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【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-1）：第一章 第三节 电场强度（41张ppt）
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上传时间: 2014-08-17
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第三节 电场强度
电场
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．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．
4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
5．知道什么是电场线，理解电场线可以形象地表示电场的方向和强弱．
6．了解一个点电荷、两个等量点电荷、带电平行板间电场线的分布．
7．认识匀强电场．
1．电场：电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——______发生的，电荷的周围都存在______．
2．电场强度
(1)电场中某一点的电荷受到的_____跟它的______的比值，叫做该点的电场强度，简称______．用E表示．定义式：______ .本公式适用于_______．
电场强度是________，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向______；跟负电荷在该点所受的电场力的方向方向______．
(2)真空中点电荷电场场强________．本公式适用于__________．
3．电场线
(1)定义：在电场中画出一系列曲线，使曲线上每一点的______方向都跟该点的________一致，这些曲线叫电场线．
(2)作用：形象化地描述电场；电场线上________切线方向 表示场强方向；电场线的________表示场强大小．
4．电场强度的叠加原理：________________________________________________.
答案：
3．(1)切线 电场方向 (2)每一点的 疏密程度
4．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
考点一 电场
1．电场是存在于电荷周围的特殊物质，带电体间的相互作用是通过电场发生的．
2．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．这也是检验空间是否存在电场的依据之一．
练习
下面关于电场的叙述不正确的是( )
A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的
B．只有电荷发生相互作用时才产生电场
C．只要有电荷存在，其周围就存在电场
D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用
解析：带电体周围都会存在电场，只要有电荷存在，其周围就存在电场；电荷间的相互作用是通过电场发生的．故不正确的是B.
答案：B
考点二 电场强度：反应电场力的性质的物理量
1．试探电荷(检验电荷)q：为了研究电场力的性质而引入的，特点：
(1)电荷量很小，放入电场中不影响原电场的分布．
(2)体积很小，便于研究不同点的电场．
2．电场强度
(1)物理意义：反应电场强弱和方向的物理量．
(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．用E表示．定义式：E＝ (适用于所有电场)．单位：N/C.
(3)方向：规定电场中某点的场强方向与正电荷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相反．电场强度是矢量．
(4)唯一性和固定性
电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷(试探电荷)q的正负、电荷多少和有无等因素都无关，它决定于电场的源电荷及空间位置．
某电场中有一检验电荷q＝10－4 C，受电场力F＝8×10－2 N，求：(1)该点的场强？ (2)若将检验电荷改换为q＝－2×10－4 C，该点场强又如何？电场力呢？
(2)某点电场强度的大小、方向，与该点是否存在检验电荷无关．所以场强不变．
电场力的方向除与场强方向有关外，还与检验电荷的电性有关，电场力的方向与场强的方向并不总是相同. F＝Eq＝8×102×2×10－4＝0.16 N，与该点场强方向相反．
答案：(1)8×102 N/C 方向与检验电荷受到的电场力方向相同
(2)场强不变 0.16 N 方向与该点场强方向相反
练习
1．电场中A处放点电荷＋q，其所受电场力为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__________．若将电荷取走，则该处电场强度大小为____________，方向为__________．
2．电场中有一点P，下列说法中正确的有( )
A．若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零
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点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
解析：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q的正负、电荷多少和有无等因素都无关．A、B错；电场中某点的场强方向与正电荷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相反，D错．根据电场强度公式有F＝Eq知C对．
答案：C
考点三 点电荷的场强
2．方向：若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；若Q为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q.
