) 線 畫 法 的 規(guī) 定 ， 場(chǎng) 強(qiáng) 大 處 電 場(chǎng) 線 密 ， 場(chǎng) 強(qiáng) 小 處 電 場(chǎng) 線 疏 ， 根 據(jù)電 場(chǎng) 線 的 疏 密 可

11、以 比 較 場(chǎng) 強(qiáng) 的 大 小 。(2)根 據(jù) 電 場(chǎng) 線 的 定 義 ， 電 場(chǎng) 線 每 點(diǎn) 的 切 線 方 向 就 是 該 點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 方 向 。三 、 對(duì) 電 場(chǎng) 線 的 理 解 2 幾 種 常 見(jiàn) 電 場(chǎng) 的 電 場(chǎng) 線點(diǎn) 電 荷 的 電 場(chǎng) 線 分 布 等 量 同 種 電 荷 的 電 場(chǎng) 線 等 量 異 種 電 荷 的 電 場(chǎng) 線 帶 電 平 行 金 屬 板 間 的 電 場(chǎng) 線 3 電 場(chǎng) 線 與 帶 電 粒 子 在 電 場(chǎng) 中 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 的 比 較 兩 線內(nèi) 容 電 場(chǎng) 線 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡客 觀 性 電 場(chǎng) 中 并 不 存 在 ， 是 為 研 究 電 場(chǎng)方 便

12、 而 人 為 引 入 的 粒 子 在 電 場(chǎng) 中 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 是客 觀 存 在 的切 線意 義 曲 線 上 各 點(diǎn) 的 切 線 方 向 即 為 該 點(diǎn)的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 方 向 ， 同 時(shí) 也 是 正 電荷 在 該 點(diǎn) 的 受 力 方 向 ， 即 正 電 荷在 該 點(diǎn) 產(chǎn) 生 加 速 度 的 方 向 軌 跡 上 每 一 點(diǎn) 的 切 線 方 向 即為 粒 子 在 該 點(diǎn) 的 速 度 方 向 ，但 加 速 度 的 方 向 與 速 度 的 方向 不 一 定 相 同 特 別 提 醒 帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線重合必備的條件：(1)電場(chǎng)線是直線；(2)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，或受其他力，但方向沿電

13、場(chǎng)線所在的直線；(3)帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線。 答 案 ： 電 場(chǎng) 是 一 種 特 殊 的 物 質(zhì) ， 無(wú) 形 無(wú) 體 ， 能 夠 充 滿 它 所 在 的 空 間 ， 而 實(shí)驗(yàn) 之 所 以 能 顯 示 電 場(chǎng) 線 的 形 狀 ， 是 因 為 在 引 入 電 場(chǎng) 線 時(shí) ， 抓 住 “ 靜 電 力 ” 這 一根 本 屬 性 。 實(shí) 驗(yàn) 顯 示 的 正 是 帶 電 體 在 電 場(chǎng) 中 受 到 靜 電 力 隨 位 置 而 改 變 的 情 況 。因 此 可 以 用 實(shí) 驗(yàn) 來(lái) 顯 示 電 場(chǎng) 線 的 形 狀 ， 但 不 能 說(shuō) 明 電 場(chǎng) 線 是 客 觀 存 在 的 ， 應(yīng)

14、理解 為 電 場(chǎng) 線 是 假 想 的 ， 電 場(chǎng) 才 是 客 觀 存 在 的 。 考 點(diǎn) 題 型 設(shè) 計(jì) 題 型 1 對(duì) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 理 解C 解 析 ： A：場(chǎng)強(qiáng)是矢量，不僅有大小，而且有方向，以點(diǎn)電荷Q為圓心，半徑為r的球面上，場(chǎng)強(qiáng)的大小EkQ/r2，但方向不同，故A錯(cuò)誤。B：在正電荷和負(fù)電荷周圍確定場(chǎng)強(qiáng)的方法相同，用試探電荷q放到被考察點(diǎn)，q所受的電場(chǎng)力為F，那么EF/q。由此可見(jiàn)，何處場(chǎng)強(qiáng)大，何處場(chǎng)強(qiáng)小，與電荷的正負(fù)并沒(méi)有什么關(guān)系，故B也錯(cuò)誤。 C：電場(chǎng)強(qiáng)度E是電場(chǎng)的性質(zhì)，試探電荷是用來(lái)體現(xiàn)這一性質(zhì)的“工具”，就像用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度一樣，溫度計(jì)插入水中，水的溫度就由溫度計(jì)顯示

