鲁科版高中物理选修3-1课件-电场及其描述课件1.ppt

1、第第1 1章章第第3 3节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础要点三要点三返回返回返回返回3知道点电荷的电场及匀强电场。知道点电荷的电场及匀强电场。4知道电场线的定义和特点，熟悉用知道电场线的定义和特点，熟悉用 电场线描述各种典型的电场。电场线描述各种典型的电场。返回返回读教材读教材填要点填要点 一、电场及电场力一、电场及电场力 1概念概念 电荷周围存在着的传递带电体间电荷周围存在着的传递带电体间 的场的场

2、(如图如图131所示所示)。图图131相互相互作用作用返回 2性质性质 电场是客观存在的，是物质存在的一种形式，电场对电场是客观存在的，是物质存在的一种形式，电场对放入其中的电荷放入其中的电荷 的作用。的作用。3电场力电场力 电荷因放入电荷因放入 中而受到的力。中而受到的力。二、电场强度二、电场强度 1试探电荷试探电荷(检验电荷检验电荷)用来检验电场是否存在及其用来检验电场是否存在及其 分布情况的电荷，是分布情况的电荷，是研究电场的工具。研究电场的工具。有力有力电场电场强弱强弱返回 2场源电荷场源电荷(源电荷源电荷)激发或产生我们正在研究的电场的电荷，是电场的激发或产生我们正在研究的电场的电荷

3、，是电场的 。3电场强度电场强度 (1)概念：放入电场中某点的点电荷所受概念：放入电场中某点的点电荷所受 与它与它的的 的比值，叫做电场强度，简称场强。的比值，叫做电场强度，简称场强。(2)物理意义：表示电场的物理意义：表示电场的 。(3)定义式及单位：定义式及单位：E ，单位是导出单位，符号，单位是导出单位，符号 。(4)矢标性：电场强度是矢标性：电场强度是 量，有大小也有方向，其方量，有大小也有方向，其方向与向与 所受电场力的方向相同。所受电场力的方向相同。来源来源电场力电场力F电荷量电荷量q强弱强弱N/C正电荷正电荷矢矢返回 三、点电荷的电场与匀强电场三、点电荷的电场与匀强电场 (1)真

4、空中点电荷周围的电场强度公式：真空中点电荷周围的电场强度公式：E 。(2)匀强电场：匀强电场：和和 都处处相同的电场。都处处相同的电场。四、电场线四、电场线 1电场线电场线 在电场中绘出的一些曲线，曲线上任一点的电场强度在电场中绘出的一些曲线，曲线上任一点的电场强度方向就在该点的方向就在该点的 方向上。方向上。大小大小方向方向切线切线返回 2电场线的特点电场线的特点 (1)电场线是假想的线，实际中电场线是假想的线，实际中 。(2)电场线总是起自正电荷电场线总是起自正电荷(或或 )，止于，止于 (或或无穷远处无穷远处)，不会在没有电荷的地方起始或终止。，不会在没有电荷的地方起始或终止。(3)电场

5、线越密的地方，电场强度电场线越密的地方，电场强度 ；电场线越疏的；电场线越疏的地方，电场强度地方，电场强度 。(4)任意两条电场线永不任意两条电场线永不 。并不存在并不存在无穷远处无穷远处负电荷负电荷越大越大越小越小相交相交返回1电场中有一点电场中有一点P，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是 ()A若放在若放在P点的电荷量减半，则点的电荷量减半，则P点的场强减半点的场强减半B若若P点没有放电荷，则点没有放电荷，则P点场强为零点场强为零CP点场强越大，则同一电荷在点场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大点受到的电场力越大DP点的场强方向与放在该点的电荷的受力方向相同点的场强方向与放在该点

6、的电荷的受力方向相同试身手试身手夯基础夯基础返回解析：解析：对电场中某一确定的点来说场强是不变的，与是对电场中某一确定的点来说场强是不变的，与是否放试探电荷或者试探电荷的电荷量没有关系，故否放试探电荷或者试探电荷的电荷量没有关系，故A、B均错误；正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受均错误；正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反，因不知电荷的电性，故力方向与场强方向相反，因不知电荷的电性，故D错误；错误；由公式由公式FqE知知C正确。正确。答案：答案：C返回2如图如图132所示，实线是一簇未标明所示，实线是一簇未标明 方向的由点电荷方向的由点电荷Q产生的电场线，若带产生的电

7、场线，若带 电粒子电粒子q(|Q|q|)，由，由a运动到运动到b，电场力，电场力 做正功。已知在做正功。已知在a、b两点粒子所受电场两点粒子所受电场 力分别为力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是 ()A若若Q为正电荷，则为正电荷，则q带正电，带正电，FaFbB若若Q为正电荷，则为正电荷，则q带正电，带正电，FaFbD若若Q为负电荷，则为负电荷，则q带正电，带正电，FaFb；若；若Q带正电，带正电，正电荷从正电荷从a到到b电场力做正功，若电场力做正功，若Q带负电，正电荷从带负电，正电荷从a到到b电电场力做负功，故场力做负功，故A正确。正确。答案：答案：A返回3完成下列填空完

