高中人教版物理选修3-1优质课《1.3电场强度》ppt课件免费下载
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3 电场强度
1.了解电荷间的相互作用是通过电场实现,知道电场和实物是物质存在的两种形式.
2.掌握电场强度的概念,体会比值定义物理量的方法.
3.能推导点电荷的电场强度的公式,并能应用公式进行有关的计算.
4.掌握电场强度的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算.
5.知道电场线的定义和特点,会用电场线描述电场强度的大小和方向.
一、电场
1.电场:电场是在电荷周围存在的一种 ,是传递电荷间相互作用的.
2.静电场: 电荷周围的电场称为静电场.
3.性质:电场的基本性质是对放入其中的 有力的作用,无论电荷静止或运动.
特殊物质
静止
电荷
二、电场强度
1.试探电荷(检验电荷):用来检验电场是否存在及其 分布情况的电荷;是研究电场的工具.
2.场源电荷(源电荷):激发或产生我们正在研究的电场的电荷.
3.电场强度
(1)概念:放入电场中某点的点电荷所受 与它的 的比值,简称场强.
(2)物理意义:表示电场的 .
(4)方向:电场强度的方向与 所受电场力的方向相同.
N/C
强弱
静电力
电荷量
强弱
正电荷
(2)方向:Q为正电荷时,E的方向由点电荷指向 ;Q为负电荷时,E的方向由无穷远指向 .
无穷远
点电荷
矢量和
曲线
切线方向
电场
正电荷
无穷远
相交
密
匀强电场
大小相等
方向相同
平行直线
间隔
相等
解析 电场强度是矢量,其性质由场源电荷决定,与试探电荷无关;而静电力则与场强和试探电荷都有关系,逐项分析如下:
答案 C
借题发挥 电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则),常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等;对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算.
【变式2】 如图1-3-4所示,真空中带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,则:(1)两点电荷连线的中点O的场强多大?
(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强如何?
【典例3】 (2011·德州模拟)把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放,不计重力,则以下说法正确的是( ).
A.点电荷的轨迹一定和电场线重合
B.点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致
C.点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合
D.点电荷将沿电场线切线方向抛出做抛物线运动
解析 本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件.仅当电场线为直线、电荷的初速度为零,或者电荷初速度不为零,但初速度方向和场强方向在同一直线上,且只受电场力时,电荷的运动轨迹才和电场线重合,A错.点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致,如电场线为曲线时,B错.由牛顿第二定律知,加速度方向与合外力方向一致,而点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合,C对.点电荷受电场力作用,由于电场不一定是匀强电场,其合力不一定为恒力,故不一定做抛物线运动,D错.
答案 C
借题发挥 带电粒子在电场中的运动轨迹,决定于粒子运动速度和受力情况,与电场线不一定重合.
【变式3】 如图1-3-5所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是( ).
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大
C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)
D.负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向
对电场强度的理解及应用
1.如图1-3-6所示,在一带负电的导体A附近有一点B,如在B处放置一个q1=-2.0×10-8 C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6 N,方向如图,则B处场强是多少?如果换用一个q2=4.0×10-7 C的电荷放在B点,其受力多大?此时B处场强多大?
电场强度的矢量性 电场叠加原理
2.如图1-3-7所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,则qA带__________电,qA:qB=__________.
电场线的特点及应用
3.某静电场中的电场线如图1-3-8所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,粒子由M运动到N,以下说法正确的是( ).
A.粒子必定带正电荷
B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能
解析 本题是由电场线和粒子运动轨迹判断粒子运动情况的题目.其关键是抓住粒子受电场力的方向指向粒子轨迹弯曲的一侧(即凹侧)并沿电场线的切线方向.
根据电荷运动轨迹弯曲的情况,可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向,故此点电荷带正电,A选项正确.由于电场线越密,场强越大,点电荷受电场力就越大,根据牛顿第二定律可知其加速度也越大,故此点电荷在N点加速度大,C选项正确,粒子从M点到N点,电场力做正功,根据动能定理得此点电荷在N点动能大,故D选项正确.
答案 ACD