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一.学习目标
1.通过类比知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态.
2.通过分析和推理理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.
3.通过预习能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.
4.通过阅读知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算. 重点:电场强度的概念及其定义式
难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
二、自学检测
1.电场:电荷的周围存在着由它产生的一种特殊________.它的特征之一是对放入其中的________有力的作用.甲电荷对乙电荷的作用力,就是甲电荷的________对乙电荷的作用力. 2.静电场是指________的电荷产生的电场.
3.试探电荷是用来检验电场__________及其________分布情况的电荷,是研究电场的工具.激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的________.
4.放入电场中某点的试探电荷所受的________跟它的________的比值,叫做该点的电场强度.简称场强.其定义式为E=________,单位是________,符号是________.电场强度是______量,有大小也有方向,其方向与________在该点所受电场力的方向相同.
5.真空中点电荷的场强:E=________.Q为正电荷时,在电场中的P点场强E的方向________;Q为负电荷时,E的方向__________.
6.匀强电场:电场中各点场强的____________都相同的电场.
7.电场强度的叠加: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__________________在该点产生的电场强度的__________.
8.电场线是画在电场中的一条条________________,曲线上每点的________表示该点的电场强度方向.电场线的特点有:(1)起始于无限远或______,终止于______或______.(2)任意两条电场线________.(3)电场线的疏密表示场强的______. 三、合作探究 任务一、电场 [问题情境]
天体之间没有直接接触,就有引力作用如图1所示,这种作用是通过引力场传递的,电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的 1.你知道哪里有电场吗?2.电场具有怎样的特征呢?
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[归纳小结]
电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,并非由分子、原子组成,但客观存在.电荷间的相互作用是通过电场发生的. 任务二、电场强度 [问题情境]
1.检验电荷的作用是什么?
2.同一检验电荷,放在电场中的不同位置受力不同,表明不同位置电场的强弱不同.如何准确描述这种性质?
[归纳小结]
F
电场强度是描述电场的强弱和方向的物理量,是______量,其大小由E=来计算,其方向
q与______电荷的受力方向相同 [问题延伸]
F
根据公式E=可以得出E与F成正比或E与q成反比的结论吗?
q任务三、点电荷的电场与电场强度的叠加 [问题情境]
1.在点电荷形成的电场中,某点的场强大小由哪些因素决定?
FkQ
2.公式E=与E=2有何区别?3.什么是电场强度的叠加?它遵循什么原则?
qr[归纳小结]
FkQ
1.公式E=与E=2的对比理解
qr
项目 意义 适用条件 Q或q的意义 公式中各量的关系 E用F与q的比FE= q电场强度的定义式 任何电场 q是试探电荷 值来表示,但E大小与F、q大小无关 E=Qk2 r点电荷的场强公式 E不仅由Q、r点电荷在真空中 Q是场 电荷 决定且E∝Q,1E∝2 r2.电场强度是矢量,叠加时遵循平行四边形定则. 2 / 6
四、电场线 [问题情境]
1.电场线是如何表示电场方向的?2.电场线能不能相交? 3.电场线是如何表示电场强弱的? [归纳小结]
1.电场线是为了描述电场而引入的一种假想曲线,曲线的______方向表示场强方向,曲线的________表示场强的相对大小.
2.电场线从______电荷或无穷远出发,终止于无穷远或________电荷,电场线不相交. 3.几种常见电场的电场线画法
任务五、匀强电场 [问题情境]
1.匀强电场有什么显著特点?电场线有什么特点?2.匀强电场通常存在于什么地方?
[归纳小结]
1.匀强电场是电场强度的大小______,方向________的电场. 2.匀强电场的电场线是________相等的________线.
例1 如图2所示,在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10 C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10 N,方向如图,则B处场强是多大?如果换用一个q2=4.0×10 C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处场强多大?
例2 如图3所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离.以下判断正确的是( )
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A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度 B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度 C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度 D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
例3 在真空中O点放一个电荷Q=+1.0×10 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,
-9
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M点放一个点电荷q=-1.0×10 (1)q在M点受到的作用力; (2)M点的场强;
(3)拿走q后M点的场强;
-10
C,如图4所示,求:
(4)若MN=30 cm,则N点的场强多大?
【当堂检测】
1.电场强度的定义式为E=F/q( )
A.该定义式只适用于点电荷产生的电场
B.F是检验电荷所受到的力, q是产生电场的电荷的电荷量 C.场强的方向与F的方向相同
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小
2.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电荷量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )
A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化
B.若在A点换上电荷量为2q的电荷,A点的场强将变为2E C.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零
D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关
3.关于电场线的说法,正确的是( )
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向 B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大 D.静电场的电场线不可能是闭合的
4. 如图6所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则( )
A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定 C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定
四.检测清盘
1、下列说法中正确的是( )
A、只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
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B、电场是一种物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C、电荷间相互作用是通过电场而产生,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D、电场是人为设想出来的,其实并不存在
2、电场强度的定义式E=F/q,下列说法正确的是:( ) A、该定义式只适用于点电荷形成的电场
B、F是试探电荷所受到的力,q是产生电场电荷的电荷量 C、电场强度的方向与F的方向相同
D、由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比 3、下列关于点电荷的场强公式EkQ的说法中,正确的是:( ) 2r2
A、 在点电荷Q的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r成反比 B、 Q是产生电场的电荷,r是场强为E的点到Q的距离
C、 点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定都指向点电荷Q D、 点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定都背向点电荷Q
4、A为已知电场中的一固定点,在A点放一个电荷量为q的点电荷,所受的电场力为F,A点的场强为E,则:( )
A、 若在A点换上点电荷-q,A点的场强方向将发生变化 B、 若在A点换上电荷量为2q 的点电荷,A点的场强变为2E C、 若将A点的电荷移去,A点的场强变为零
D、 A点的场强的大小、方向与放在该处的q的大小、正负、有无均无关
5、如图所示真空中A、B两点分别放置异种点电荷QA、QB、QA=-1×10C,QB=4×10C,已知两点电荷间库仑引力为10N,求:⑴若移去B处的电荷后,B处的电场强度为多大? ⑵若不移去B处点电荷,则AB连线中点处C的场强是多大?
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-8
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6、下列关于电场线的说法中,正确的是:( ) A、电场线是电场中实际存在的线 B、电场中的任意两条电场线都不可能相交 C、顺着电场线的方向,电场强度一定越来越大
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D、顺着电场线的方向,电场强度一定越来越小
7、某电场区域的电场线如图所示,a、b是其中一条电场线上的两点,下列说法中正确的是:( )
A、 a点的场强方向一定沿着过a点的电场线向右 B、 a点的场强一定大于b点的场强
C、 正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力 D、 负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力 8、下列各图中所画的电场线,正确的是:( )
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ A、⑴⑵和⑷ B、只有⑷ C、只有⑶ D、⑵和⑶ 9、一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示,不计粒子所受的重力则:( )
A、粒子带正电 B、粒子的加速度逐渐减小 C、A点的场强大于B点的场强 D、粒子的速度不断减小 10、如图所示,电场中的一条电场线,则下列说法正确的是:( ) A、这个电场一定是匀强电场 B、A、B两点的场强有可能相等 C、A点的场强一定大于B点的场强 D、A点的场强可能小于B点的场强
11、某带电粒子只在电场力作用下运动,电场线及粒子经A点运动到B点的轨迹如图所示,则由图可知:( ) A、 运动粒子带负电荷 B、 运动粒子带正电荷
C、 粒子在A点时的加速度小于它在B点时的加速度 D、 粒子在A点时的加速度大于它在B点时的加速度
五、学有所得
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