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文档简介

1、这种电荷必须电量很小、矢量性:场强是矢量,其大小按定义式.电场具有负电E的大小和方向是唯一的,其大小和方向取决于场源电荷及空间位负电量的多少均无关,既不能认为 与 成电场强度【学习目标】1理解静电场的存在、静电场的性质和研究静电场的方法.2 .理解场强的定义及它所描写的电场力的性质,并能结合电场线认识一些具体静电场的分布;能够熟练 地运用电场强度计算电场力3 .理解并能熟练地运用点电荷的场强和场强的叠加原理,弄清正、负两种电荷所产生电场的异同,以此 为根据认识电荷系统激发的场 【要点梳理】要点一、电场、电场强度要点诠释:1电场(1) 产生:电场是在电荷周围存在着的由自由电荷产生的一种传递电荷间

2、相互作用的特殊物质(2) 基本性质:对放入其中的电荷(不管是静止的还是运动的)有力的作用,这种力叫电场力 能量2、试探电荷与场源电荷(1) 试探电荷:用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷,也叫检验电荷 体积很小.(2) 场源电荷:被检验的电场是由电荷Q激发的,则电荷 Q被称为场源电荷或源电荷3、电场强度(1) 物理意义电场强度是描述电场强弱及方向的物理量,反映了电场力的特性.(2) 定义在电场中放一个检验电荷,它所受到的电场力跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度,简称 场强.定义式: E单位:牛/库(3)电场强度的理解E -计算即可,其方向规定为正电荷在该点的受力方向 q荷受电场力

3、方向与该点场强方向相反 唯一性:电场中某一点处的电场强度置.是客观存在的,与放不放检验电荷以及放入检验电荷的正、 正比,也不能认为与 成反比(4)电场强度和电场力的比较 由电场强度的定义式E ,可导出电场力 F=qE.q电场力是由电荷和场强共同决定的,而场强是由电场本身决定的.要点二、点电荷的电场要点诠释:1点电荷Q在真空中形成的电场(1) 大小:E = k , Q为场源点电荷,r为考察点与场源电荷的距离r2(2) 方向:正电荷受电场力的方向为该点场强方向,负电荷受电场力的方向与该点场强方向相反可见,在点电荷形成的电场中,在以点电荷为球心的球面上的各点电场强度大小相等,但方向不同2、两个关于场

4、强公式的比较区别公式物理含义引入过程适用范围备注E F q是电场强度大 小的定义式由比值法引入,E 与F、q无关,反映 某点电场的性质适用于一 切电场电场强度由场本身决定, 与试 探电荷无关,不能理解为E与 F成正比,与q成反比QE k斗 r是真空中点电 荷场强的决定 式由E 和库仑 q定律导出真空中的点电荷kQE -4告诉人们场强大小 r的决定因素是Q和r,而E 中E与F、q无关.q要点三、匀强电场要点诠释:(1) 定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2) 特点:电场线是间隔相等的平行直线.(3)常见的匀强电场:两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除

5、边缘附近外,就是 匀强电场.要点四、电场的叠加如果空间有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时某点的场强等于各个电 荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫作电场的叠加原理.电场叠加时某点场强的合成遵守矢量运算的平行四边形定则.要点五、电场线 要点诠释:1、电场线的意义及规定电场线是形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向,曲线 的疏密表示电场的强弱. 电场线是人们为了研究电场而假想的曲线,不是实际存在的线. 没有电场线通过的位置不一定就没有电场存在. 电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹2、电

6、场线的特点 电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向(疏弱密强)止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断(包括相切) 电场线的疏密反映电场强度的大小 静电场中电场线始于正电荷或无穷远, 任意两条电场线不会在无电荷处相交3、常见电场的电场线电场电场线图样简要描述特点正点电荷发散状越靠近点电荷处,电场线越密,电场强 度E越大以场源电荷为圆心一定长度为半径的圆 周上的各点场强的大小相同,方向不同K负点电 荷会聚状等量同号电荷相斥状电荷连线的中点处电场强度E=0电荷连线的中垂线上各点的电场强度与 中垂线共线等量异号电荷相吸状电荷的连线上的电场的方向是由正电荷 指向负电荷电荷连线的中垂线与该

