2022年高中物理 1.3《電場強度》學(xué)案 新人教版選修3-1

2022年高中物理 1.3電場強度學(xué)案 新人教版選修3-1課程分析本節(jié)重點、難點是理解電場、描述電場性質(zhì)的物理量電場強度、電場的疊加原理、電場線、勻強電場。E=F/q是電場強度的定義式，適用于任何電場；僅適用于真空中點電荷的電場。如果有幾個點電荷同時存在，它們的電場就互相疊加，形成合電場。這時某點的場強等于各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。課堂導(dǎo)學(xué)一、電場強度（一）問題導(dǎo)學(xué)1、不接觸的電荷是通過什么相互作用？2、如何描述電場中一點電場的強弱？你有什么方法來比較？（合作討論）3、電場強度的定義式；單位及其換算？4、請你推導(dǎo)距點電荷R處電場強度的計算式？5、電場強度的疊加遵循什么法則？（二）典例探究圖6-1-3例1：如圖6-1-3所示，在真空中有兩個點電荷Q1+3.0x10C和Q23.0x108C，它們相距0.1m，求電場中A點場強A點與兩個點電荷的距離r相等， r=0.1m圖6-1-6解析：真空中點電荷Q1和Q2的電場在A點的場強分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖6-1-4，合場強E，場強E1，場強E2向上平移后的矢量，三者構(gòu)成一正三角形，故E與Q1Q2平行，且EElE2圖6-1-42.7x104NC例2:在電場中某點放一檢驗電荷，其電量為q，檢驗電荷受到的電場力為F，則該點電場強度為E=Fq，那么下列說法正確的是( ) A，若移去檢驗電荷q，該點的電場強度就變?yōu)榱鉈若在該點放一個電量為2q的檢驗電荷，該點的電場強度就變?yōu)镋2C若在該點放一個電量為-2q的檢驗電荷，則該點場強的大小仍為E，但電場強度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较?D若在該點放一個電量為的檢驗電荷，則該點場強的大小仍為E，電場強度的方向也仍為原來的場強方向解析：電場中某點的電場強度是由場源電荷決定，與檢驗電荷的有無、正負(fù)、電量的多少無關(guān)，故正確 答案為D答案：D二、電場線（一）問題導(dǎo)學(xué)1、什么是電場線？如何用電場線形象描述電場？2、請畫出正點電荷、負(fù)點電荷、等量同種電荷、等量異種電荷電場線的分布。并說出有何特點？3、什么是勻強電場？勻強電場電場線分布特點？（二）典例探究圖926例3：圖926中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷 產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是詭計上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的時（ ）A帶電粒子所帶電荷的符號 B帶電粒子在a、b兩點的受力方向 C帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大D帶電粒子在a、b兩點的動能何處較大 解析粒子的加速度大小看其所受電場力的大小，而電場力的大小由電場線的疏密決定。從電場線分布情況可設(shè)想電場是由軌跡左側(cè)的“點電荷”產(chǎn)生的，從軌跡的偏向可得“點電荷”給帶電離子吸引力，即a、b兩點受力方向如圖所示；若粒子從a向b運動從圖中可得F與v的夾角大于90°角，電場力做負(fù)功、粒子動能減少，綜上所述：BCD正確。例4：如圖8所示,一個質(zhì)量為30g帶電量C的半徑極小的小球,用絲線懸掛在某勻強電場中,電力線與水平面平行.當(dāng)小球靜止時,測得懸線與豎直夾角為30°,由此可知勻強電場方向為 ,電場強度大小為 .(g取10m/s2)解析:分析小球受力,重力mg豎直向下,絲線拉力T沿絲線方向向上,因為小球處于平衡狀態(tài),還應(yīng)受水平向左的電場力F.小球帶負(fù)電,所受電場力方向與場強方向向反,所以場強方向水平向右.小球在三個力作用之下處于平衡狀態(tài).三個力的合力必為零.所以F=mgtg30°又 =mgtg30°E=mgtg30°=有效訓(xùn)練1. 下列關(guān)于點電荷的場強公式的幾種不同的理解，不正確的是( )A.在點電荷Q的電場中，某點的場強大小與Q成正比，與r2成反比B.當(dāng)r0時，E；當(dāng)r時，E0C.點電荷Q產(chǎn)生的電場中，各點的場強方向一定是背向點電荷QD.