高中物理新课标版人教版选修1-1课件：1《电场》

高中物理新课标版人教版选修1-1课件：1《电场》

1.2《电场》 教学目标 § （一）知识与技能 § 1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生 的，知道电场是客观存在的一种特殊物质 形态． § 2．理解电场强度的概念及其定义式，会根 据电场强度的定义式进行有关的计算，知 道电场强度是矢量，知道电场强度的方向 是怎样规定的． § 3．认识电场线和电场强度，懂得用电场线、 电场强度描述电场，知道匀强电场 § （二）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。 § （三）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 弹力和摩擦力都是在两个物体相互接触 的情况下发生的。而两个物体没有接触， 就可以发生静电力的作用。那么，电荷 间的相互作用是通过什么发生的？ 问题的提出 第二节 电场 一、电场 1、定义：电荷的周围存在一种特殊的物质，叫做电场。 2、基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用。 3、说明：场的概念的建立，是人类对客观世界认识的 一个重要进展。现在，人们已经认识到，实物和场是物 质存在的两种不同形式，虽然我们看不见电场和磁场， 但它们是客观存在的物质。 电场电荷 A 电荷 B 用场的观点分析电荷A和B间的相互作用： 如图，电荷Q周围存在电场，把试探电荷q放 入电场中A、B两点，电荷q要受到电场力FA、FB 的作用，反映了电场具有力的性质。电荷q在A、 B两点受到的作用力FA、FB大小是否相等？ [解析] 根据库仑定律 ∵ rA < rB ∴ FA > FB F = k Q1Q2 r2 可知， FA · B A +q +Q +q· F B 二、电场强度 F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。 实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 在物理学中，就用比值F/q来表示电场的强弱。 怎样来表示电场的强弱？能否直接用电场 力的大小来表示电场的强弱？ 结论: F/q能反映电场中某点电场的力 的性质——电场的强弱。 2.电场中不同的点，同一电荷所受力也 不同，比值F/q一般是不同的。 1.电场中的同一点，不同电荷所受力不同， 比值F/q是一定的。 问题2 1、定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 2、公式： 3、单位：牛每库，符号是N/C。牛/库（N/C ） 4、物理意义：描述电场力的性质。F=qE。也可以说是描述电 场强弱的。 5、大小决定因素：由电场本身决定，与q、F无关。 6、方向：规定正电荷所受的电场力的方向为电场强度的方向。 FE q= 7、说明：用比值定义物理量 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研 究对象的某种性质。例： 速度 加速度 功率 密度 电阻 电场强度 它们共同的特点：用比值定义的物理量只与比 值有关，而与比值中的两物理量无关。 sv t= va t D= Wp t= m Vr = UR I= FE q= 练习： 在电场中A处放点电荷+q，其受电场力为 F，方向向左，则A处场强大小 ，方 向为 ；若将A处放点电荷为－2q，则 该处电场强度大小为 ，方向 为 。 F q 向左 F q 向左 三、电场力 正电荷的电场力方向与场强方向相同 F＝qE 负电荷的电场力方向与场强方向相反 四、电场线 1、问题：我们可以用什么方法来形象地描述电场呢？ 2、定义：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线 就叫做电场线。如下图 3、作用： 切线方向表示E的方向； 曲线的疏密表示E的大小 4、电场线的模拟： 不同电场中，电场场强分布不同， 它们的电场线形状也不一样，下面 是几种电场的电场线 特点： a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处 与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等， 方向不同。 5、几种常见电场中电场线的分布情况 （1）正、负点电荷的电场中电场线的 分布 特点： a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大 b、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同， 且总与中垂面（中垂线）垂直 （2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距 离各点场强相等。 3、等量同种点电荷形成的电场中电场中电 场线分布情况 特点： a、两点电荷连线中点O处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀 疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先 变密后变疏 6、电场线的特点： （1）电场线从正电荷或无限远出发， 终止于无限远或负电荷； （2）电场线在电场中不相交；不中断 （3）在同一幅图中，电场强度较大的地 方电场线较 密，电场强度较小的地方电场线较 疏，可以用 电场线的疏密来表示电场强度的相 对大小。 五、匀强电场 1、定义：电场强度大小和方向都相同的 电场 2、电场线分布图： 3、电场线特点： 匀强电场是大小和方向都相同的电场，故 匀强电场的电场线是平行等距的直线 说明：平行但间距不均匀的电场是不存在 的 匀强电场 1.电场 (1)产生：电荷周围空间存在电场 (2)性质：对处在场中的电荷有电场力的作用。 2．电场强度E：描述电场强弱和方向的物理量 （1）定义: E = F / q （2）单位：N/C （3）方向：与正电荷在该点受电场力方向相同 （4）电场中某一点的场强由本身决定，与放入电场的 电荷无关。 3．