8、成下列填空电场电场电场线图样电场线图样简要描述简要描述_点电荷点电荷发散状发散状_点电荷点电荷会聚状会聚状_电荷电荷相斥状相斥状返回电场电场电场线图样电场线图样简要描述简要描述_电荷电荷相吸状相吸状_电场电场等间距的、平行状等间距的、平行状答案：答案：正负等量同种等量异种匀强正负等量同种等量异种匀强返回返回返回 1.电场及电场强度电场及电场强度 (1)电场是存在于带电体周围的一种特殊物质，并非电场是存在于带电体周围的一种特殊物质，并非由分子、原子组成，是客观存在的。虽然看不见，摸不着，由分子、原子组成，是客观存在的。虽然看不见，摸不着，但对放入其中的电荷有力的作用。电场强度正是为描述电但对放入

9、其中的电荷有力的作用。电场强度正是为描述电场的这一基本性质场的这一基本性质(力的性质力的性质)而引入的。而引入的。返回返回2两个场强公式的比较两个场强公式的比较返回返回 1.在真空中在真空中O点放一个点电荷点放一个点电荷Q1.0109 C，直线，直线MN通过通过O点，点，OM的距离的距离r30 cm，M点放一个点电荷点放一个点电荷q1.01010 C，如图，如图133所示，求：所示，求：图图133(1)q在在M点受到的作用力。点受到的作用力。(2)M点的场强。点的场强。(3)拿走拿走q后后M点的场强。点的场强。(4)M、N两点的场强哪点大？两点的场强哪点大？返回思路点拨思路点拨返回返回返回答案

10、答案(1)1.0108N，指向，指向Q(2)100 N/C，沿，沿OM连线背离连线背离Q(3)100 N/C，沿，沿OM连线背离连线背离Q(4)M点大点大返回 电场强度与试探电荷的有无、电荷的性质、电荷量大电场强度与试探电荷的有无、电荷的性质、电荷量大小无关，只由电场本身决定。小无关，只由电场本身决定。返回返回类型类型图形图形特点特点点电荷点电荷的电场的电场线线(1)离点电荷越近，电场线离点电荷越近，电场线越密集，场强越强。方向越密集，场强越强。方向由点电荷由点电荷(正正)指向无穷远，指向无穷远，或由无穷远指向点电荷或由无穷远指向点电荷(负负)(2)若以点电荷为球心作一若以点电荷为球心作一个球

11、面，电场线处处与球个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向各不大小处处相等，方向各不相同相同返回类型类型图形图形特点特点等量异等量异种点电种点电荷形成荷形成的电场的电场线线(1)两点电荷连线上各点处，电场线两点电荷连线上各点处，电场线方向从正电荷指向负电荷，中点场方向从正电荷指向负电荷，中点场强最小，越靠近点电荷场强越强强最小，越靠近点电荷场强越强(2)两点电荷连线的中垂面两点电荷连线的中垂面(中垂线中垂线)上，电场线的方向均相同，即场强上，电场线的方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面方向均相同，且总与中垂面(线线)垂垂直直(3)沿中垂面沿中垂

12、面(线线)从从O点到无穷远，点到无穷远，场强逐渐减弱场强逐渐减弱返回类型类型图形图形特点特点等量同种等量同种点电荷形点电荷形成的电场成的电场线线(1)两点电荷连线的中点两点电荷连线的中点O处场强处场强为零，此处无电场线，中点为零，此处无电场线，中点O处处附近的电场线非常稀疏，但场强附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零并不为零(2)两点电荷连线的中垂面两点电荷连线的中垂面(中垂中垂线线)上，场强方向总沿面上，场强方向总沿面(线线)远离远离O(等量正电荷等量正电荷)或指向或指向O(等量负等量负电荷电荷)(3)在中垂面在中垂面(线线)上从上从O到无穷远到无穷远处，场强先变强后变弱处，场强先变强后变弱

13、返回 名师点睛名师点睛 (1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独存在时电场中某点的电场强度为各个点电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和。在该点产生的电场强度的矢量和。(2)两等量同种点电荷形成的电场中在两点电荷连线两等量同种点电荷形成的电场中在两点电荷连线的中垂线上，关于连线中点对称的某两个位置场强等大。的中垂线上，关于连线中点对称的某两个位置场强等大。返回 2.两个带等量正电荷的点电荷，两个带等量正电荷的点电荷，O为两电荷连线的中点，为两电荷连线的中点，a点在中垂线上，若在点在中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图点由静止释放一个电子，如图134所示，关于电子的运动，下列说法正确

