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- 2021-05-25 发布
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§1.3 电场强度
一. 情景引入: 视频引入
二. 学习目标
1. 正确认识电场,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态
2. 理解电场强度是概念及定义式,会根据定义式进行有关计算,认识电场强度的矢量性
3. 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,并能进行有关的计算
4. 掌握电场强度矢量的叠加,并能进行简单的计算
5. 掌握电场线描述电场的方法
三. 自主学习
自学思疑:电场有什么特性?如何判断空间是否存在电场?
教材研读1:电荷周围都存在_________.电荷与电荷之间的相互作用力就是通过他们的____________而发生的,电场对电荷的作用力称为__________.
2.静止电荷周围产生的电场,称为____________,它也是_______存在的一种形式。
教材研读3:检验电荷的要求:(1)电荷的_____________要充分小;(2)放入电场之后不改变_________的电场分布;(3)体积要充分小,可视为_______________;(4)在电场中的位置可以___________
4.电场强度是一个___________,电场中某一点场强的值等于在该点的电荷_____________与______________的比值,他的方向是_______________的方向,在国际单位制中,电场强度的单位是___________
交流讨论:电场强度的定义用的是比值定义法,我们还学过哪些类似的物理量?电场强度的大小和方向与检验电荷有关吗?
自学思疑:多个点电荷共同产生电场时,空间某点的电场强度如何确定?
教材研读5:电场中某点的电场强度为各个点电荷_________在该点产生的__________的矢量和,这说明电场强度的作用是可以__________
自学思疑:既然电场强度有强弱,那么用什么来形象的描述?
教材研读6:电场线上每一点的切线方向表示该点的n_________.
7.电场线的特点:(1)电场线从________或_________出发,终止于______或 _________,(2)电场线不_______(3)电场强度较大的地方_________,电场强度较小的地方_________;(4)电场线___________真实存在的线
8.场强_______和___________都相同的电场叫做匀强电场
交流讨论:电场线就是点电荷在电场中运动轨迹吗?
归纳要点:
1.电场线的特点?
(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷
(2)电场线在电场中不相交
(3)在同一电场里,电场线越密的地方电场强度越大
(4)电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向
2. 带电粒子运动轨迹与电场线重合时有条件的
(1)电场线为直线
(2)电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行
(3) 仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行
3..粒子所受合力的方向指向轨迹的,由此可判断电场的方向或带电粒子的电性
四:几种常见电场中电场线的分布及特点
1)、正、负点电荷的电场中电场线的分布
2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布
3)等量同种电荷
4)匀强电场
五:即时巩固
1.以下关于电场线的叙述,正确的是( )
A.电场线是电荷移动的轨迹
B.电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹
C.仅受电场力作用时,电荷不可能沿电场线运动
D.电荷的运动轨迹有可能与电场线重合
2.某电场的电场线分布如图所示,则某电荷在a点和b点所受电场力的大小关系是( )
A. . B. . C. .
D.由于未说明电荷的正负,因而无法比较其大小.
3.下列关于电场线的说法中正确的是()
A.在静电场中释放点电荷,在电场力作用下该点电荷一定沿电场线运动
B.电场线上某点的切线方向与在该处正电行的运动方向相同
C.电场线上某点的切线方向与在该处的电荷所受的电场力方向相同
D.在静电场中,电场线从正电行出发到负电荷终止
4.如图所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两处场强的大小,则()
A.a、b两点的场强方向相同
B.因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb
C.因为电场线是直线,所以Ea=Eb
D.因为不知道a、b附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea、Eb的大小关系
5.在静电场中,有关电场线的下列说法中,正确的是()
A.初速度为零的点电荷,在电场中只受电场力作用,则它的运动轨迹可能与电场线重合
B.电场线通过的地方有电场,电场线不通过的地方没有电场
C.点电荷在电场中所受的电场力方向可能与电场线垂直
D.电场线的分布可以用实验来模拟,表明在电场中确实存在电场线
6.在某点电荷电场中的一根电场线如图所示,在该电场上有A、O、B三点,现将一带负电的点电荷放在O处,自由释放后,它将沿电场线向B处运动,下列的判断正确的是()
A.电场线由B指向A,该电荷做加速度值逐渐减小的加速直线运动
B.电场线由A指向B,该电行做匀加速直线运动
C.电场线由B指向A,该电荷做变加速直线运动
D.电场线由A指向B,该电荷做往返的直线运动
7.下列关于电场线的说法中,正确的是()
A.匀强电场的电场线是一组相互平行间隔相等的直线,且代表正电荷的运动轨迹
B.电场线上每一点的切线方向代表正电荷在该处所受电场力的方向
C.电场线的疏密程度能表示场强的大小
D.两条电场线不能相交
8.如图是某电场中的电场线,在该电场中有A、B两点,下列结论正确的是()
A.A点的场强比B点的场强大
B.A点的场强方向与B点的场强方向相同
C.将同一点电荷分别放在A、B两点,放在A点的加速度比放在B点的加速度大
D.因为A、B两点没有电场线通过,所以电荷放在这两点不会受电场力作用
9.点电荷q在电场中的a、b两处所受的电场力大小相等,方向相同,则()
A.a、b两点一定在同一根电场线上
B.该电场一定是匀强电场
C.该电场可能是点电荷形成的电场
D.该电场可能是等量异种电荷形成的电场
10.如图所示,点电荷Q固定,虚线是带电量为q的微粒的运动轨迹,微粒的重力不计,a、b是轨迹上的两个点,b离Q较近,下列判断正确的是()
A.Q与q的带电一定是一正一负
B.不管Q带什么性质的电荷,a点的场强一定比b点的小
C.微粒通过a、b两点时,加速度方向都是指向Q
D.微粒通过a时的速率比通过b时的速率大
11.关于电场线,下列说法中正确的有()
A.电场线上每一点的切线方向表示电荷通过时的运动方向
B.沿电场线方向,电场强度逐渐减小
C.电场线越密的地方,电荷所受的电场力一定越大
D.只受电场力作用的点电荷,在电场中可能做匀速圆周运动,这时的运动轨迹与电场线处处垂直
12.如图所示,两质量均为m的小球A和B分别带有+q和-q的电量,被绝缘细线悬挂,两球间的库仑引力小于球的重力mg.现加上一个水平向右的匀强电场,待两小球再次保持静止状态时,下列结论正确的是()
A.悬线OA向右偏,OA中的张力大于2mg
B.悬线OA向左偏,OA中的张力大于2mg
C.悬线OA不发生偏离,OA中的张力等于2mg
D.悬线AB向左偏,AB线的张力比不加电场时要大
三、计算题 1.如图所示,质量为 ,带电量为 的小球,在P点具有沿PQ方向的初速度 ,为使小球能沿PQ方向运动,所加的最小匀强电场方向如何?场强大小多大?加上最小的电场后,小球经多长时间回到P点?
2.竖直放置的平行金属板A、B带有等量异种电荷,在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=4.0×10-5kg,带电量q=3.0×10-7C的小球,平衡时悬线偏离竖直方向,夹角为 ,如图所示.
(1)A、B之间的电场是什么电场?场强的大小多少,方向怎样?
(2)若剪断细线,小球在到达金属板之前将怎样运动?