沪科版选修31第2章21探究电场的力的性质课件.pptx

1、第2章 电场与示波器2.1探究电场的力的性质物理观念：1.知道电场是客观存在的一种特殊物质.2.掌握电场强度的概念、公式、矢量性及方向的规定.3.知道电场线，熟记几种常见电场的电场线.科学思维：1.领悟比值定义法定义物理量的特点.2.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.3.在进行场强叠加等计算时培养综合分析能力和知识的迁移能力.学科素养与目标要求NEIRONGSUOYIN内容索引知识探究知识探究 新知探究 点点落实达标检测达标检测 当堂检测 巩固反馈知识探究1.在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F.若把带电

2、荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？答案2FnF2.电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q有何关系？答案F与q成正比，即F与q的比值为定值.一、电场电场强度一、电场电场强度要点总结1.电场强度：电场中某点的电荷 跟它的 的比值叫做电场在该点的电场强度，用公式E 表示；单位是 ，符号为 .2.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向.3.电场强度的唯一性：决定于 ，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均 (填“有关”或“无关”).4.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的方向 ，

3、与负电荷所受电场力的方向 .所受到的电场力F电荷量q牛/库N/C电场本身无关相同相反答案比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只取决于物质、电阻本身的性质.典型例题例例1 1(2018北师大附中高二期中)电场中有一点P，下列说法正确的是A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的场强加倍B.若P点没有试探电荷，则P点的场强为零C.P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力越小D.P点的场强方向就是试探电荷在该点的受力方向解析若放在P点的电荷的电荷量加倍，则P处电荷受到的电场力会加倍，而此处的电场强度却不变，即使不放电荷，电场强度仍保持不变，故A、B错误；电场力由电场强度与电

4、荷量决定，P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的电场力一定越小，故C正确；P点的场强方向为放在该点的正电荷所受电场力方向，故D错误.例例2 2 如图1所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则：(1)B处场强多大？方向如何？图1答案200 N/C方向与F1方向相反(2)如果换成一个q24.0107 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？答案8.0105 N200 N/C解析q2在B点所受静电力F2q2EB4.0107200 N8.0105 N，方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反.

5、此时B处场强仍为200 N/C，方向与F1方向相反.(3)如果将B处电荷拿走，B处的场强是多大？答案200 N/C解析某点场强大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B点场强大小仍为200 N/C.学科素养以上两题通过电场强度定义式及其变式的应用，能使学生进一步理解比值定义法，并掌握电场强度的决定因素，较好地体现了“物理观念”的学科素养.1.如图2所示，在正点电荷Q的电场中有一正试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？二、点电荷的电场电场强度的叠加原理二、点电荷的电场电场强度的叠加原理图22.如果再有一正点电荷QQ，放在如图

6、3所示的位置，q所在位置的电场强度多大？图3要点总结点电荷周围的电场：(1)公式：E ，其中k是 ，Q是 的电荷量.(2)适用条件：真空中；.(3)方向：当Q为正电荷时，E的方向沿半径 ；当Q为负电荷时，E的方向沿半径 .(4)当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强度为各个点电荷 在该点产生的电场强度的 .静电力常量场源电荷点电荷向外向内单独矢量和延伸思考如果以点电荷Q为中心，r为半径作一球面，球面上各点的电场强度是否相同？答案球面上各点的电场强度大小相等.但方向不同，因此电场强度不同.典型例题例例3 3如图4所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，静电力常量为k

7、，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？图4解析分别求Q和Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强.(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？针对训练(2017苏州市调研测试)如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是解析点电荷电场强度公式为E ，由于各点电荷到正方形中心处距离r相等，根据矢量合成，可知B正确.1.电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么方法来描述电场？答案法拉第采用了画电场线的方法描述电场.2

8、.在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了电场线的形状，这能否说明电场线是实际存在的线？答案电场线实际不存在，但可以用实验模拟.三、电场线匀强电场三、电场线匀强电场要点总结1.电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的 方向.2.电场线的特点有：(1)起始于无限远或 ，终止于 或 .(2)任意两条电场线 .(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的 .电场强度正电荷负电荷无限远不相交大小3.几种特殊的电场线分布，如图5所示.图54.匀强电场：(1)定义：场强的 和 都相同的电场；(2)特点：电场线是距离 的 直线；(3)实例：两块靠近的、分别带

9、电荷的平行金属板间的电场是匀强电场，如上图丙.大小方向相等平行等量异种典型例题例例4 4(2018启东市期中)如图6为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况.设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，则A、B两点A.EAEB，电场方向相同B.EAEB，电场方向不同D.EAEB，电场方向不同图6解析电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B点密集，A点稀疏，故EAEB，又电场方向为电场线的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、C错误，D正确.达标检测1.(电场强度的概念)(2018福州市八校联考)关于电场强度的概念，下列说法正确的是A.由E 可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正

10、比B.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关C.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强 方向与放入试探电荷的正负有关D.电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零1234512345解析E 是电场强度的定义式，某电场的场强E的大小和方向都取决于电场本身，而与试探电荷的电荷量q、试探电荷受到的电场力F无关，故A、C错误，B正确.某点不放试探电荷时，该点的电场依然存在，故D错误.2.(点电荷的电场)对电场强度公式E 有几种不同理解，其中正确的是A.只要带电体电荷量为Q，在距离r处激发的电场都能用此公式计算场强EB.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相

11、同C.当离场源电荷距离r0时，场强ED.当离场源电荷距离r时，场强E012345解析电场强度公式E 适用于点电荷形成的电场，对于不能看做点电荷的带电体，本公式不再适用，故A选项错误；电场强度是矢量，以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E大小相等，方向不同，故B选项错误；当离场源电荷距离r0时，此时带电体不能看做点电荷，公式不再成立，故C选项错误；当离场源电荷距离r时，根据公式可得场强E0，故D选项正确.123453.(电场线)(2017如东中学高一期末)如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增大的是解析电场线疏密表示电场强度的大小.A选项

12、中电场强度减小；B选项中电场强度增大；C选项中电场强度不变；D选项中电场强度先增大后减小，123454.(电场强度的叠加)(2018烟台市高二期末)如图7所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度图712345123455.(场强的计算)(2018济宁市期末)如图8所示，把可视为点电荷的带电小球A用绝缘细杆固定，其电荷量为Q4.0106 C，在距A球r0.30 m处放置试探电荷B，其电荷量为q5.0108 C，静电力常量k9109 Nm2/C2.求：(1)试探电荷B所受库仑力F的大小；图8答案2102 N(2)试探电荷B所在位置的电场强度E的大小.答案4105 N/C12345