15、出來(lái)，取走溫度計(jì)，水的溫度仍然如此，不會(huì)消失。故C正確。D：EF/q一式中，E的大小并不是由F、q來(lái)決定的。在電場(chǎng)中某一點(diǎn)放入一試探電荷q，那么q越大，F(xiàn)越大，而F/q這一比值卻不變。故D錯(cuò)誤。點(diǎn) 評(píng) ：通過(guò)本例的分析，可使學(xué)生全面地理解場(chǎng)強(qiáng)的定義。場(chǎng)強(qiáng)是由電場(chǎng)本身決定的，與試探電荷q無(wú)關(guān)。 解 析 ：電場(chǎng)強(qiáng)度取決于電場(chǎng)本身，與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，所以在P點(diǎn)電荷減半或無(wú)檢驗(yàn)電荷，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變，故A、C錯(cuò)誤。據(jù)FEq知，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力越大，故B正確。據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向的規(guī)定，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向，故D正確。故選BD。 BD 題 型 2 對(duì) 電 場(chǎng) 線 的

16、理 解 及 應(yīng) 用 C 解 析 ：由速度時(shí)間圖象可知，電荷的速度越來(lái)越大，且加速度也是越來(lái)越大，故電荷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)受到逐漸增大的靜電力作用，所以電場(chǎng)線的方向應(yīng)由B指向A。由于加速度越來(lái)越大，所以電場(chǎng)力越來(lái)越大，即B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即B點(diǎn)處電場(chǎng)線應(yīng)比A點(diǎn)處密集。所以正確答案為C。點(diǎn) 評(píng) ：如果對(duì)vt圖象的斜率即加速度值理解不夠，就不能得出電荷加速度變大的結(jié)論，而得不到正確的結(jié)果。 B 解 析 ：電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小，由于只有一條電場(chǎng)線，不能判斷電場(chǎng)線的疏密情況，所以不能判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小，所以A錯(cuò)誤；由圖可以知道電場(chǎng)的方向向右，所以當(dāng)由靜止釋放一個(gè)

17、電子時(shí)，電子的受力的方向向左，所以電子將一定向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，所以B正確；只有一條電場(chǎng)線不能判斷是不是正電荷產(chǎn)生的，所以C錯(cuò)誤；正電荷運(yùn)動(dòng)中通過(guò)A點(diǎn)，此時(shí)受到的電場(chǎng)力的方向一定是沿AB方向的，但是電荷的運(yùn)動(dòng)的方向不一定沿著AB方向，運(yùn)動(dòng)電荷可能做曲線運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤。 題 型 3 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 疊 加 點(diǎn) 評(píng) ：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，如果空間中同時(shí)存在幾個(gè)場(chǎng)源，則空間中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就是這幾個(gè)場(chǎng)源單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，場(chǎng)強(qiáng)的合成也像力、速度等矢量一樣，用平行四邊形定則，而當(dāng)幾個(gè)矢量均在同一直線上時(shí)，可簡(jiǎn)化為代數(shù)加減法。 B 題 型 4 電 場(chǎng) 與 力 學(xué) 知 識(shí) 的 綜 合 應(yīng) 用 點(diǎn)

18、評(píng) ：解答本題的方法和解力學(xué)題的方法完全一樣，只不過(guò)多了個(gè)電場(chǎng)力。 AD 解 析 ：對(duì)整體進(jìn)行受力分析，豎直面上只受重力，水平方向A受電場(chǎng)力向右，B受電場(chǎng)力向左，而大小相等，故AB對(duì)豎直面沒(méi)有壓力，故在豎直面上沒(méi)有摩擦力，故整體只受重力，物體做向下的自由落體運(yùn)動(dòng)，故加速度為g，A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)B受力分析，B受向左的電場(chǎng)力和向下的重力及電荷間的庫(kù)侖力，而B向下的加速度為g，故水平方向合力應(yīng)為零，故應(yīng)受到A對(duì)B的彈力，故C錯(cuò)誤；彈力垂直于接觸面向下，無(wú)法和電場(chǎng)力平衡，故AB間會(huì)有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，故AB間有摩擦力，由水平方向上的平衡可知，摩擦力應(yīng)沿接觸面向上，故D正確，故選AD。 易 錯(cuò) 案 例

19、剖 析 B 易 錯(cuò) 分 析 ： 對(duì) 易 錯(cuò) 選 項(xiàng) 及 錯(cuò) 誤 原 因 具 體 分 析 如 下 ：易 錯(cuò) 選 項(xiàng) 錯(cuò) 誤 原 因B項(xiàng) 僅 僅 記 住 并 只 會(huì) 求 解 點(diǎn) 電 荷 q產(chǎn) 生 的 電 場(chǎng) ， 錯(cuò) 誤 認(rèn) 為 P點(diǎn) 的 電場(chǎng) 只 是 點(diǎn) 電 荷 q產(chǎn) 生 的 ， 而 忽 視 了 金 屬 板 上 感 應(yīng) 電 荷 也 產(chǎn) 生 電場(chǎng) 。C項(xiàng) 錯(cuò) 誤 的 認(rèn) 為 金 屬 板 上 感 應(yīng) 出 的 負(fù) 電 荷 集 中 在 金 屬 板 中 央 一 點(diǎn)上 ， 感 應(yīng) 電 荷 的 等 效 位 置 沒(méi) 有 從 乙 圖 得 到 啟 發(fā) 。 課 堂 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 隨 堂 鞏 固 提 升 課 時(shí) 作 業(yè)