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成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-1,静电场,第一章,3 电 场 强 度,第一章,弹力和摩擦力都是在两个物体互相接触的情况下产生的。而两个带电体没有接触，就可以发生静电力的作用。那么，电荷之间的相互作用是通过什么发生的？,电场,1概念 电荷周围存在的一种特殊物质。带电体间的相互作用是通过周围的_发生的。 2静电场 是_的电荷产生的电场。 3基本性质 对放入其中的电荷有_的作用。,电场,静止,力,电场强度,1试探电荷(检验电荷) 用来检测电场_及其强弱分布情况的电荷，是研究电场的工具。 2场源电荷 激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的来源。,是否存在,3电场强度 (1)定义：放入电场中某一点的电荷受到的_跟它的_的比值叫做该点的电场强度。 (3)单位：_，符号_。 (4)方向：规定为_在该点受的电场力的方向。 (5)物理意义：电场强度是反映_的物理量，其大小表示电场的强弱。,电场力,电荷量,牛/库,N/C,正电荷,电场本身的力的性质,1公式 E_，Q为真空中点电荷的带电量，r为该点到点电荷Q的距离。 2方向 若Q为_，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；若Q为_，场强方向沿Q和该点的连线指向Q。 3适用条件 _。,点电荷的场强,正电荷,负电荷,真空中点电荷,电场强度的叠加,1场强的叠加 如果场源电荷不只是一个点电荷，则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_。这种关系叫做电场强度的叠加。 2运算法则 电场强度是矢量，场强的叠加本质是矢量叠加，所以应该用_定则。,矢量和,平行四边形,3应用范围 电场的叠加原理对_都适用，注意只有同时共同形成电场时才能叠加。,任何电场,1电场线 为了形象描述电场而_的一条条有_的曲线。曲线上每点的_的方向表示该点的电场强度的方向。,电场线 匀强电场,假想,方向,切线,2电场线的特点 (1)电场线从_或_出发，终止于_或_。 (2)电场线在电场中不相交。 (3)电场强度较大的地方，电场线_；电场强度较小的地方，电场线_。 (4)电场线上任一点顺着电场线的_方向，就表示该点电场强度的方向。 (5)电场线不是实际存在的曲线，是为了形象描述电场而假想的。,正电荷,无限远,负电荷,无限远,较密,较疏,切线,3匀强电场 (1)定义：各点电场强度的大小_、方向_的电场。 (2)匀强电场的电场线：_的平行直线。,相等,相同,间隔相等,一、对电场及电场强度的理解 1对电场的理解 (1)场与分子、原子组成的实物一样具有能量和速度，它是物质存在的一种特殊形式。 (2)场与实物是物质存在的两种不同形式。 (3)电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场。 (4)电荷间的相互作用是通过电场发生的。,2对电场强度的理解 (1)电场强度反映了电场的力的性质。 (2)唯一性：电场中某点的电场强度E是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的，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。电场中不同的地方，电场强度一般是不同的。 (3)矢量性：电场强度描述了电场的强弱，是矢量，其方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与在该点的负电荷所受电场力的方向相反。,特别提醒(1)试探电荷是一种理想化模型，它是电荷量和尺寸都充分小的点电荷，点电荷不一定能做试探电荷。 (2)和已经学过的其他矢量一样，比较电场强度是否相同时，一定要考虑大小、方向两个要素。,二、电场强度的两个公式的比较,答案：A,三、对电场线的理解 1电场线的应用 (1)按照电场线画法的规定，场强大处电场线密，场强小处电场线疏，根据电场线的疏密可以比较场强的大小。 (2)根据电场线的定义，电场线每点的切线方向就是该点电场强度的方向。,3电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较,特别提醒带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件： (1)电场线是直线； (2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在的直线； (3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。,答案：A 解析：根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度与受力如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如A选项中图所示。,关于电场，下列叙述正确的是( ),对电场强度的理解,解析：A：场强是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q为圆心，半径为r的球面上，场强的大小EkQ/r2，但方向不同，故A错误。 B：在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，用试探电荷q放到被考察点，q所受的电场力为F，那么EF/q。由此可见，何处场强大，何处场强小，与电荷的正负并没有什么关系，故B也错误。,C：电场强度E是电场的性质，试探电荷是用来体现这一性质的“工具”，就像用温度计测量水的温度一样，温度计插入水中，水的温度就由温度计显示出来，取走温度计，水的温度仍然如此，不会消失。故C正确。 D：EF/q一式中，E的大小并不是由F、q来决定的。在电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而F/q这一比值却不变。故D错误。 答案：C 点评：通过本例的分析，可使学生全面地理解场强的定义。场强是由电场本身决定的，与试探电荷q无关。,(昌乐二中20142015学年高二上学期检测)如图所示是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是( ) 答案：AD,解析：电场强度E应由场源电荷和该点的空间位置决定，与试探电荷q无关，故选项A正确；当电场强度确定时，电场力FqEq，故选项D亦正确。,对电场线的理解及应用,解析：由速度时间图象可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故电荷在运动过程中，应受到逐渐增大的静电力作用，所以电场线的方向应由B指向A。由于加速度越来越大，所以电场力越来越大，即B点的电场强度应大于A点的电场强度，即B点处电场线应比A点处密集。所以正确答案为C。 答案：C 点评：如果对vt图象的斜率即加速度值理解不够，就不能得出电荷加速度变大的结论，而得不到正确的结果。,(内蒙古赤峰市乌丹一中20142015学年高二上学期检测)如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是( ) AA点场强一定大于B点场强 B在B点静止释放一个电子，将一定向A点运动 C这点电荷一定带正电 D某一正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向 答案：B,解析：电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由于只有一条电场线，不能判断电场线的疏密情况，所以不能判断场强的大小，所以A错误；由图可以知道电场的方向向右，所以当由静止释放一个电子时，电子的受力的方向向左，所以电子将一定向A点运动，所以B正确；只有一条电场线不能判断是不是正电荷产生的，所以C错误；正电荷运动中通过A点，此时受到的电场力的方向一定是沿AB方向的，但是电荷的运动的方向不一定沿着AB方向，运动电荷可能做曲线运动，所以D错误。,如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则： (1)两点电荷连线的中点O的场强为多大？ (2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？,电场强度的叠加,点评：电场强度是矢量，如果空间中同时存在几个场源，则空间中某点的电场强度就是这几个场源单独存在时产生的电场强度的矢量和，场强的合成也像力、速度等矢量一样，用平行四边形定则，而当几个矢量均在同一直线上时，可简化为代数加减法。,答案：B,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，如图所示，请问： (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？,电场与力学知识的综合应用,点评：解答本题的方法和解力学题的方法完全一样，只不过多了个电场力。,电荷量为q1104C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10m/s2，求：,(1)物块的质量m； (2)物块与水平面之间的动摩擦因数。 答案：(1)1kg (2)0.2,易错点：对场强的叠加认识不透导致错误 案例：如图甲中，MN为很大的薄金属板(可理解为无限大)，金属板原来不带电。在金属板的右侧，距金属板距离为d的位置上放入一个带正电荷、电荷量为q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是点电荷右侧与点电荷之间的距离也为d的一个点，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。,图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别求出了P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案(答案中k为静电力常量)，其中正确的是( ),易错分析：对易错选项及错误原因具体分析如下：,正确答案：A,
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