以點電荷Q為中心，r為半徑的球面上各處的場強相等2. 在電場中某點放入電荷量為q的正電荷時，測得該點的場強為E，若在同一點放入電荷量q=-2q的負(fù)電荷時，測得場強為E，則有( )A.E=E，方向與E相反B.E=2E，方向與E相同C.，方向與E相同D.E=E，方向與E相同3. 圖1-3-19所示的各電場中，A、B兩點場強相同的是( )圖1-3-194. 在同一直線上依次有A、B、C三點，且BC=3AB，在A點固定一個帶正電的小球，在B點引入電量為20×10-8c的試探電荷，其所受電場力為20×10-6N。將該試探電荷移去后，B點的場強為_，C點的場強為_。如果要使B點的場強為零，可能在C點放一個電量是A點處帶電小球的電量的_倍的_電荷.5. （xx廣東理科基礎(chǔ)12）如圖所示，實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q（|Q|>>|q|）由a運動到b，電場力做正功。已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb,則下列判斷正確的是（ ）A若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbB若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<FbC若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>FbD若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<F圖9-246. 如圖924所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由 AOB勻速運動，電子重力不計，則電子除受電場力外，所受的另一個力的大小和方向變化情況是（ ）A先變大后變小，方向水平向左B先變大后變小，方向水平向右 C先變小后變大，方向水平向左 D先變小后變大，方向水平向右7. 在X軸上有兩個點電荷，一個帶正電Q1，一個帶負(fù)電Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強的大小，則在X軸上( )AE1=E2之點只有一處；該點合場強為0BE1=E2之點共有兩處；一處合場強為0，另一處合場強為2E2CE1=E2之點共有三處；其中兩處合場強為0，另一處合場強為2E2DE1=E2之點共有三處；其中一處合場強為0，另兩處合場強為2E28. .如圖1-3-23所示，絕緣細線一端固定于O點，另一端連接一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的帶正電小球，要使帶電小球靜止時細線與豎直方向成角，可在空間加一勻強電場則當(dāng)所加的勻強電場沿著什么方向時可使場強最小?最小的場強多大?這時細線中的張力多大?圖1-3-239. 一個帶正電荷的質(zhì)點P放在兩個等量負(fù)電荷A、B的電場中，P恰好在AB連線的垂直平分線的C點處，現(xiàn)將P在C點由靜止釋放如圖6-1-11所示，設(shè)P只受電場力作用，則（ ）AP由C向AB連線中點運動過程中，加速度可能越來越小而速度越來越大BP由C向AB連線中點運動過程中，加速度可能先變大后變小，最后為零，而速度一直變大CP運動到與C關(guān)于AB的對稱點C靜止DP不會靜止，而是在C與C間來回振動圖92810. 如圖928所示，半徑為R的圓環(huán)，均勻帶有電量為Q的正電荷。先從環(huán)上截取S的一小段，若SR，且圓環(huán)剩余部分的電荷分布不變，則圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場強大小為_,方向為_。如圖928所示，半徑為R的圓環(huán)，均勻帶有電量為Q的正電荷。先從環(huán)上截取S的一小段，若SR，且圓環(huán)剩余部分的電荷分布不變，則圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場強大小 為_,方向為_。答案：1、BCD 2、D 3、C 4、100N/q，6.25N/q，9，正 5、A 6、B 7、B 8、小球受到重力G、繩的拉力T、電場力F三個力作用，根據(jù)平衡條件可知，拉力T與電場力F的合力必與重力G等值反向因為拉力T的方向確定，F(xiàn)與T的合力確定，當(dāng)電場力F垂直懸線時最小,場強也最小.，此時繩中張力T=mgcos9、ABD 10、 沿S與O的連線指向S