电场强度Word下载.docx
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学员姓名:
吴佳豪辅导科目:
物理学科教师:
李彪
课题
电场强度
授课日期及时段
2013.7.1610:
00--12:
00
教学目的
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、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度;
4、知道几种典型电场的电场线分布。
5、以电场线描述电场为例,渗透用场线描述矢量场的方法。
教学内容
教学目的:
过程与方法:
通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;
知道电场叠加的一般方法。
情感态度与价值观:
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点:
电场强度的概念及其定义式
难点:
对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
能力目标:
能运用已学过的知识来帮助理解,理解电荷作用靠电场传递。
教学方法:
1、复习导入新课,提出新课题;
2、设问激疑,通过引导,充分调动学生积极思考,体现学生主体地位;
3、类比释疑,由已知的相类似知识,通过类比、分析,使得抽象概念能够较顺利地建立;
4、实验分析,定性与定量相互结合,使具体现象直观表达抽象概念,
【教学过程】
一、复习提问:
师:
上一节,我们认识了电现象中的电荷,包括点电荷,元电荷及电荷之间存在的相互作用。
什么是点电荷?
电荷相互作用有什么规律?
电荷之间有相互作用,我们把这个作用的电力叫库仑力或静电力。
电荷之间的作用力是怎样发生的呢?
今天我们就来研究这个问题。
二、新课学习:
踢足球时,脚要直接接触球
电荷间的作用没有“接触”,难道电荷作用是“超距作用”?
类比重力的产生,可总结出是场的作用,叫做电场。
1、电场:
.
基本性质:
电场能对处在其中的电荷有力的作用,
形成电场的场源电荷Q,又引入一个试探电荷q,q必须很小,可看成点电荷。
而且q电量也少,不影响源电荷Q的电场。
电场不同位置,会有强弱不同。
这使我们想到,如何表示一个电场不同位置的强弱呢?
用什么表达更确切?
试探电荷q在不同位置受力不同,那么是否电场力就可用来表示电场的强弱呢?
为什么不能用电场力表示电场强弱?
结果:
同一位置不同电荷受力却不等。
显然不能用试探电荷受的力的大小表示电场。
什么使其受力不等呢?
显然,不是电场本身变化了,而是不影响电场的试探电荷。
比值在电场中同一点是不变的。
比值反映了什么呢?
是电场的分布。
2.电场强度:
(1)试探电荷:
(2)定义:
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。
①定义式:
(适用于任何电场)
比值定义法:
ρ=m/vv=s/t
提示分析ρ与m,v的关系,总结出:
电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关,与场中的位置有关,而与检验电荷无关。
物理意义:
描述某点电场的强弱和方向,
单位:
牛/库(N/C)
矢量性:
我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
知道某点电场强度,有何用途呢?
比如F=E·
q说明了什么?
已知E,马上可确定点电荷受力了。
下面我们一起来试试,利用电场强度定义及库仑定律,设法推导点电荷产生的电场中某点电场强度。
(3)真空中点电荷的电场强度:
(设场源电荷+Q,试探q,在r处,由库仑定律F=∵E=)
表达式:
E=
画图,该A处,正试探电荷q受力背离连线向外,(再举例-q的试探电荷)总结得出:
方向:
正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。
(负电荷给学生讨论总结出来。
)
大小与Q和r有关。
说明:
公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量,r是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理解:
空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.
提出问题:
如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?
由检验电荷所受电场力具有的叠加性,分析出电场的叠加原理.
(4)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.
3.电场线
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。
归纳:
电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远,如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷。
问:
任意两条电场线都不会相交,这是为什么?
大家要特别注意一个问题:
我们虽然可以用实验模拟电场线的分布,但是,电场线并不是电场中真实存在的曲线,它只是我们为了形象地描述电场而引入的。
大家知道,法拉第首先提出了电场,并用电场线形象地描述电场的分布,这在物理学中是非常重要的。
虽然法拉第当时认为电场线是真实的曲线,这是不对的,但是,法拉第的场线思想却是非常宝贵的。
用场线来形象地描绘矢量场的分布这种方法一直被普遍地采用着。
4匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这个电场就叫匀强电场。
见课本图。
当堂练习:
1.下列说法中正确的是:
[]
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
2.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
3.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/r2
D.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
课后练习
1.真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q(q≪Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为
( )
A.F/Q B.F/q
C.kD.k
2.关于电场线的说法,正确的是
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大
D.静电场的电场线不可能是闭合的
3.在如图所示的4种电场中,A、B两点电场强度相同的是
4.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它所在处的电场线方向一致
C.点电荷的加速度方向总是与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
5.以下关于电场和电场线的说法中正确的是
A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅在空间相交,也能相切
B.在电场中,凡是电场线通过的点场强不为零,不画电场线的区域内的点场强为零
C.同一检验电荷在电场线密集的地方所受电场力大
D.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在
6.在电场中P点放一个电荷量为4×
10-9C的点电荷,它受到的电场力为2×
10-4N,则P点的场强为________N/C.把放在P点的点电荷的电荷量减为2×
10-9C,则P点的场强为________N/C.把该点的点电荷移走,P点的场强又为______N/C.
7.如图所示,用绝缘细线拴一个质量为m的小球,小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动,则小球带________电荷,所带电荷量为________.
8.质量为m,带电荷量为-q的尘埃,在地面附近处于悬浮状态,不计空气浮力,求该处的电场强度E的大小和方向.
9.一粒子质量为m,带电量为+Q,以初速度v与水平方向成45°
角射向空间一匀强电场区域,粒子恰做直线运动,求这个匀强电场的最小场强的大小,并说明方向.
回家作业
1.如图所示是电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象,其中正确的是
2.如图所示,质量为m,带正电的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑至竖直向下的匀强电场区时,滑块的运动状态为
A.继续匀速下滑
B.将加速下滑
C.减速下滑
D.上述三种情况都有可能发生
3.如图所示,A、B为两个固定的等量的同种正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计电荷C所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是
A.加速度始终增大
B.加速度先增大后减小
C.速度始终增大,最后趋于无穷大
D.速度始终增大,最后趋于某有限值
4.如下图(a)中AB是一个点电荷电场中的电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的检验电荷的电量与所受电场力间的函数图线,由此可以判定
A.场源是正电荷,位于A点
B.场源是正电荷,位于B点
C.场源是负电荷,位于A点
D.场源是负电荷,位于B点
5.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图象如图所示.则这一电场可能是
6.如图所示,已知A、B两带电小球相距3cm,QA=1.0×
10-10C均用细绝缘线悬挂,在水平方向匀强电场中保持静止,悬线呈竖直方向,则匀强电场的电场强度大小为________,方向________.
7.如图所示,在竖直向上的匀强电场中有三个小球A、B、C,用不伸长的绝缘丝线相连挂于O点,质量分别为5m、3m和2m,其中只有B球带电-Q,电场强度为E.现将AO线烧断,在烧断瞬间,A球的加速度为________,A、B间线的张力为________,B、C间线的张力为________.
8.电荷量为q=1×
10-4C的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场,电场强度E的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.若重力加速度g取10m/s2,求:
(1)物块的质量m;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ.
当堂练习答案
1.ABC2.BC3.ACD
课后练习答案
1.BD2.CD3.C4.C5.CD6.5.0×
104;
5.0×
104
7.负 8.mg/q方向竖直向下9.答案:
垂直v斜向上方
回家作业答案
1.AD解析:
电场强度E应由场源电荷和该点的空间位置决定,与试探电荷
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- 电场 强度