高中物理 第2章 探究电场的力的性质课件 沪科版选修31

第第2章章 电场与示波器电场与示波器学案学案1 探究电场的力的性质探究电场的力的性质 123理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征线分布特征.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理理解点电荷的电场强度及场强叠加原理学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备一、电场电场强度一、电场电场强度1在空间中有一电场，把一带电荷量为在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放的试探电荷放在电场中的在电场中的A点，该电荷受到的静电力为点，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷若把带电荷量为量为2q的点电荷放在的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？为多少？2结合结合问题设计问题设计1思考电荷在电场中某点受到的静电力思考电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量与电荷所带电荷量q有有何关系？何关系？答案答案F与与q成正比，即成正比，即F与与q的比值为定值的比值为定值要点提炼要点提炼电场强度的定义式是电场强度的定义式是EF/q，它是表示电场的强弱和方向的物理量：，它是表示电场的强弱和方向的物理量：1电场强度的唯一性：决定于电场本身，与是否放入试探电荷、放入电电场强度的唯一性：决定于电场本身，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关荷的电性、电荷量的多少均无关(填填“有关有关”或或“无关无关”)2电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受静电力的电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与负电荷的受力方向相反所以比较电场强度是否相同时，一方向相同，与负电荷的受力方向相反所以比较电场强度是否相同时，一定要考虑大小和方向两个因素定要考虑大小和方向两个因素qnqFnF2q2F学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备答案比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，答案比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只取决于物质、电阻、电场本身的性质只取决于物质、电阻、电场本身的性质学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备二、点电荷的电场电场强度的叠加二、点电荷的电场电场强度的叠加1如图所示，在正点电荷如图所示，在正点电荷Q的电场中有一试的电场中有一试探电荷探电荷q，已知，已知q到到Q的距离为的距离为r，Q对对q的作用的作用力是多大？力是多大？Q在在q所在位置产生的电场的电场所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？强度是多大？方向如何？体积小，电量少体积小，电量少. .一般带正电一般带正电F 2如果再有一正点电荷如果再有一正点电荷QQ，放在如图所，放在如图所示的位置，示的位置，q所在位置的电场的电场强度多所在位置的电场的电场强度多大？大？F1 F2F矢量合成矢量合成2222QqFkrQEkr学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备要点提炼要点提炼(2)方向：沿某点和方向：沿某点和Q的连线，的连线，Q为正电荷时，沿连线向外，为正电荷时，沿连线向外，Q为负电荷为负电荷时，沿连线向里如果以时，沿连线向里如果以Q为中心，为中心，r为半径作一球面，则球面上各点为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等当的电场强度大小相等当Q为正电荷时，为正电荷时，E的方向沿半径向外；当的方向沿半径向外；当Q为为负电荷时，负电荷时，E的方向沿半径向里的方向沿半径向里2场强是矢量，当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强是矢量，当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备三、电场线匀强电场三、电场线匀强电场1电场线是如何表示电场方向和强弱的？电场线是如何表示电场方向和强弱的？2电场线是真实存在的吗？能不能相交？电场线是真实存在的吗？能不能相交？切线：方向切线：方向疏疏密密强强弱弱假想的曲线假想的曲线若相交，则有两个方向，若相交，则有两个方向，与唯一性矛盾与唯一性矛盾要点提炼要点提炼1电场线的特点有：电场线的特点有：(1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远(2)任意两条电场线不相交任意两条电场线不相交(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的大小，电场线某点的切线方向在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的大小，电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向表示该点电场强度的方向2匀强电场中各点的电场强度大小相等，方向相同；电场线是距匀强电场中各点的电场强度大小相等，方向相同；电场线是距离离相等的相等的平行平行直直线线学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备延伸思考延伸思考1.点电荷、等量同号点电荷、等量异号点电荷电场的电场线有何特点？点电荷、等量同号点电荷、等量异号点电荷电场的电场线有何特点？