电场线： （1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2）疏密表示电场强度的相对大小。疏处小，密处大 （3）切线表示方向 4、匀强电场：大小和方向都相同的电场。 电场线是平行等距的直线 小 结 .+Q . . A B +q +q 例、如图，在电荷Q周围跟Q距离相 等的不同点A、B放上试探电荷q，电荷q 受到的电场力的大小是否相等？A、B两 点的电场强度是否相同？ [解析] 试探电荷q在A、B两点所受的电场力大 小相等，但方向不同，所以A、B两点的电场强 度不相同。 课堂练习： P9 问题与练习 1、4、 课外作业： P9 问题与练习 2、3、4 课堂练习和课外作业 1．答:这种说法不正确。电场线的切线 方向是正电荷在电场中受力的方向。 2．答：这个电场强度的方向竖直向下。 3．答：A带负电荷，B带正电荷。 课外作业： P9 问题与练习 2、3、4 4．答： （1）B点电场最强，C点电场最弱。 （2）各点的电场强度方向如左图。 （3）一个带负电的点电荷放在A、 B、C 上，它所受电场力的方向如右 图所示。 练习 1、电场强度的定义式为E=F/q，则（ ） A、它只适用于点电荷产生的电场 B、无论检验电荷的q值如何变化，F与q的比值对电场 中同一点来讲是不变的 C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的 电场力成正比 D、场强方向与检验电荷的极性有关 B 2、下列关于场强的说法正确的是： A、公式E=F/q适用于任何电场 B、公式E=F/q只适用于点电荷产生的电场 C、在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各 处的场强都相同 D、空间某点的电场强度E与放在该处的点电荷所受的 电场力F成正比，与点电荷的电荷量q成反比 A 3、关于电场线的几种说法中，正确的是： A、沿电场线方向，场强必定越来越小； B、在复杂电场中的电场线是可能相交的； C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合； D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就 越大 D 4、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场 线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两 点电场强度的大小，则： A、a、b两点的场强的方向相同； B、电场线是直线，可知Ea=Eb； C、不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能 确定； D、电场线从a指向b，所以Ea>Eb AC a b 5、电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（ ） A 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。 C P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。 D P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 6、真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为 4×10-9C的试探电荷，它受到的电场力2 ×10-5N， 则P点的场强度 N/C；把试探电荷的电量 减少为2 ×10-9C，则检验电荷所受的电场力为 N。 如果把这个试探电荷取走，则P点 的电场强度为 N/C。 5×103 1×10-5 5×103 7、在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B， 相距20 cm，q1为4×10-8 C，q2为－8×10-8 C。 则在AB连线上A点的外侧离A 点20 cm处的D点场强 大小、方向如何? 4.5×103 N/C，方向由D指向A。 8：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说 法正确的是：（ ） A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB （不计重力） D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切 线方向 A B B 9：如图为一条电场线，下列说法正确的是：（ ） A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、AB两点的场强方向不能确定 A B C 10、电场中某点的场强是4.0×104 N/C，电荷量为 +5.0×10-8 C的点电荷在该点受到的电场力是多大？ 电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？电荷 量为-5.0×10-8 C的点电荷在该点受到的电场力是 多大？电场力的方向与场强的方向是相同还是相反？ 解：电荷量为+5.0×10-8 C的点电荷在该点受到的 电场力为 F= Eq = 4.0×104×5.0×10-8 N = 2.0×10-3 N 电场力的方向与场强的方向相同。 电荷量为-5.0×10-8 C的点电荷在该点受到的电场 力大小仍为2.0×10-3 N，方向与场强的方向相反。 11：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运 动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可 以确定它所处的电场可能是：（ ） A B C D P Q P Q P Q P Q C a b A B a 12：如图a所示，A、B是一个点电荷产生的电场的电场 线，如图b则是方向在电场线上，a、b两处的检验电荷 的电荷量大小与所受电场力大小之间的函数图线，则： （ ） A、点电荷是正电荷，位置在B侧 B、点电荷是正电荷，位置在A侧 C、点电荷是负电荷，位置在A侧 D、点电荷是负电荷，位置在B侧 q F b B