14、的是所示，关于电子的运动，下列说法正确的是 ()图图134返回 A电子在从电子在从a向向O点运动的过程中，加速度越来越大，点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大速度越来越大 B电子在从电子在从a向向O点运动的过程中，加速度越来越小，点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大速度越来越大 C电子运动到电子运动到O点时，加速度为零，速度最大点时，加速度为零，速度最大 D电子通过电子通过O点后，速度越来越小，加速度越来越点后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零大，一直到速度为零返回 审题指导审题指导解决本题时需把握以下两点：解决本题时需把握以下两点：(1)清楚等量同种点电荷的电场线

15、分布情况。清楚等量同种点电荷的电场线分布情况。(2)讨论讨论a点在中垂线的位置，注意电子受力与电场点在中垂线的位置，注意电子受力与电场线方向相反。线方向相反。返回 解析解析O点的场强为零，向中垂线的两边先变大，点的场强为零，向中垂线的两边先变大，达到一个最大值后，再逐渐减小到零。因达到一个最大值后，再逐渐减小到零。因a点与最大场点与最大场强点的位置不能确定，当强点的位置不能确定，当a点在最大场强点的上方时，点在最大场强点的上方时，电子在从电子在从a点向点向O点运动的过程中，电子的加速度先增大点运动的过程中，电子的加速度先增大后减小；如果后减小；如果a点在最大场强点的下方，电子在向点在最大场强点

16、的下方，电子在向O点运点运动的过程中，电子的加速度一直减小。但不论动的过程中，电子的加速度一直减小。但不论a点的位点的位置如何，电子在向置如何，电子在向O点运动的过程中，电子都在做加速点运动的过程中，电子都在做加速返回运动，所以电子的速度一直增加，当到达运动，所以电子的速度一直增加，当到达O点时，点时，O点的点的场强为零，电子在场强为零，电子在O点加速度为零，速度达到最大值。点加速度为零，速度达到最大值。电子通过电子通过O点后，电子的运动方向与场强的方向相同，点后，电子的运动方向与场强的方向相同，故电子做减速运动，由能量守恒得，当电子运动到故电子做减速运动，由能量守恒得，当电子运动到a点关点关

17、于于O点的对称点点的对称点b时，电子的速度为零。同样因时，电子的速度为零。同样因b点与最点与最大场强的位置关系不能确定，故加速度的大小不能确定，大场强的位置关系不能确定，故加速度的大小不能确定，故答案应选故答案应选C。答案答案C返回 正确把握电场线的分布情况是解决这类问题正确把握电场线的分布情况是解决这类问题的关键。如对等量同种正电荷电场线的分布要清的关键。如对等量同种正电荷电场线的分布要清楚以下两点：楚以下两点：(1)两电荷的连线的中垂线上：两电荷的连线的中垂线上：O点和无穷远点和无穷远处的场强均为零，所以在中垂线上，由处的场强均为零，所以在中垂线上，由O点的零点的零场强开始，场强先变大，后

18、逐渐减小，到无穷远时减小场强开始，场强先变大，后逐渐减小，到无穷远时减小为零；中垂线上任一点为零；中垂线上任一点a与该点关于与该点关于O点的对称点点的对称点b的场的场强大小相等方向相反。强大小相等方向相反。图图135返回 (2)两电荷的连线上：在两电荷的连线上，每点场强两电荷的连线上：在两电荷的连线上，每点场强的方向由该点指向的方向由该点指向O点，大小由点，大小由O点的场强为零开始向两点的场强为零开始向两端逐渐变大；任意一点端逐渐变大；任意一点c与该点关于与该点关于O点的对称点点的对称点d的场强的场强大小相等，方向相反，如图大小相等，方向相反，如图135所示。所示。返回返回 1对电场线的理解对

19、电场线的理解 (1)电场中任何两条电场线都不能相交，电场线也不闭电场中任何两条电场线都不能相交，电场线也不闭合。电场中某点的场强的大小和方向都是唯一确定的，如合。电场中某点的场强的大小和方向都是唯一确定的，如果两条电场线相交，就不能唯一地确定出场强的方向，同果两条电场线相交，就不能唯一地确定出场强的方向，同时在相交点处电场线密不可分，因而也不可能反映出场强时在相交点处电场线密不可分，因而也不可能反映出场强的大小。的大小。返回 (2)电场线的疏密：电场线的疏密程度表示电电场线的疏密：电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越

