高中物理选修3-1 电场强度导学案

2019-01-12 14:18

[学习任务]

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; 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 [课前预习]

1、不接触的电荷是通过什么相互作用?

2、如何描述电场中一点电场的强弱?你有什么方法来比较?(合作讨论) 3、电场强度的定义式;;单位及其换算?

4、请你推导距点电荷r处电场强度的计算式?

5、电场强度的叠加遵循什么法则?

[合作探究]

例1:在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,检验电荷受到的电场力为F, 则该点电场强度为E=F/q,那么下列说法正确的是( ) A,若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零

B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的电场强度就变为E/2

C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,则该点场强的大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向

D.若在该点放一个电量为-q/2的检验电荷,则该点场强的大小仍为E电场强度的方向也仍为原来的场强方向

例2:如图所示,A为带正电Q的金属板,沿金属板的 O 垂直平分线,在距板r处引入一质量为m、电荷量为q θ 的小球,小球用绝缘丝线悬挂于O点,小球受水平向右

A 的电场力偏转θ角而静止,试求小球所在处的电场强度。

r

[自我检测]

1.下列关于点电荷的场强公式E?kQ的几种不同的理解,不正确的是( ) r2A.在点电荷Q的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比 B.当r→0时,E→∞;当r→∞时,E→0

C.点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷Q D.以点电荷Q为中心,r为半径的球面上各处的场强相等 2.下列关于电场的说法正确的是( )

A.电场不是客观存在的物质,是为了研究静电力而假想的 B.两电荷之间的相互作用是超距作用的结果

C.电场是客观存在的物质,但不是由分子、原子等实物粒子组成 D.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用

3.下图是电场中某点的电场强度E与放在该点的检验电荷q及其所受的电场力F之间的函数

关系图象,其中正确的是( )

4、a、b为两个带等量正电荷的固定的小球,O为ab连线的中点,如下图所示,c、d为中垂线上的两对称点且离O点很近,若在c点由静止释放一个电子,关于电子的运动,以下叙述正确的有( )

A.在c→O的过程中,做匀加速运动

B.在c→O的过程中,做加速度减小的变加速运动 C.在O点速度最大,加速度为零 D.在cd间沿中垂线做往复运动

5.在同一直线上依次有A、B、C三点,且BC=3AB,在A点固定一个带正电的小球,在B点引入电量为2.0×10-8c的试探电荷,其所受电场力为2.0×10-6N。将该试探电荷移去后,B点的场强为________,C点的场强为_______。如果要使B点的场强为零,可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_________倍的________电荷. 6、在x轴上坐标原点处放一带电量为-Q的点电荷。在坐标为2处放一带电量为+4Q的点电荷,则场强为零处的x坐标为( )

A. 4 B. 1 C. -1 D. -2

7.在X轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X轴上( ) A.E1=E2之点只有一处;该点合场强为0

B.E1=E2之点共有两处;一处合场强为0,另一处合场强为2E2 C.E1=E2之点共有三处;其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2 D.E1=E2之点共有三处;其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2

8.如图,在真空中,A、B两点固定两个等量异种点电荷,电量分别为+q和-q,A、B间距离为r,求距A、B连线中点P电场强度的大小及方向 B —

A + [学后反思]

[学习任务]

1、知道电场线的特点和常见电场的电场线分布 2、知道匀强电场的概念及其电场线特点 3、会求解有电场力参与的力学问题 [课前预习]

1、什么是电场线?如何用电场线形象描述电场?

2、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。并说出有何特点?

3、什么是匀强电场?匀强电场电场线分布特点? [合作探究]

例1:关于电场线,下述说法中正确的是 ( ) A、电场线是客观存在的

B、电场线与电荷在电场中运动的轨迹是一致的.

C、电场线上某点的切线方向与电荷在该点受电场力方向可以不同. D、沿电场线方向,场强一定越来越大.

例2:在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球(可视为点电荷),电量分别为+2q和-q.用长为l的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O处,整个系统处于平衡状态,如图所示,重力加速度为g,则细线对O点的作用力等于多少?

[自我检测]

1、如图所示电场中,A、B两点场强相同的是 ( ) 2、关于电场线的说法中正确的是( ) A.电场中任何两条电场线都不能相交

B.电场中每一点的场强方向都跟正电荷在该点所受电场力方向相同 C.沿电场线的方向场强起来越小

D.电场线越密的地方同一试探电荷所受电场力越大

3、如图1.2-8所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条电场线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两点的场强,则( ) A.A、B两点的场强方向相同

B.因为电场线从A指向B,所以EA>EB 图1.2-8 C.A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB

D.不知A、B附近的电场线分布状况,EA、EB的大小关系不能确定

4、如图所示为点电荷产生的电场中的一条电场线,若一带负电的粒子以一定的初速度从M点运动到N点时,加速度逐渐增大而速度逐渐减小,则可判断( ) A、点电荷一定带正电

B、点电荷一定位于M点的左侧

C、点电荷一定位于N点的右侧 D、点电荷一定带负电

5、如下图所示四个电场线图,一正电荷在电场中由P开始做加速运动且加速度越来越大,那么它是在哪个图示电场中运动( )

6、 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,若带电粒子q(|Q|>>|q|)由a运动到b,电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是( )

A.若Q为正电荷,则q带正电,Fa>Fb B.若Q为正电荷,则q带正电,FaFb D.若Q为负电荷,则q带正电,Fa

7、如图所示一个质量为m,带电量为q的半径极小的带负电的小球, 用丝线悬挂于某匀强磁场中,电场线水平。当小球静止时,测得悬 线与竖直方向成θ角。求该电场的场强大小,说明场强的方向

θ

8、一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿 直线AB运动,如图,AB与电场线夹角θ=30°,已知带电微粒的质量 m=1×10-7kg,电量q=1×10-10C,A、B相距L=20cm。g取10m/s2,求: (1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由。 (2)电场强度的大小和方向;

(3)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度。

[学后反思]


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