高二物理鲁科版选修3-1课件：第1部分 第1章 第3节《电场及其描述》

欢迎进入物理课堂 自学教材 1 电场传递电荷相互作用的 电场是一种 是物质存在的一种形式 2 电场力电场对于处在其中的的作用力 物质 客观存在 电荷 3 电场强度 1 试探电荷 为了测量静电场对一个电荷的作用力 应使放入的这个电荷的电荷量小 以致不影响要研究的电场 并能确定电场中各点的性质 这种电荷叫做试探电荷 足够 2 定义 放入电场中某点的点电荷所受与它的的比值 简称场强 用字母E表示 3 公式 4 方向 与在该点所受电场力的方向相同 5 单位 牛 库 符号 6 物理意义 反映电场的 电场力 电荷量 E F q 正点电荷 强弱 N C 重点诠释 图1 3 1 1 对电场的认识 1 电场是一种特殊物质 场和实物是物质存在的两种不同形式 2 电荷间的相互作用力是通过电场发生的 如图1 3 1所示 3 电场虽然看不见摸不着 但可以通过一些实验表现其存在 如在电场中放入电荷 电场对电荷就有力的作用 这就表明电场是真实存在的一种物质 解析 电场中某点电场强度 与形成电场的场源电荷和空间位置有关 与有无试探电荷无关 其方向是正电荷在该点的受力方向 故B正确 答案 B 自学教材 图1 3 2 3 含义 点电荷Q的电场中任意点的电场强度的大小与该点电荷的成正比 与该点到点电荷成反比 4 方向 若Q为正电荷 场强方向沿Q和该点的连线指向 若Q为负电荷 场强方向沿Q和该点的连线指向 2 匀强电场电场中各点的电场强度的都相同的电场 电量 距离的平方 该点 Q 大小和方向 重点诠释 2 对匀强电场的认识匀强电场是最简单 最基本的电场 也是高中物理重点研究的电场 1 特点 电场强度的大小处处相等 方向处处相同 2 同一电荷在同一匀强电场中各处受到的电场力大小 方向都相同 3 两块等大 靠近 正对的平行金属板 带等量异种电荷时 它们之间的电场除边缘外是匀强电场 答案 C 自学教材 1 电场线用来形象直观地描述电场的曲线 曲线上任一点的表示该点的电场强度的方向 2 电场线的特点 1 电场线是为了形象描述电场而假想的 实际并不存在 2 任意两条电场线 切线 线 不相交 3 电场线的表示电场的强弱 电场线上某点的表示该点电场的方向 4 电场线总是起自 或 止于 或 即电场线不闭合 在无电荷处不中断 5 电场线不表示电荷在电场中运动的 疏密程度 切线方向 正电荷 无穷远处 负电荷 无穷远处 轨迹 3 几种常见电场的电场线 正 负 等量正 等量异种 匀强 重点诠释 1 对电场线的理解 1 电场线不是电荷的运动轨迹 如果不计电荷的重力 在一个点电荷产生的电场或匀强电场中由静止释放电荷 则运动轨迹与电场线重合 2 电场线不是闭合的曲线 电场线由正电荷 或无穷远处 出发 终止于负电荷 或无穷远处 3 电场线不能相交 如果电场线相交 则在交点放一电荷 电荷的受力有两个方向 与事实不符 图1 3 3 2 电场线的应用利用电场线可判断场强的方向和大小 按照电场线画法的规定 场强大处画电场线密 场强小处画电场线疏 因此根据电场线的疏密就可以比较场强的大小 例如 图1 3 3甲中A点的强度方向沿曲线的场线 由于A点处比B点处的电场线密 可知EA EB 但若只给一条电场线 如图 乙 则无法由疏密程度来确定场强大小 对此种情况可有多种推理判断 若是正点电荷电场中的一条电场线 由点电荷场强公式可知EA EB 若是负点电荷电场中的一条电场线 则有EB EA 若是匀强电场中的一条电场线 则有EA EB 图1 3 4 3 如图1 3 4所示是静电场的一部分电场线分布 下列说法中正确的是 A 这个电场可能是负点电荷的电场B 点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C 点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小 不计重力 D 负电荷在B点处所受到的电场力的方向沿B点切线方向 答案 B 例1 一试探电荷q 4 10 9C 在电场中P点受到的电场力F 6 10 7N 求 1 P点的场强 2 没有试探电荷时P点的场强 3 放一电荷量为q 1 2 10 6C的电荷在P点 受到的电场力F 是多大 思路点拨 P点的场强由场源电荷和该点到场源电荷的距离决定 与其他无关 试探电荷只是起到测量该点场强的作用 答案 1 1 5 102N C 2 1 5 102N C 3 1 8 10 4N 1 电场中有一点P 下列说法中正确的是 A 若放在P点的电荷量减半 则P点的场强减半B 若P点没有放电荷 则P点场强为零C P点场强越大 则同一电荷在P点受到的电场力越大D P点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同 解析 对电场中某一确定的点来说场强是不变的 与是否放试探电荷或者试探电荷的电荷量没有关系 故A B均错误 正电荷受力方向与场强方向相同 负电荷受力方向与场强方向相反 因不知电荷的电性 故D错误 由公式F qE知C正确 答案 C 图1 3 5 例2 一负电荷从电场中A点静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动的v t图像如图1 3 5所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是图1 3 6中的 图1 3 6 思路点拨 由v t图像可知电荷加速度的变化情况 再根据电场线的性质及负电荷所受电场力的方向即可找到正确答案 解析 由题图可知电荷的速度增加 加速度在增加 即所受的电场力 合外力 增加 电场强度也必定增加 且负电荷逆着电场线的方向运动 根据题图可以判断C选项符合要求 所以选项C正确 答案 C 电场线可以形象地描述电场的强弱和方向 其疏密程度表示电场的强弱 某点电场线的切线方向表示该点的电场方向 正电荷所受电场力方向和场强方向相同 负电荷所受电场力方向和场强方向相反 图1 3 7 上例题中 一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点 其速度 时间图像如图1 3 7所示 则这一电场可能图1 3 8是 图1 3 8 答案 D 图1 3 9 例3 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场 其电场强度为E 在该匀强电场中 用丝线悬挂质量为m的带电小球 丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡 小球与右侧金属板相距为b 如图1 3 9所示 求 处理静电力与动力学综合问题仍是应用处理力学问题的方法 先分析受力及运动 然后列出牛顿第二定律方程或平衡方程求解 图1 3 10 2 如图1 3 10所示 用30cm长的绝缘细线将质量为4 10 3kg的带电小球Q悬挂于O点 当空间中有水平向右 大小为1 104N C的匀强电场时 小球偏离竖直方向37 后处于静止状态 求小球的电性 带电量和细线的拉力 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 答案 正电3 10 6C5 10 2N 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全