20、稀疏的地方，场强越小，如图电场线越稀疏的地方，场强越小，如图136所示，由图可判断出所示，由图可判断出EAEB。图图136返回 若只给出一条直电场线时，如图若只给出一条直电场线时，如图137所示，所示，A、B两点场强的大小无法用疏密程度来确定，但可由推理两点场强的大小无法用疏密程度来确定，但可由推理进行判断：进行判断：若是正点电荷电场中的一条电场线，则若是正点电荷电场中的一条电场线，则EAEB；若是负点电荷电场中的一条电场线，则若是负点电荷电场中的一条电场线，则EAEB；若是匀强电场中的一条电场线，则若是匀强电场中的一条电场线，则EAEB。图图137返回2电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比

21、较电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较电场线电场线运动轨迹运动轨迹区区别别(1)电场中并不存在，是为电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入研究电场方便而人为引入的的(2)曲线上各点的切线方曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向点产生加速度的方向(1)粒子在电场中的运动轨粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的迹是客观存在的(2)轨迹上每一点的切线方轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与方向，但加速度的方向与速度的方向

22、不一定相同速度的方向不一定相同返回电场线电场线运动轨迹运动轨迹联联系系电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件(1)电场线是直线电场线是直线(2)带电粒子只受静电力作用，或受其他力，但方向带电粒子只受静电力作用，或受其他力，但方向沿电场线所在直线沿电场线所在直线(3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线的直线返回 名师点睛名师点睛 电场线不是电荷的运动轨迹。点电荷在电场中也不一电场线不是电荷的运动轨迹。点电荷在电场中也不一定沿电场线运动。定沿电场线运动。电场线是描述电场性质的，与电场中有无电荷无关。电场线是描述电

23、场性质的，与电场中有无电荷无关。而物体的运动轨迹是由物体受力情况以及速度情况共同决而物体的运动轨迹是由物体受力情况以及速度情况共同决定的。电场线与运动轨迹是完全不同的，不能把它们强加定的。电场线与运动轨迹是完全不同的，不能把它们强加在一起。在一起。返回 3.如图如图138所示，直线是一所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，动轨迹，a、b是轨迹上两点。若带电粒子是轨迹上两点。若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图下列说法正确的是运动中只受电场力作用，根据此图下列说法正

24、确的是 ()图图138A可判断带电粒子所带电荷的符号可判断带电粒子所带电荷的符号B不可判断带电粒子在不可判断带电粒子在a、b两点的受力方向两点的受力方向C可判断带电粒子在可判断带电粒子在a、b两点的加速度何处大两点的加速度何处大D不可判断带电粒子在不可判断带电粒子在a、b两点的加速度方向两点的加速度方向返回思路点拨思路点拨返回答案答案C返回 此类问题电荷所受合外力此类问题电荷所受合外力(只受只受1个力时即电场力个力时即电场力)总指向轨迹的凹侧，且与电场线共线，便可画力的方总指向轨迹的凹侧，且与电场线共线，便可画力的方向，这往往是解决问题的突破口。向，这往往是解决问题的突破口。返回返回返回返回答

25、案：答案：C返回2(对应要点二对应要点二)如图如图139所示的各电场中，所示的各电场中，A、B两两 点电场强度相同的是点电场强度相同的是()图图139返回解析：解析：A图中，图中，A、B两点场强大小相等，方向不同；两点场强大小相等，方向不同；B图中图中A、B两点场强的方向相同，但大小不等；两点场强的方向相同，但大小不等；C图图中是匀强电场，则中是匀强电场，则A、B两点场强大小、方向相同；两点场强大小、方向相同；D图中图中A、B两点场强大小、方向均不相同。两点场强大小、方向均不相同。答案：答案：C返回3.(对应要点三对应要点三)静电除尘器是目前普遍采用的静电除尘器是目前普遍采用的 一种高效除尘器

26、。某除尘器模型的收尘板一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板 是很长的条形金属板，图中直线是很长的条形金属板，图中直线ab为该收为该收 尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其 左侧的电场线分布如图左侧的电场线分布如图1310所示；粉所示；粉 尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来 静止于静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，如图点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，如图1311 的四幅图中可能正确的是的四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力忽略重力和空气阻力)

27、()图图1310返回图图1311返回解析：解析：因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方与电场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速向为运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向和力的方向所夹的区域内。从轨迹找几个判断度方向和力的方向所夹的区域内。从轨迹找几个判断一下，只有一下，只有A项符合。故项符合。故A项正确。项正确。答案：答案：A返回返回返回 3掌握等量同种掌握等量同种(异种异种)电荷连线上各点、中垂线上电荷连线上各点、中垂线上各点的场强变化规律。各点的场强变化规律。4电场线可以形象地表示电场的强弱和方向，在判电场线可以形象地表示电场的强弱和方向，在判断带电体在电场中的运动轨迹时，要根据力的方向与速断带电体在电场中的运动轨迹时，要根据力的方向与速度方向之间的关系进行综合判断。即轨迹总是介于度方向之间的关系进行综合判断。即轨迹总是介于F合合与与v之间，且向之间，且向F合合方向偏转。方向偏转。