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2018-2019学年人教版选修3-1 第一章 第3课时 电场强度 学案.doc

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资源描述

1、1. 电场概念:在电荷的周围存在着由它产生的电场,电场是电荷周围存在的第一种特殊物质,它的性质是传递电荷间的相互作用。静电场:静止电荷产生的电场叫静电场。2. 电场强度定 义 : 放 入 电 场 中 某 点 的 电 荷 所 受 的 电 场 力 F 跟 它 的 电 荷 量 q 的 比 值 , 叫 做 该 点 的 电 场 强 度 , 简 称 场强 , 用 字 母 E 表 示 。定义式:E= 。Fq单位:牛/库(N/C) 伏/米(V/m) 1 V/m=1 N/C。方向:规定与正电荷在该点的受力方向相同。学 + 理解:场强反映电场力的性质,由电场本身决定,与放入的试探电荷无关。检验电荷(试探电荷):用

2、来检验电场的电量很小(不影响原电场),体积很小(可以当作质点)的电荷。场源电荷(源电荷):产生电场的电荷。3. 真空中点电荷的场强大小: 。2QEkr场强方向:正点电荷电场方向背离电荷;负点电荷电场方向指向电荷。和 的区别Fq2kr适用范围 电荷的意义FEq定义式,适用于一切电场 q 是检验电荷,但 E 与 q 无关2Qkr仅对点电荷的电场适用 Q 是 场源电荷 ,E 与 Q 成正比4. 电场强度的叠加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叠加,这种关系叫做电场强度的叠加。电场的的可叠加性也是电场与普通物质的重要区别,场强的叠加的本质是矢量叠加,所以应该用平行四边形定则计算

3、。5. 电场线电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向,都和该点的场强方向一致。电场线的特征a.电场线密的地方场强大,电场线疏的地方场强小;b.静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止于(或起于)无穷远处点;c.电场线不会相交,也不会相切;d.电场线是假想的,实际电场中并不存在;e.电场线不是闭合的曲线,且与带电粒子在电场中的切线之间没有必然联系。6. 几种常见电场中的电场线的分布及特点 正、负点电荷的电场中的电场线的分布特点:a.离点电荷越近,电场线越密,场强越大;b.以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场

4、强大小处处相等,方向不同。等量异种点电荷形成的电场中的电场线的分布特点:a.沿点电荷的连线,场强先变小后变大;b.两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直;c.在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点 O 等距离的各点场强 相等。3等量同种点电荷形成的电场中的电场线的分布特点:a.两点电荷连线中点 O 处场强为零;b.两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零;c.两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏。匀强电场特点:a.匀强电场是大小和方向都相同的电场,故匀强电场的电场线是平行等距的直线;b.电场线的疏密反映场强的大小,电场方向与电场线平行

5、。5点电荷与带电平板的电场中电场线的分布特点:a.以点电荷向平板作垂线为轴电场线左右对称;b.电场线的分布情况类似于等量异种点电荷的电场线分布,而带电平板恰为两电荷连线的垂直平分线;c.在带电平板表面场强与平板垂直。在电场中某点用+q 测得场强 E,当撤去+q 而放入 时,则该点的场强( )2qA大小为 ,方向和 E 相同2B大小为 ,方向和 E 相反C大小为 E,方向和 E 相同D大小为 E,方向和 E 相反在一个等边三角形 ABC 顶点 B 和 C 处各放一个带电荷量相同的点电荷时,测得 A 处的场强大小为E,方向与 BC 边平行沿 B 指向 C,如图所示拿走 C 处的点电荷后,A 处电场

6、强度情况将是( )A大小仍为 E,方向从 A 指向 B B大小仍为 E,方向沿 BA 向外C大小变为 ,方向不变2D不能作出结论本题考查的是场强的叠加,场强的叠加的本质是矢量叠加,用平行四边形定则计算。场强的叠加应用平行四边形定则计算时与力的合成有异曲同工之妙。答案:B解析:由题意可知,B 和 C 处各放一个带电荷量相同的点电荷时,测得 A 处的场强大小为 E,方向与 BC边平行沿 B 指向 C,根据平行四边定则作出 B 处点电荷在 A 处的电场强度 EB 和 C 在 A 点电荷 A 处的电场强度 EC 的合场强 E,由于三角形 ABC 是等边三角形,所以 EB 和 EC 的夹角为 120,由

7、几何知识可知,EB=EC=E,E B 的方向由 B 指向 A,当拿走 C 处的点电荷后,则 A 处电场强度的大小仍为 E,方向由 B 指向 A。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 处的电场强度大小为多大?(2)在两点电荷连线的中垂线上,距 AB 两点都为 r 的 O点的场强如何?本题关键是求出各个点电荷单独存在时产生的场强,然后进行矢量合成。(2)如图乙所示, ,由矢量图形成的等边三角形可知。 O点的合场强2ABkQEr,方向与 AB 的重锤线垂直,即 与 同向,方向由 AB。02ABkEr 0E如图所示,A 为带正电 Q 的

