2019-2020学年高中物理 第一章 电荷与电场 3 电场课件 教科版选修1-1

第一章电荷与电场3电场第一章电荷与电场1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的．2.理解电场强度，会根据电场强度定义式进行有关计算．3.知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱．4.知道电场线的特点和匀强电场的特点．一、电场概念的引入电场是电荷周围存在的一种特殊物质，电场的最基本性质之一是对放入其中的电荷有___________．电荷之间是通过_______发生相互作用的．力的作用电场二、电场强度1．物理意义：描述电场具有_______的性质的物理量．2．定义：在电场中某点放入一个检验电荷，它所受到的_______与其_______的比值，叫做这一点的电场强度．3．公式：_______________．4．单位：_______．符号：_______．力电场力电荷量E＝F/q牛/库N/C5．方向：电场强度是矢量，不仅有_______，还有_______．物理学上规定：电场中任一点电场强度的大小和方向与单位正电荷在该点所受电场力的大小和方向相同，那么_______所受电场力的方向与该点场强的方向相反．大小方向负电荷三、电场线1．概念为了直观形象地描述电场中各点电场强度的分布，在电场中画出一系列曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的__________方向．电场强度2．电场线的性质(1)电场线从_______发出(或者无穷远处)，终止于_______(或者无穷远处)．(2)电场线不会_______．(3)电场线密的地方，场强_______；电场线疏的地方，场强_______．正电荷负电荷相交大小3．几种常见电场的电场线分布(如图所示)4．匀强电场(1)定义：如果在某区域中电场强度的_______与_______处处都相同，那么这个区域的电场叫做匀强电场．(2)电场线：匀强电场的电场线是一组方向相同_______的平行直线．(3)近似匀强电场：带有__________电荷的两块平行金属板之间的电场(除金属板边缘外)．大小方向等间距等量异种对电场强度的理解1．定义式E＝Fq适用于任何电场，可以求任何电场中某点的场强；电场中某点的场强由电场本身决定，与该点所放电荷的电荷量无关，与是否存在检验电荷无关．2．电场强度是矢量．在同一空间内，如果有几个静电荷同时产生电场，那么此空间内某一点的场强为各电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和．在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示，求：(1)q在M点受到的作用力．(2)M点的场强．(3)拿走q后M点的场强．(4)如果把Q换成－1.0×10－9C的点电荷，情况又如何？[解析](1)q在M点受到的电场力由库仑定律可得F＝kQqr2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N＝1.0×10－8N，方向由M指向O.(2)M点的场强E＝Fq＝1.0×10－81.0×10－10N/C＝100N/C，方向由M指向N.(3)拿走q后M点的场强不变，场强与试探电荷q无关．(4)若把Q换成－1.0×10－9C的点电荷，各处的场强大小不变，但方向与原来相反．[答案]见解析1.在电场中某一点，当放入正电荷时其受到的电场力方向向右，当放入负电荷时其受到的电场力方向向左．下列说法正确的是()A．当放入正电荷时，该点的场强方向向右，当放入负电荷时，该点的场强方向向左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．关于该点的场强，以上说法均不正确解析：选C.电场是一种客观存在的物质，一旦电场确定，则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定，与放入电场中电荷所带的电性，电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关．电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向，与负电荷受力的方向相反，综上所述，正确选项为C.对电场线特点的考查几种典型电场的电场线：1．点电荷形成的电场的电场线(1)分布图(如图所示)(2)特点①离点电荷越近，电场线越密集，场强越强．②在带正(负)点电荷形成的电场中，不存在电场强度相同的点．③若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上电场强度的大小处处相等，但方向各不相同．2．等量异种点电荷形成的电场的电场线(1)分布图(如图所示)(2)特点①两点电荷连线上各点，电场线的方向从正电荷指向负电荷，场强的大小也可以进行计算．②两点电荷连线的中垂线(面)上，电场线的方向均相同，且总与中垂线(面)垂直．在中垂线上到O点等距离处各点的电场强度的大小相等(O点为两点电荷连线的中点)③在两点电荷连线的中垂线(面)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂线(面)垂直，因此在两点电荷连线的中垂线(面)上移动电荷时电场力不做功．3．等量同种点电荷形成的电场的电场线(正电荷为例)(1)分布图(如图所示)(2)特点①两点电荷连线的中点O处无电场线，故此处电场强度为零．②中点O处附近的电场线非常稀疏，但电场强度不为零．③在两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)上的电场强度的方向总沿两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)远离O点．④在两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)上从O点到无穷远处，电场线先变密后变疏，即电场强度先变大后变小．4．匀强电场的电场线(1)分布图(如图所示)(2)特点：一系列分布均匀的平行直线．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法中正确的是()A．a、b为异种电荷，a带的电荷量大于b带的电荷量B．a、b为异种电荷，a带的电荷量小于b带的电荷量C．a、b为同种电荷，a带的电荷量大于b带的电荷量D．a、b为同种电荷，a带的电荷量小于b带的电荷量[解析]电场线起于正电荷而止于负电荷，图中虽未标明箭头以表示起止方向，但其走向已表明两电荷必为异种电荷(当然，不能判断谁正谁负)．从b处电场线密集知该处场强较之a处大，则b电荷电荷量大于a电荷电荷量．[答案]B2．如图所示是某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列结论正确的是()A．A点的场强比B点的场强大B．A点的场强方向与B点的场强方向相同C．将同一点电荷分别放在A、B两点，放在A点的加速度比放在B点的加速度大(不计重力)D．因为A、B两点没有电场线通过，所以电荷放在这两点不会受电场力作用解析：选AC.由电场线分布疏密，可判定EAEB，故选项A正确．同一点电荷在A、B两点受到电场力FA＝qEAqEB＝FB，根据牛顿第二定律可得aAaB，故选项C正确．电场线任意一点的切线方向与该点场强方向一致，由题图可以看出，A、B两点的场强方向不可能相同，故选项B错误．电场线实际并不存在，没有画电场线的地方，电场照样存在，放入其中的电荷也一定会受电场力作用，故选项D不正确．