3．适用条件：真空中点电荷．
练习
关于电场强度E，下列说法不正确的是( )
A．根据公式E＝F/q，E跟检验电荷的电荷量q成反比
B．根据公式E＝kQ/r2, E跟场源电荷的电荷量Q成正比
C．根据公式E＝F/q，F跟检验电荷的电荷量q成正比
D．根据公式F＝kq1q2/r2, kq1/r2 就是q1在q2处的场强
解析：电场强度的大小和方向与放入该点电荷q的正负、电荷多少和有无等因素都无关，由场源电荷和位置决定，所以A错C正确．点电荷的场强 是场源电荷Q在r处的场强，场强与场源电荷的电荷量Q成正比．
答案：A
考点四 电场强度的叠加
1．如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．叫做电场强度的叠加．
2．电场强度是矢量，场强的叠加本质上是矢量叠加，所以应该用平行四边形定则进行合成．
3．电场力与电场强度的区别与联系
相距为L的A、B两点分别固定带等量异种电 荷电荷量为Q，在AB连线中点处电场强度为( )
A．0
B．kQ/L2，且指向－Q
C．2kQ/L2, 且指向－Q
D．8kQ/L2, 且指向－Q
3．在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8 C和Q2＝－3.0×10－8 C，它们相距0.1 m，求电场中A点的场强．（A点与两个点电荷的距离相等，r＝0.1 m. ）
练习
考点五 电场线
1．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方向一致，这样的曲线就叫做电场线．
2．几种常见电场：
3．匀强电场
(1)电场中各点场强大小和方向都相同的电场叫做匀强电场．
(2)匀强电场的电场线是疏密均匀分布的平行直线．
4．电场线的性质
(1)切线方向：电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向．
(2)疏密程度：电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)．
(3)起点和终点：电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，即电场线不是闭合的曲线．
(4)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不能中断，两条电场线也不能相交．
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力方向可以不同
D．沿电场线方向，场强一定越来越大
解析：电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线，A错；从静止开始运动的电荷所受电场力的方向应是该点切线方向，下一时刻可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致．何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度大小方向有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的. B错．正电荷所受电场力方向与该点切线方向相同，而负电荷所受电场力与该点切线方向相反， C正确．场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关，D错．
答案：C
（双选）如图，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两处的场强大小，则 ( )
A．a、b两点场强方向相同
B．电场线从a指向b, 所以Ea>Eb
C．电场线是直线，所以Ea＝Eb
D．不知a、b附近的电场线分布，Ea，Eb的大小都不能确定
解析：由于不知电场线的分布情况，故无法确定a、b所在处的电场线分布的疏密，则无法确定两点的电场强弱．
答案：AD
练习
4．如图所示，正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动， 而且加速度越来越大，那么可以断定， 它所在电场是图中 ( )
解析：正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动，其电场力方向与加速度方向相同，所以电场力由P指向Q，场强与正电荷受力方向相同，所以场强方向也由P指向Q；加速度越来越大，则受力越来越大，由 场强越来越大，则电场线由P到Q越来越密．所以C对．
答案：C
一、电场力的应用
1．电场力的大小
(1)真空中点电荷的作用力
(2)一切电场中：F＝Eq，匀强电场中各处电场力大小相等．
2．电场力的方向
(1)真空中点电荷的作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸．
(2)其它电场，正电荷的电场力和场强方向一致，负电荷的电场力与场强方向相反．
电场强度、电场力的合成与分解满足平行四边形定则．
如图所示，一个质量为30 g、带电量为－1.7×10－8 C的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线与水平面平行．当小球静止时，测得悬线与竖直方向夹角为30°，由此可知匀强电场方向为________，电场强度大小为__________ N/C.(g取10 m/s2)
水平向左的电场力F.小球带负电，所受电场力方向与场强方向向反，所以场强方向水平向右．
小球在三个力作用下处于平衡状态．
F＝Tsin30°
mg＝Tcos30°
又F＝Eq
答案：水平向右 1.0×107
二、反映矢量变化规律的图象一般能反映大小，也能反映方向
如图所示，是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时，电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系．下列说法正确的是( )
A．该电场是匀强电场
B．这四点的场强大小关系是Ed＞Eb＞Ea＞Ec
C．这四点的场强大小关系是Eb＞Ea＞Ec＞Ed
D．无法比较E值大小
解析：对图象问题要着重理解它的物理意义．场中给定的位置，放入的试探电荷的电荷量不同，它受到的电场力不同，但是电场力F与检验电荷的电荷量q的比值F/q即场强E是不变的量，因为F＝Eq，所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线的斜率的大小即表示场强的大小．由此可得出Ed＞Eb＞Ea＞Ec，故B正确．
答案：B
祝
您
学业有成
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