高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三节 电场 电场强度课文内容课件ppt
展开同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同,这是什么因素造成的?
实验模拟平行金属板间电场线的分布
知识点一 电场1.电荷之间的相互作用是通过电场发生的.2.凡是有电荷的地方,在它周围就存在电场.3.场源电荷:产生电场的电荷.4.静电场:静止场源电荷在其周围产生的电场.知识点二 电场强度1.试探电荷.(1)定义:放入电场中探测电场性质的电荷.(2)特点:电量足够小,体积也应足够小.
2.电场强度.(1)概念:放入电场某点处的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比.(2)物理意义:表示电场的强弱和方向.
(4)电场强度的矢量性:电场强度的方向与放在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与负电荷的受力方向相反.3.匀强电场:各点场强的大小和方向都相同的电场.
知识点三 点电荷的电场1.点电荷的场强.
(2)方向:Q为正电荷时,E的方向沿Q与该点的连线向外;Q为负电荷时,E的方向沿Q与该点的连线向内.2.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矢量和.
知识点四 电场线1.定义:在电场中画出一系列有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致.2.特点:(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.(2)同一幅图中,场强越大的地方,电场线越密;场强越小的地方,电场线越疏,电场线的疏密程度反映了场强的相对大小.(3)任意两条电场线都不相交,这是因为电场中每一点处的场强只能有一个确定的方向.
1.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电荷量为q的试探电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )A.若在A点换上电荷量为-q的试探电荷,A点的场强方向发生变化B.若在A点换上电荷量为2q的试探电荷,A点的场强将变为2EC.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
2.图中画了四个电场的电场线,其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷,图A中虚线是一个圆,图B中几条直线间距相等且互相平行,则下图中M、N两处电场强度相同的是( ) A B C D
解析:电场强度为矢量,M、N两处电场强度相同,则电场强度方向、大小都要相同.题图A中,M、N两点的电场强度大小相同,方向不同.题图B中是匀强电场,M、N两点的电场强度大小、方向都相同.题图C中,M、N两点的电场强度方向相同,大小不同.题图D中,M、N两点的电场强度大小、方向都不相同.故选B.
探究一 对电场强度的理解1.电场的性质.(1)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.(2)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.
【典例1】 在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,如图所示.(1)求q在M点受到的作用力;(2)求M点的电场强度;(3)求拿走q后M点的电场强度;(4)M、N两点的电场强度哪点大?
答案:(1)大小为1.0×10-8 N,方向沿MO指向Q(2)大小为100 N/C,方向沿OM连线背离Q(3)大小为100 N/C,方向沿OM连线背离Q(4)M点电场强度大
计算电场强度的几种方法
解析:场强为电场本身的性质,与放不放试探电荷无关,即放不放试探电荷,电场强度的大小和方向由电场本身来决定,故C、D正确,A、B错误.故选CD.
探究二 电场线的理解应用1.几种常见电场的电场线画法.
2.等量点电荷电场线的分布及特点.(1)等量同种点电荷的电场特点.①两点电荷连线的中点处电场强度为零,此处无电场线,向两侧电场强度逐渐增大.②两点电荷连线中点沿中垂面(中垂线)到无限远,电场线先变密后变疏,即电场强度先变大后变小.(2)等量异种点电荷的电场特点.①两点电荷连线上的各点电场方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向先变小再变大,中点处电场强度最小.②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即电场方向都相同,总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧,从中点到无穷远处,电场强度大小一直减小,中点处电场强度最大.
3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系.(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场线上每点的切线方向为该点的场强方向,也是正电荷在该点的受力方向(与负电荷受力方向相反).(2)运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹,径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向.(3)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹.
【典例2】 (多选)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,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )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:根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况,可以确定带电粒子受电场力的方向沿电场线方向,故带电粒子带正电,选项A正确;由于电场线越密,场强越大,带电粒子受电场力就越大,根据牛顿第二定律可知其加速度也越大,故带电粒子在N点加速度大,选项C正确;粒子从M点到N点,所受电场力方向与其速度方向夹角小于90°,速度增加,故带电粒子在N点动能大,故选项D正确.
确定带电粒子在电场中运动轨迹的思路(1)确定电场方向:根据电场强度的方向或电场线的切线方向来确定.(2)确定带电粒子受力方向:正电荷所受电场力与电场方向相同,负电荷所受电场力与电场方向相反.(3)确定带电粒子运动轨迹:带电粒子的运动轨迹向受力方向偏转.
3.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Ea<Eb,Ed>Ec,Eb>Ed,Ea>Ec,故选项C正确,选项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,故选项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,故选项D错误.
4.(多选)如图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是( )A.带电粒子所带电荷的符号B.场强的方向C.带电粒子在a、b两点的受力方向D.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
解析:由轨迹的弯曲情况,可知电场力应沿电场线向左,但因不知电场线的方向,故带电粒子所带电荷的符号不能确定.由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强,带电粒子在a点所受电场力较大,从而在a点时加速度较大,综上所述C、D正确.故选CD.
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