人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用3 电场 电场强度教学课件ppt

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1．理解电场线的定义和特点．2．能用电场线模型分析电场中的问题．3．会分析电场力作用下的平衡与运动问题．
电场不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，有没有什么方法可以形象地描述电场呢？英国物理学家法拉第为了具体地设想电荷之间的作用，他曾想象在电荷之间的空间中充满了能够拉或推的类似胶皮管的“某种东西”，1851年，他提出了电场线的概念．1．电场线是如何描述电场的强弱及方向的？【答案】 用电场线的疏密描述电场的强弱，用电场线的切线方向表示电场强度的方向．
活动一：理解电场线的定义和特点
2．如图所示，图中各点表示正点电荷周围的某些位置，请画出各点的电场方向，并尝试画出过这些点的电场线．
3．利用上题的方法，大致画出负点电荷、等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线，并和教材上的图进行对比，进行必要的修正．(1) 负点电荷的电场；【答案】
(2) 等量异种点电荷的电场；【答案】
(3) 等量同种点电荷的电场．【答案】
4．根据以上所画的电场线，说说电场线的特点．【答案】 (1) 静电场中电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷．它不闭合，也不在无电荷处中断．(2) 电场线在电场中不相交．(3) 只能在同一幅图中用电场线的疏密来比较各点电场强度的大小．
5．有同学认为两条电场线之间的空白区域无电场，你认为是这样吗？【答案】 电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线，在电场中任何区域均可画电场线．而没画电场线的地方，即两条电场线之间的空白区域也有电场．
6．有一种特殊的电场叫匀强电场，电场中各点电场强度的大小相等、方向相同．如图所示，带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看作匀强电场．请在图中画出平行金属板之间的电场线．
1．点电荷的电场线呈辐射状．在点电荷形成的电场中，任意两点的电场强度可能相同吗？【答案】 不可能．
活动二：分析关于电场线的几个问题
2．比较等量异种点电荷与等量同种点电荷的电场线．
3．(1) 某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　)A．c点的电场强度大于b点的电场强度B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C．b点的电场强度大于d点的电场强度D．a点和b点的电场强度的方向相同
【解析】 电场线的疏密表示电场强度的大小，由题图可知Ed＞Ec，Eb＞Ed，故C正确，A错误；由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故B错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不在同一条直线上，故D错误．
(2) 电场线不是粒子运动的轨迹．想一想：当满足什么条件时粒子的运动轨迹和电场线重合？【答案】 ①电场线是直线．②带电粒子只受静电力作用或除静电力外的其他力的合力与静电力在同一条直线上．③带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向与电场线方向在同一条直线上．
1．某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则(　　)A．粒子一定带负电B．粒子一定是从a点运动到b点C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D．粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度
活动三：分析电场力作用下的平衡与运动问题
【解析】 做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的凹侧，由此可知，带电粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，A错误；粒子可能是从a点沿轨迹运动到b点，也可能是从b点沿轨迹运动到a点，B错误；由电场线的分布可知，粒子在c点处受静电力较大，加速度一定大于在b点的加速度，C正确；若粒子从c运动到a，静电力与速度方向成锐角，所以粒子做加速运动，若粒子从a运动到c，静电力与速度方向成钝角，所以粒子做减速运动，故粒子在c点的速度一定小于在a点的速度，D错误．
总结：分析电荷在电场中轨迹问题的思维导图．
2．如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角α＝45°.
(1) 小球带何种电荷？电荷量为多少？
(2) 若将小球向左拉至悬线呈水平位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点？
1．在如图所示的四种电场中，A、B两点电场强度相同的是(　　)
A B C D
2．如图所示，O点为两个带等量正电荷的点电荷连线的中点，a、b两点在两电荷连线的中垂线上，且aO＝bO，若在a点由静止释放一个电子，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　)A．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．电子运动到O点时，加速度为零，速度最大D．电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零
【解析】 O点的场强为零，沿中垂线向外场强先增大，达到最大值后再逐渐减小．如果a点在最大场强点的上方，电子在从a点向O点运动的过程中，加速度先增大后减小；如果a点在最大场强点的下方，电子的加速度一直减小．但不论a点的位置如何，电子都在做加速运动，所以速度一直增大，到达O点时加速度为零，速度达到最大．电子通过O点后，电子的受力和运动与Oa段对称，当电子运动到与a点关于O点的对称的b点时，电子的速度为零．同样，因b点与最大场强点的位置关系不能确定，故加速度的大小变化情况也不能确定．故C正确．
4．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v－t图像如图所示．则此电场的电场线分布可能是(　　)
A　　　　　　 B　　　　　　 C　　　　　 　D
【解析】 负点电荷在静电力的作用下由A运动到B，由v－t图像知负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动．由F＝ma得静电力越来越大，即A→B电场强度越来越大，电场线分布越来越密．又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反，故场强方向为由A到B，故A正确．
5．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，由M运动到N，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法错误的是(　　)A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
【解析】 根据粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定粒子所受电场力的方向沿着电场线方向，故此粒子必定带正电荷，A正确；由于电场线越密场强越大，带电粒子所受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在N点的加速度较大，B错误，C正确；粒子从M点到N点，电场力的方向与运动方向之间的夹角是锐角，电场力做正功，根据动能定理得此粒子在N点的动能较大，D正确．故选B.
6．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示a、b两点的场强大小，则(　　)A．a、b两点场强方向不一定相同B．电场线从a指向b，所以Ea＞EbC．电场线是直线，所以Ea＝EbD．不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb大小不能确定
【解析】 由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A错误．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有Ea＞Eb；若此电场线为负点电荷电场中的，则有Ea＜Eb；若此电场线是匀强电场中的，则有Ea＝Eb；若此电场线是等量异种点电荷电场中的那一条直的电场线，则Ea和Eb的关系不能确定．故D正确，B、C错误．
7．如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做(　　)A．自由落体运动B．曲线运动C．沿着悬线的延长线做匀加速直线运动D．变加速直线运动
【解析】 烧断前，小球受三个力而平衡，线的拉力与重力和电场力的合力等大、反向，烧断线后，拉力消失，而另外两个力不变，合力与拉力方向相反，则小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动．故C正确．
8．悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m、带电荷量为－q的小球，若在空间加一匀强电场，则小球静止时细线与竖直方向夹角为θ，如图所示．