点电荷点电荷(1)点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点点电荷形成的电场中，不存在场强相同的点(2)若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直在此球若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同面上场强大小处处相等，方向各不相同发散型发散型会聚型会聚型同条线上：同向，同条线上：同向，不等大不等大同球面上：等大，同球面上：等大，不同向不同向学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备等量同号点电荷的电场：等量同号点电荷的电场： ( (以等量正点电荷为例以等量正点电荷为例) )排斥型排斥型(1)两点电荷连线上，中点两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大，方向指向处场强为零，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点中点(2)两点电荷连线中点两点电荷连线中点O沿中垂面沿中垂面(中垂线中垂线)到无限远到无限远,电场线先变密后变疏，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小，方向背离中点即场强先变大后变小，方向背离中点OE1E2E E1 1= =E E2 2，反向，反向学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备等量异号点电荷的电场：等量异号点电荷的电场：(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大，中点处场强最小变小再变大，中点处场强最小(2)两点电荷连线的中垂面两点电荷连线的中垂面(中垂线中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面都相同，总与中垂面(或中垂线或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧沿中垂面垂直且指向负点电荷一侧沿中垂面(中垂线中垂线)从从中点到无限远处，场强大小一直减小，中点处场强最大中点到无限远处，场强大小一直减小，中点处场强最大向吸型向吸型O连线上最疏，连线上最疏，中垂线上最密中垂线上最密学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备2电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗？电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗？不一定相同不一定相同.电场线与运动轨迹不能混为一谈，不能认为电场线就是电场线与运动轨迹不能混为一谈，不能认为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹只有当电场线是直线，且带电粒子带电粒子在电场中运动的轨迹只有当电场线是直线，且带电粒子只受静电力作用只受静电力作用(或受其他力，但方向沿电场线所在直线或受其他力，但方向沿电场线所在直线)，同时带，同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时，运动轨迹电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时，运动轨迹才和电场线重合，这只是一种特殊情况才和电场线重合，这只是一种特殊情况学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备一、对电场强度的理解一、对电场强度的理解例例1 如图所示，在一带负电的导体如图所示，在一带负电的导体A附近有一点附近有一点B，若在，若在B处放置一个处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的的电荷，测出其受到的静电力静电力F1大小为大小为4.0106 N，方向如，方向如图，则：图，则：(1)B处场强是多少？方向如何？处场强是多少？方向如何？(2)如果换成一个如果换成一个q24.0107C 的电荷放在的电荷放在B点，其受力多大？点，其受力多大？此时此时B处场强多大？处场强多大？E E 与与F F 反向反向学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备二、点电荷的电场电场强度的叠加二、点电荷的电场电场强度的叠加例例2 如图所示，真空中，带电荷量分别为如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和和Q的点电荷的点电荷A、B相距相距r，则：，则：(1)点电荷点电荷A、B在中点在中点O产生的场强分别为产生的场强分别为多大？方向如何？多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点两点电荷连线的中点O的场强为多大？的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两两点都为点都为r的的O点的场强如何？点的场强如何？EAEB方向：方向：AB同向相加同向相加EAEBEOEO学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备例例3 某电场的电场线分布如图所示，下某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是列说法正确的是 () 三、电场线的理解和应用三、电场线的理解和应用Ac点的电场强度大于点的电场强度大于b点的电场强度点的电场强度B若将一试探电荷若将一试探电荷q由由a点静止释放，它点静止释放，它 将沿电场线运动到将沿电场线运动到b点点Cb点的电场强度大于点的电场强度大于d点的电场强度点的电场强度Da点和点和b点的电场强度的方向相同点的电场强度的方向相同疏疏密密电场线是曲线电场线是曲线b b点更密一些点更密一些EaEb切线方向不同切线方向不同学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备电场电场电场强弱与方向的描述电场强弱与方向的描述电场强度电场强度点电荷的场强公式点电荷的场强公式电场强度的叠加电场强度的叠加平行四边形定则平行四边形定则电场的形象描述电场的形象描述电场线电场线电场线的性质电场线的性质几种常见电场的电场几种常见电场的电场线分布和特点线分布和特点匀强电场匀强电场学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备AD 2(电场强度矢量的叠加电场强度矢量的叠加) N(N1)个电个电荷量均为荷量均为q(q0)的小球，均匀分布在半的小球，均匀分布在半径为径为R的圆周上，如图所示向右移去位的圆周上，如图所示向右移去位于圆周上于圆周上P点的一个小球，则圆心点的一个小球，则圆心O点处点处的电场强度大小为的电场强度大小为_，方向，方向_(已知静电力常量已知静电力常量为为k)移去前移去前：Eo=0移去后移去后沿沿OP指向指向P点点学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备3(场强的应用场强的应用)一试探电荷一试探电荷q 4109 C，在电场中，在电场中P点受到点受到 的静电力的静电力F6107 N则：则： (1)P点的场强大小为点的场强大小为_； (2)将试探电荷移走后，将试探电荷移走后，P点的场强点的场强 大小为大小为_； (3)放一电荷量为放一电荷量为q1.2106 C 的电荷在的电荷在P点，受到的静电力点，受到的静电力F的的 大小为大小为_ (2)E跟试探电荷无关跟试探电荷无关,E=1.5102 N/C.(3)FqE1.21061.5102 N 1.8104 N学习目标学习目标学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结知识储备知识储备