7、处的电场的方向 处处垂直匀强电场平行的、 等间距 的、同向 的直线电场强度处处相等【典型例题】 类型一、对电场强度的理解 例1、在真空中0点放一个试探电荷 Q=+1.OX1O-9C,直线MN通过0点,OM的距离r=30cm, M点放一 个试探电荷q=-1.0 10-10C,如图所示求:Q o= 0(1) q在M点受到的作用力;(2) M点的场强;(4) M、N两点的场强哪点大?(5) 如果把Q换成电荷量为-1.0(3) 拿走q后M点的场强;X0-9C的点电荷,情况又如何?求解释时要注意区分场源电荷和试探电荷【解析】本题分层次逐步递进地考查了电场和电场强度的理解,本题中Q是场源电荷,(1)电荷q

8、在电场中q是试探电荷.M点所受到的作用力是 Q通过它的电场对q的作用力,根据库仑定律F kQq 9.0r9101.0 10 1.0 100.32N 1.0 10 8N因为Q为正电荷,q为负电荷,库仑力是引力,所以力的方向沿MO指向Q.(2) M点的场强E 7 第 N/C100N /C109(3)在M点拿走检验电荷 q,M点的场强是不变的.其原因在于场强是反映电场的力的性质的物理量,它 是由形成电场的场源电荷 Q决定的,与检验电荷 q是否存在无关.(4) 根据公式E kQr知道,M电场强较大.r(5)如果把的反方向外,Q由正电荷换成负电荷,其电荷量不变,除去q所受的库仑力的方向和场强的方向变为原

9、来其他情况不变 .【总结升华】k 2是分析理解有 r1. 理解电场强度的物理意义、区分电场强度的定义式 E 和决定式E q关电场强度问题的关键.2. 电场中某点的场强由电场本身决定,与试探电荷的有无、电荷量、电性及所受的电场力无关 举一反三【变式1】关于电场,下列说法正确的是(A、由知,若q减小,则该处电场强度为原来的2倍qB、由C、由k-Q2知,E与Q成正比,而与r2成反比rQkp知,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处电场强度均相同rD、电场中某点电场强度方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向【答案】B【变式2】在电场中某点放一检验电荷, 其电量为q,受到的力为F,则该点电场强度为F,那

10、么()qA、若移去检验电荷,该点电场强度变为零;B、若该点放一电量为 2q的检验电荷,则该点电场强度变为E/2 ;C、该点放一电量为2q的检验电荷,该点电场强度仍为E;D、该点放一电量为 2q的检验电荷,该点电场强度为2E.【答案】C类型二、电场强度的叠加例2、( 2015山东高考)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图,M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于 O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到 G点,则H点处场强的大小和方向分别为A. 弯,沿y轴正向4a2c.5k,沿y轴正向4aB. 3kQ-,沿y轴负向4a20.逖,

11、沿y轴负向4a【答案】BIM*yH(0, a)G(0, a)【解析】因正电荷在 0点时,G的场强为零,则可知两负电荷在G点形成的电场的合场强为E合=k-Qa若将正电荷移到 G点,则正电荷在H点的场强为Ek(2a)2丄,因两负电荷在G点的场强与在H4 aQ 1点的场强等大反向,贝y H点的合场强E E合E1 =k-Q -k 合 1242.Q2 2k-Q2,方向沿y轴负向。a 4 a 4 a【总结升华1(1)因为电场强度是矢量,所以求多个点电荷在空间中某点产生的电场强度时,应该根据平 行四边形定则求出其大小和方向 举一反三/X-十十 aBD、粒子带负电,aA aBB、粒子带正电,aA mb,A正确

12、;向所受的库仑斥力大小相等,故水平方向剪断细线后,两球竖直方向只受重力,做自由落体运动,同时落地,B正确;由于两球在水平方a球的加速度比b的小,因此相等时间内,a球的水平距离比 b的小,D错误;无法比较电荷量大小,故 C错误.【变式2】如图所示,光滑斜面倾角为37 一带有正电的小物块质量为 m,电量为q,置于斜面上,当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变为原来的 1/2,(g=10m/s2)求:(1)原来的电场强度有多大(2)物体运动的加速度大小(3)沿斜面下滑距离为L时物体的速度.E【答案】(1) E=mgtan37/q (3) v j0.6gL (2) a=3m/s2(3)vJo.6gL【解析】(1)对小物块受力分析如图所示,物块静止于斜面上,则mgsin37=qEcos37,F合mg sin37(2)当场强变为原来的1/2时,小物块的合外力 合1qE cos3721一 mg sin372又F合

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