2019-2020学年高中物理 第1章 从富兰克林到库仑 3 物质的又一种形态课件 沪科版选修1-1

第1章从富兰克林到库仑1．3物质的又一种形态第1章从富兰克林到库仑1．知道电场具有力的性质，知道电场是客观存在的物质．2．了解什么是电场线，会用电场线来描述电场的强弱和方向，了解正电荷、负电荷、等量同种电荷和等量异种电荷形成的电场线的分布情况和图形．3．知道电场强度的定义．会用电场强度描述电场的强弱和方向．了解比值定义法及其在物理研究中的作用．4．了解什么是匀强电场及匀强电场的特点．5．了解真空中点电荷周围电场场强的计算公式．一、什么是电场1．电荷之间是通过_____发生相互作用的．电场和磁场一样，都是_____的一种形态．2．电场的基本性质：电场的基本性质是对场中的电荷有__的作用．_____对_____的作用力叫做电场力．3．带电体之间的相互排斥吸引等现象，都是通过带电体周围的_____发生的．电场物质力电场电荷电场二、电场的形象化描述1．电场线的性质(1)电场线是为了形象地描述电场而假想的，实际上不存在的假想线．(2)电场线从正电荷出发，终止于负电荷．(3)电场线的__________表示电场的强弱．(4)电场线上某点的__________表示正电荷在该点的受力的方向．(5)在静电场中，电场线不中断，电场线也不会相交．疏密程度切线方向电场、电场线都是客观存在吗？提示：电场是，电场线不是．2．点电荷周围的电场线分布三、电场的定量表示1．定义：放入电场中某点的电荷所受的__________跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称_____．2．定义式：__________，其单位是牛顿/库或伏特/米，符号为N/C或V/m．电场力F场强E＝Fq3．方向：场强的方向与_______在该点所受的电场力的方向相同，与负电荷在该点所受的电场力的方向_____．4．物理意义：场强是描述电场_____和_____的物理量，由电场本身决定，与电场力F、电荷带电量q无关．5．匀强电场：如果空间某个区域内电场强度的大小和方向__________，这个区域内的电场叫做匀强电场．6．点电荷的场强：______________．正电荷相反强弱方向处处相同E＝kQr2一、对电场线的认识1．区别电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹．带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度情况来决定．运动轨迹上各点的切线方向是粒子速度的方向，电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，它决定了带电粒子在线上各点受电场力的方向和加速度的方向，显然，它并不是带电粒子在电场中的运动轨迹．只有当电场线是直线，而带电粒子仅受电场力作用，且其速度与电场线平行时，其轨迹才与电场线重合．2．常见电场电场线的分布电场电场线图样简要描述电场特点正点电荷发散状直线离点电荷近处电场强度大，方向背离正电荷负点电荷会聚状直线离点电荷近处电场强度大，方向指向负电荷电场电场线图样简要描述电场特点等量同种电荷相斥状曲线连线上：中点场强最小(为零)，靠近电荷变大中垂线：中点场强最小(为零)，向外移动先变大后变小电场电场线图样简要描述电场特点等量异种电荷相吸状曲线连线上：中点场强最小，靠近电荷变大中垂线：中点场强最大，向外移动逐渐变小匀强电场等间距的平行直线各点场强大小方向均相同即时应用(即时突破，小试牛刀)下列关于电场线的说法，正确的是()A．匀强电场的电场线是一组相互平行、间隔相等的直线B．电场线上每一点的切线方向代表正电荷在该处所受电场力的方向C．电场线的疏密程度能表示场强的大小D．两条电场线不能相交解析：选ABCD．根据匀强电场的电场线特点可知，A正确；电场线的切线方向代表电场强度的方向，即正电荷受力方向，B正确；由电场线的特点可知，C、D正确．二、对电场强度的理解1．对电场强度定义的理解电场强度是描述电场的力的性质的物理量．虽然E＝Fq0，但E与F和q0都无关，电场强度是由电场本身决定的量．E＝Fq0是从检验电场的角度上定义的场强，绝不能理解成E与F成正比，与q0成反比．2．两种场强公式的比较公式适用条件特点定义式E＝Fq任何电场某点的场强为确定值．大小及方向与q无关决定式E＝kQr2真空中点电荷E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定3．电场强度和电场力电场强度E电场力F反映电场中各点的力的性质的物理量定义式：E＝F/q电场对其中电荷的作用力计算式：F＝qEE的大小只决定于电场本身，与电荷q无关．在点电荷的电场中不同的点，E的大小一般是不同的F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强共同决定，F与q成正比电场强度E电场力F对于确定的电场，其中各点的场强都有确定的方向同一电荷受力的方向因在电场中的位置而异；同一位置则因受力电荷的电性而异E的单位：N/CF的单位：N电场强度是矢量，当空间的电场是由几个电荷共同产生时，某点的场强应是每个点电荷单独存在时在该点场强的矢量和．题型1对电场线特点的考查在如图所示的静电场中，实线表示电场线，M、N是电场中的两点．下列说法正确的是()A．M点的电场强度比N点的大B．M点的电场强度比N点的小C．M、N两点的电场强度大小相等，方向相同D．M、N两点的电场强度大小相等，方向不同[思路点拨]理解电场线的特点是解决此题的关键．[答案]B1．如图所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是()A．这个电场可能是正点电荷的电场B．点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大C．点电荷q在A点的加速度比在B点的加速度小(不计重力)D．负电荷在B点受到的静电力的方向沿B点场强的方向解析：选B．正电荷的电场线是由正电荷出发指向四周无穷远处的直线A错误；电场线越密的地方场强越大，由图知EA＞EB，又因F＝qE，得FA＞FB，B正确；由a＝F/m可得aA＞aB，C错误；B点E的方向即为正电荷在B点的受力方向，而与负电荷所受电场力的方向相反，D错误．题型2对电场强度的理解在真空中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)M、N两点的场强哪点大？(5)如果把Q换成－1．0×10－9C的点电荷，情况又如何？[思路点拨]电场中某点的场强由电场本身决定，与该点所放电荷无关，但是可以利用E＝Fq0来量度电场中某点的场强．[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＝Fq0＝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)由E＝kQr2可知，离场源电荷Q越远，E越小，由于rOMrON，所以EMEN．(5)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]见解析电场中某一点的电场强度，由电场本身决定，与放入电场中的电荷的电荷量无关，与是否存在检验电荷无关．2．电场强度E的定义式E＝Fq，则()A．这个定义式只适用于点电荷产生的电场B．上式中，F是放入电场中电荷所受的电场力，q是放入电场中电荷的电量C．上式中，F是放入电场中的电荷所受的电场力，q是产生电场的电荷的电量D．在库仑定律F＝kq1q2r2中，kq2r2是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，kq1r2是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小解析：选BD．公式E＝Fq是场强的定义式，适用于任何电场．故选项A错误．式中F是放置在电场中的试探电荷所受到的电场力，q是试探电荷的电量，不是产生电场的电荷的电量．故选项B正确，选项C错误．由E＝kQr2可知，D也是正确的．