8、金属板,小球的质量为 m、电荷量为 q,用绝缘丝线悬挂于 O 点小球由于受水平向右的电场力而静止在沿金属板的垂直平分线上距板为 r 的位置,悬线与竖直方向的夹角为试求小球所在处的场强。学, 本题是带电体在复合场中平衡问题,分析受力是关键,同时要掌握场强与电场力方向的关系。小球带正电荷,电场强度方向与其受到的电场力方向一致,方向水平向右。如图所示,一带电量为 +q、质量为 m 的小球,从距地面高 2h 处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离为 s 处有根管口比小球大的竖直细管,细管的上口距地面高为 h,为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求:

9、(1)小球的初速度;(2)应加电场的场强;(3)小球落地时的动能.本题是一道有关电场的动力学综合题目。解答本题的关键是灵活运用平抛运动规律,牛顿运动定律及动能定理等知识,与没有电场的动力学问题解题方式和思路是一样的,只是在分析受力时需要考虑电场力的作用。解得: ;02gvsh(2)水平方向,根据牛顿第二定律:qE=ma,又由运动学公式: ,0qEvtm由以上三式解得: ;gsh(3)由动能定理:W G+W 电 =EK,即: ,201()kEmvgqEs解得:E K=2mgh。1关于电场,下列叙述正确的是( )A对点电荷激发的电场,以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点的电场强度都相同B正电荷

10、周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大C在 电 场 中 某 点 放 入 试 探 电 荷 q, 该 点 的 电 场 强 度 为 E= , 取 走 q 后 , 该 点 的 电 场 强 度 不 为 零FD试探电荷所受电场力很大,该点的电场强度也一定很大2国际单位制中,不是电 场 强 度 的单位是( )AN/C BV/m CJ/C DT m/s3如图所示的四种电场中均有 a、b 两点,其中 a、b 两点的电场强度相同的是( )A甲图中与点电荷等距的 a、b 两点B乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点C丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b 两点D丁图中匀

11、强电场中的 a、b 两点 学; 4. 如 图 所 示 , 把 A、 B 两 个 相 同 的 导 电 小 球 分 别 用 长 为 0.10 m 的 绝 缘 细 线 悬 挂 于 OA和 OB两 点 。 用 丝 绸 摩 擦过 的 玻 璃 棒 与 A 球 接 触 , 棒 移 开 后 将 悬 点 OB移 到 OA点 固 定 。 两 球 接 触 后 分 开 , 平 衡 时 距 离 为 0.12 m。 已 测得 每 个 小 球 质 量 是 , 带 电 小 球 可 视 为 点 电 荷 , 重 力 加 速 度 , 静 电 力 常 量-48.01kg 210/sg, 则 ( )92.Nm/CkA两球所带电荷量相等

12、BA 球所受的静电力为 1.0102 NCB 球所带的电荷量为 84610CDA 、 B 两球连线中点处的电场强度为 05. 如图所示,真空中 O 点有一点电荷,在它产生的电场中有 a、b 两点,a 点的电场强度大小为 Ea,方向与 ab 连线成 60角,b 点的电场强度大小为 Eb,方向与 ab 连线成 30角.关于 a、b 两点电场强度大小Ea、E b 的关系,以下结论正确的是( )A . 3baEB . bC . 3abED .Ea=3Eb6直 角 坐 标 系 xOy 中 , M、 N 两 点 位 于 x 轴 上 , G、 H 两 点 坐 标 如 图 , M、 N 两 点 各 固 定 一

13、 负 点 电 荷 , 一 电 荷量 为 Q 的 正 点 电 荷 置 于 O 点 时 , G 点 处 的 电 场 强 度 恰 好 为 零 。 静 电 力 常 量 用 k 表 示 。 若 将 该 正 点 电 荷 移 到 G点 , 则 H 点 处 场 强 的 大 小 和 方 向 分 别 为 ( )A ,沿 y 轴正向 B ,沿 y 轴负向243ak 243akQC ,沿 y 轴正向 D ,沿 y 轴负向25 257 如 图 所 示 , 实 线 是 一 簇 未 标 明 方 向 的 由 点 电 荷 Q 产 生 的 电 场 线 , 若 带 电 粒 子 q 由 a 运 动 到 b, 电 场力 做 正 功 ,

14、 已 知 在 a、 b 两 点 粒 子 所 受 电 场 力 分 别 为 Fa、 Fb, 则 下 列 判 断 正 确 的 是 ( )A若 Q 为正电荷,则 q 带正电,F aFbB若 Q 为正电荷,则 q 带正电,F aFbD 若 Q 为负电荷,则 q 带负电,F aEb,则FaFb,故 A 正确,B 错误;若 Q 为负电荷,带电粒子由 a 点到 b 点电场力做正电,知该带电粒子带负点,由 EaEb,则 FaFb,故 C 正确, D 错误。【名师点睛】电场线的应用(1)判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同,负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反;(2)判断电场强度的大小(定性)电场线密处电场强度大,电场线疏处电场强度小,进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。8A解析:根据场强的叠加,知两正电荷的中点场 强 为零,周围的电场线是排斥状的,靠近电荷处场强比较强。故 A 正确,BCD 错误。9.C10(1)正电 (2)匀加速直线运动 mgE2Lg(2)静止释放后,小球由静止开始沿与竖直方向成 =45斜向右下方做匀加速直线运动,当到达最低点时,它经过的位移为 L,此时细线刚好拉直,由匀变速直线运动的规律可得2x= at2,a= g1所以 t= 。

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