高中物理選修3-1第1部分 第一章《靜電場》第3節(jié)《電場 電場強度和電場線》教科

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歡迎進入物理課堂 第3節(jié) 第一章 理解教材新知 把握熱點考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 知識點一 知識點二 知識點三 考向一 考向三 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時跟蹤訓練 考向二 3 電場強度由電場本身決定 與放入其中的電荷無關(guān) 4 電場線是為了形象描述電場而引入的假想的線 其疏密程度表示電場的強弱 自學教材 1 電場的本質(zhì)與性質(zhì) 2 電場力對電荷的作用力 3 靜電場電荷周圍產(chǎn)生的電場 電場 靜止 重點詮釋 1 在電場中的電荷 不論是靜止的還是運動的 都受到電場力的作用 2 場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同的形式 3 電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 1 有關(guān)電場的下列說法正確的是 A 只要有電荷存在 電荷周圍就一定存在著電場B 電場是一種物質(zhì) 它與其他物質(zhì)一樣 是不依賴我們的感覺而客觀存在的C 電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 電場最基本的特征是對處在它里面的電荷有力的作用D 電場是人為設(shè)想出來的 其實并不存在 解析 電場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電場產(chǎn)生的 不是假想的 故A B C正確 D錯誤 答案 ABC 自學教材 1 檢驗電荷和場源電荷 1 檢驗電荷 定義 用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷 特點 a 檢驗電荷的電荷量要充分 放入電場之后不改變產(chǎn)生電場的帶電體上的電荷分布 即不影響對原電場的研究 b 體積要充分 可視為點電荷 在電場中的位置可以準確描述 小 小 2 場源電荷 如果電場是由某個帶電體激發(fā)產(chǎn)生的 那么該帶電體所帶的電荷也常稱為場源電荷或源電荷 靜電力 3 單位 牛每庫 符號 4 方向 電場強度是矢量 規(guī)定某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受的靜電力的方向 負電荷在電場中某點所受的靜電力的方向跟該點電場強度的方向 N C 相同 相反 重點詮釋 個矢量相同 必須是大小和方向都相同 選項C中球面上各點的場強大小相同而方向不同 選項C錯誤 因電場中某點的電場強度的方向規(guī)定為正電荷在該點所受電場力的方向 若為負電荷 則受力方向與場強方向相反 選項D錯誤 答案 B 1 定義用來形象直觀地描述電場的曲線 曲線上任一點的表示該點的電場強度的方向 2 特點 1 電場線是為了形象描述電場而假想的 實際并不存在 2 任意兩條電場線 自學教材 切線 線 不相交 3 電場線的表示電場的強弱 電場線上某點的表示該點電場的方向 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 切線方向 疏密程度 正電荷 無窮遠處 負電 荷 無窮遠處 3 幾種常見電場的電場線畫法 4 勻強電場中的電場線特點間隔相等 彼此平行 電場強度大小處處相等 方向相同 重點詮釋 1 電場線與電荷的運動軌跡 1 電場線是為形象地描述電場而引入的假想曲線 規(guī)定電場線上某點的場強方向沿該點的切線方向 也就是正電荷在該點受電場力產(chǎn)生的加速度的方向 2 運動軌跡是帶電粒子在電場中實際通過的徑跡 徑跡上每點的切線方向為粒子在該點的速度方向 結(jié)合力學知識 可以知道物體的速度方向不一定與加速度的方向一致 因此電場線不一定是粒子的運動軌跡 3 電場線與帶電粒子運動軌跡重合的條件 電場線是直線 帶電粒子只受靜電力作用 或受其他力 但方向沿電場線所在的直線 帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場線所在的直線 圖1 3 1 2 電場線的疏密與場強的關(guān)系 1 電場線越密 場強越大 電場線越疏 場強越小 2 若只有一條直電場線 如圖1 3 2所示 則可分如下幾種情況判斷 