第三节《电场强度》吴老师

第三节电场强度学案制作人：吴孟柱一、学习目标：1．知道电荷相互作用是通过电场发生的2．理解电场强度和电场线的概念3．掌握点电荷产生电场的强度公式4．知道几种典型电场的电场线分布二、课前预习：１．电荷的周围存在一种物质，电荷之间的相互作用是通过发生的，这种物质叫电场。电场看不见、摸不到，其基本性质是，这种力叫电场力，故可以通过电荷受到的电场力感知电场的存在、探测电场的性质，这种电荷叫检验电荷。２．物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的与它的的比值叫做这一点的电场强度，电场强度是量，其方向与电荷在该点受到的方向相同。定义式：Ｅ＝。３．点电荷在真空中某一点产生电场强度的表达式：Ｅ＝。４．若某一区域存在几个电场，总的电场强度等于这几个电场在该点产生电场强度的。三、知识要点：１．电场：电荷的周围存在一种特殊物质，这种物质看不见、摸不到，电荷之间的相互作用是通过这种物质发生的，这种物质叫电场。电场基本性质：电场对处在其中的电荷有力的作用，电荷在电场中具有能量。电荷在电场中受到的力叫电场力。２．检验电荷：根据电场的基本性质可知，要探测电场、确定其性质，应将一电荷放入电场中，根据它是否受力、受力的大小和方向确定，这种电荷叫检验电荷。对检验电荷的要求：（１）检验电荷的电荷量应足够小，不改变原电场。（２）检验电荷的体积应足够小，可以看做一个点。３．电场强度；物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。定义式：qFE（适用于任何电场）电场强度是根据比值定义的物理量，单位：Ｎ／Ｃ。比值法定义物理量的特点：被定义的物理量与定义量无关。如密度Vm，速度txv，电阻IUR。电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点受到电场力的方向相同，与负电荷在该点受到电场力的方向相反；其大小等于单位电荷在该点受到电场力的大小。由电场强度定义式可得：电荷在该点受到的电场力Ｆ＝ｑＥ。电场力的方向与电场强度方向在同一直线上。４．点电荷电场强度的表达式：设点电荷电荷量为Ｑ，将检验电荷受到的库仑力2rQqkF代入电场强度定义式，得：Ｅ＝2rkQ，式中Ｑ是产生电场的电荷，称为场源电荷，ｒ为某点到场源电荷的距离，正点电荷在某点产生电场的方向沿场源电荷与该点连线（半径）背离正电荷，负点电荷在某点产生电场的方向沿场源电荷与该点连线（半径）指向负电荷。如图：ＥＥＱ－Ｑ５．电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。电场强度是矢量，合成时应遵循平行四边形定则。６．电场线：为了形象地描述电场这种看不见摸不到的物质，我们引入电场线这一工具，电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，电场强度越大。电场线的特点：①电场线始于正电荷（或无穷远的正电荷），止于负电荷（或无穷远的负电荷）.无电荷处不中断。②任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)。常见的几种电场线：正点电荷负点电荷等量异号电荷匀强电场等量正点电荷等量负点电荷匀强电场指电场强度的大小和方向处处相同的电场。四、例题讲解：例１．在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=F／q，那么下列说法正确的是()A，若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E／2C．若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向D．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向例２．在真空中有两个点电荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2=－3.0×10-8C，它们相距0.1m，求电场中A点的场强．A点与两个点电荷的距离相等，r=0.1mＡＱ１Ｑ２例３．图9－2－6中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，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。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（）A．带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的动能何处较大例4：如图8所示,一个质量为30g带电量17108.C的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向为,电场强度大小为NC.(g取10m/s2)五、课堂达标：１．下列说法中正确的是：（）A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的２．真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处的电场强度的大小为：[]A．kq/r2B．2kq/r2C．4k/r2D．8kq/r23．如图9－2－4所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是（）A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右４．图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是()图9－2－6图1-3-19图9-2－4六、课后检测：１．下列说法中正确的是：（）A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变２．在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是：（）A．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强C．该点的场强方向一定向右D．以上说法均不正确３．如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q||q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是（）A．若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB．若Q为正电荷，则q带正电，FaFbC．若Q为负电荷，则q带正电，FaFbD．若Q为负电荷，则q带正电，FaFb4．图1-2-2甲中的AB是一个点电荷电场中的电场线，图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力间的函数图象，由此可判定：（）A.若场源是正电荷，位于A侧FB.若场源是正电荷，位于B侧C.若场源是负电荷，位于A侧aD.若场源是负电荷，位于B侧babｑAB５．在真空中一匀强电场，电场中有一质量的0.01g，带电荷量为-1×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运运，取g=10m/s2，则（）A.场强方向水平向左B.场强的方向竖直向下C.场强的大小是5×106N/CD.场强的大小是5×103N/C６．在同一直线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB，在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2．0×10-8c的试探电荷，其所受电场力为2．0×10-6N。将该试探电荷移去后，B点的场强为___________，C点的场强为______________。如果要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_________倍的________电荷.７．在真空中有一电场，在这个电场中的某点P放一点电荷q=1.0×10-9C，它受到的电场力为3.0×10-4N，求：（1）P点处的电场强度的大小。（2）若在P点处换q＇=2.0×10-9C的负点电荷，则P点的电场强度是多大？（3）若将P点的点电荷拿走，则P点的电场强度为多大？（4）负点电荷q＇=2.0×10－9C，它在P点受到的电场力是多大？