若是正點電荷電場中的一根電場線 由點電荷場強公式可知EA EB 若是負點電荷電場中的一根電場線 則有EB EA 若是勻強電場中的一根電場線 則有EA EB 圖1 3 2 3 如圖1 3 3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 這個電場可能是負點電荷的電場B 點電荷q在A點處受到的電場力比在B點處受到的電場力大C 點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小 不計重力 D 負電荷在B點處所受到的電場力的方向沿B點切線方向 圖1 3 3 答案 B 例1 在真空中O點放一個點電荷Q 1 0 10 9C 直線MN通過O點 OM的距離r 30cm M點放一個點電荷q 1 0 10 10C 如圖1 3 4所示 求 1 q在M點受到的作用力 2 M點的場強 3 拿走q后M點的場強 4 M N兩點的場強哪點大 圖1 3 4 審題指導 解答本題時應(yīng)注意以下三點 1 點電荷受到的作用力可由庫侖定律求解 2 場強可用定義式或點電荷場強決定式求解 3 區(qū)別場源電荷與試探電荷 答案 1 1 0 10 8N方向沿MO指向Q 2 100N C方向沿OM連線背離Q 3 100N C方向沿OM連線背離Q 4 M點 答案 見解析 試確定電荷Q的電場中場強大小為100N C的點的位置 例2 如圖1 3 5所示 直線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線 曲線是某一帶電粒子通過電場區(qū)域時的運動軌跡 a b是軌跡上兩點 若帶電粒子運動中只受電場力作用 根據(jù)此圖可以做出的判斷是 A 帶電粒子所帶電荷的符號B 帶電粒子在a b兩點的受力方向C 帶電粒子在a b兩點的加速度何處大D 帶電粒子在a b兩點的加速度方向 圖1 3 5 審題指導 解答本題時應(yīng)注意以下兩點 1 電場線的疏密與電場強度大小的關(guān)系 2 運動軌跡與合力 速度的關(guān)系 答案 BCD 分析此類問題首先要根據(jù)帶電粒子的運動情況判斷出受力情況 再把電場線方向 受力方向與電性相聯(lián)系 然后把電場線疏密和受力大小 加速度大小相聯(lián)系 一負電荷從電場中A點靜止釋放 只受電場力作用 沿電場線運動到B點 它運動的v t圖像如圖1 3 6所示 則A B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是圖1 3 7中的 圖1 3 6 解析 由題圖可知電荷的速度增加 加速度也增加 即所受的電場力 合外力 增加 電場強度也必定增加 且負電荷逆著電場線的方向運動 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 圖1 3 7 例3 2011 重慶高考 如圖1 3 8所示 電量為 q和 q的點電荷分別位于正方體的頂點 正方體范圍內(nèi)電場強度為零的點有 A 體中心 各面中心和各邊中點B 體中心和各邊中點C 各面中心和各邊中點D 體中心和各面中心 圖1 3 8 答案 D 1 電場強度的疊加遵循平行四邊形定則 不僅點電荷的電場可以疊加 其他的任何電場的場強都能進行疊加 同樣遵循平行四邊形定則 2 等量同種 異種電荷的連線和中垂線上場強分布特點 等量異種電荷 如圖1 3 9所示 a 兩電荷連線的中垂線上 各點的場強方向為由正電荷的一邊指向負電荷的一邊 且與中垂線垂直 O點的場強最大 從O點沿中垂線向兩邊逐漸減小 直至無窮遠時為零 中垂線上任意一點a與該點關(guān)于O點的對稱點b的場強大小相等 方向相同 圖1 3 9 b 兩電荷的連線上 各點場強的方向由正電荷沿兩電荷的連線指向負電荷 O點的場強最小 從O點沿兩電荷的連線向兩邊逐漸增大 兩電荷的連線上 任一點c與關(guān)于O點對稱點d的場強相同 等量同種正電荷 如圖1 3 10所示 a 兩電荷的連線的中垂線上 O點和無窮遠處的場強均為零 所以在中垂線上 由O點的零場強開始 場強先變大 后逐漸減小 到無窮遠時減小為零 中垂線上任一點a與該點關(guān)于O點的對稱點b的場強大小相等 方向相反 如圖1 3 10所示 圖1 3 10 b 兩電荷的連線上 在兩電荷的連線上 每點場強的方向由該點指向O點 大小由O點的場強為零開始向兩端逐漸變大 任意一點c與該點關(guān)于O點的對稱點d的場強大小相等 方向相反 如圖1 3 10所示 點擊下圖片進入 隨堂基礎(chǔ)鞏固 點擊下圖片進入 課時跟蹤訓練 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全