幼兒園教案端午節(jié)
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02第三節(jié).電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案。
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《第三節(jié).電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第三節(jié).電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)電場(chǎng)。
2.會(huì)用電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)。
3.會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng),知道幾種常見電場(chǎng)線的分布情況
二預(yù)習(xí)內(nèi)容
電場(chǎng)的兩種描述及電場(chǎng)的性質(zhì)
三提出疑惑
【問題1】物質(zhì)存在有兩種形式:一種是實(shí)物,另一種是場(chǎng)。場(chǎng)看不見、摸不著,但卻客觀存在。你知道自然界存在哪些場(chǎng)嗎?
【問題2】電場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么?怎樣簡(jiǎn)單、快捷地判斷空間中是否存在電場(chǎng)?
【問題3】試探電荷q在某點(diǎn)受到的靜電力大小為F,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=。電場(chǎng)強(qiáng)度簡(jiǎn)稱,在國際單位制中,其單位為,符號(hào)為。
物理學(xué)中,規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向
。
【問題4】無形的電場(chǎng)可以用有形的電場(chǎng)線來描述。試分別畫出單個(gè)正點(diǎn)電荷、單個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖。Jab88.COM
【問題5】什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)?勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線有哪些特點(diǎn)?
課內(nèi)探究學(xué)案
一學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用力的認(rèn)識(shí)過程。
2.知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。
3.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。
4.能根據(jù)庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
5.知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
二學(xué)習(xí)過程(合作探究)
【問題1】要研究電場(chǎng),必須在電場(chǎng)中放入電荷。無論放置什么樣的帶電體都可以嗎?
【問題2】小組討論:甲同學(xué)說:“由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可知,E跟F成正比,E跟q成反比。”乙同學(xué)說:“電場(chǎng)強(qiáng)度E跟q、F無關(guān)?!闭?qǐng)說出你們小組的觀點(diǎn)。如果以檢驗(yàn)電荷q的帶電量值為橫軸,它在電場(chǎng)中A點(diǎn)受到的靜電力F為縱軸畫出直角坐標(biāo)系,你認(rèn)為F與q的關(guān)系圖線應(yīng)是什么樣的曲線?
【問題3】電場(chǎng)強(qiáng)度是如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的?
【問題4】電場(chǎng)線的定義是什么?電場(chǎng)中真的存在蜘蛛網(wǎng)一樣的線嗎?
【問題5】觀察演示實(shí)驗(yàn):模擬電場(chǎng)線分布情況(盛在容器中的蓖麻油、頭發(fā)屑、電源電極)
【問題6】怎樣用電場(chǎng)線直觀形象地描述電場(chǎng)?你能概括一下電場(chǎng)線的特點(diǎn)嗎?
【問題7】小組討論:兩條電場(chǎng)線在空間中能相交嗎?說出你們組的理由。
【問題8】小組討論:如圖所示,點(diǎn)電荷q分別放在A、B兩點(diǎn)上,請(qǐng)比較同一圖中靜電力FA、FB的大小。你能畫出點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)所受靜電力的方向嗎?
(1)
(2)
(3)
(4)
三反思總結(jié)
資荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性,我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn),引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量──電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的,它是矢量,有方向。
電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。
四課堂檢測(cè)
1.真空中兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量的值均為q,相距r,兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為[]
A.0B.2kq/r2
C.4kq/r2D.8kq/r2
2.如圖6,正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為100N/C,C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為36N/C,B是AC的中點(diǎn),則B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為________N/C.
3.真空中有一電場(chǎng),在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一電量為4.0×10-9C的檢驗(yàn)電荷,它受到的電場(chǎng)力為2.0×10-5N,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為________N/C;把檢驗(yàn)電荷電量減小為2.0×10-9C,則該電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為__________N
課后練習(xí)與提高
1.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式的幾種不同的理解,不正確的是()
A.在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與Q成正比,與r2成反比
B.當(dāng)r→0時(shí),E→∞;當(dāng)r→∞時(shí),E→0
C.點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷Q
D.以點(diǎn)電荷Q為中心,r為半徑的球面上各處的場(chǎng)強(qiáng)相等
2.在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電荷量為q的正電荷時(shí),測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E,若在同一點(diǎn)放入電荷量q′=-2q的負(fù)電荷時(shí),測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)為E′,則有()
A.E′=E,方向與E相反B.E′=2E,方向與E相同
C.,方向與E相同D.E′=E,方向與E相同
3.圖1-3-19所示的各電場(chǎng)中,A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同的是()
4.在同一直線上依次有A、B、C三點(diǎn),且BC=3AB,在A點(diǎn)固定一個(gè)帶正電的小球,在B點(diǎn)引入電量為2.0×10-8c的試探電荷,其所受電場(chǎng)力為2.0×10-6N。將該試探電荷移去后,B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為___________,C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為______________。如果要使B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,可能在C點(diǎn)放一個(gè)電量是A點(diǎn)處帶電小球的電量的_________倍的________電荷.
5.(2007廣東理科基礎(chǔ)12)如圖所示,實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線,若帶電粒子q(|Q||q|)由a運(yùn)動(dòng)到b,電場(chǎng)力做正功。已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受電場(chǎng)力分別為Fa、Fb,則下列判斷正確的是()
A.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
B.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
C.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
D.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)aF
6.如圖9-2-4所示,一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速運(yùn)動(dòng),電子重力不計(jì),則電子除受電場(chǎng)力外,所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況是()
A.先變大后變小,方向水平向左
B.先變大后變小,方向水平向右
C.先變小后變大,方向水平向左
D.先變小后變大,方向水平向右
7.在X軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q1,一個(gè)帶負(fù)電Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小,則在X軸上()
A.E1=E2之點(diǎn)只有一處;該點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為0
B.E1=E2之點(diǎn)共有兩處;一處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
C.E1=E2之點(diǎn)共有三處;其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
D.E1=E2之點(diǎn)共有三處;其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另兩處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2
2、D
3、C
4、100N/q,6.25N/q,9,正
5、A
6、B
7、B
相關(guān)推薦
電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,讓高中教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?以下是小編為大家收集的“電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度”但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是電場(chǎng);
2、理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,掌握電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)的定義式、單位和電場(chǎng)強(qiáng)度方向的規(guī)定;
能力目標(biāo)
能夠認(rèn)識(shí)電場(chǎng)的物質(zhì)性,理解物理學(xué)上利用比值來定義物理量的方法;
情感目標(biāo)
電場(chǎng),雖然看不到、摸不到,但是它實(shí)際存在的,可以根據(jù)它表現(xiàn)出來的性質(zhì)研究、認(rèn)識(shí).這是物理學(xué)中常用的研究方法,學(xué)習(xí)它同時(shí)幫助建立科學(xué)的方法論.
教學(xué)建議
重點(diǎn)難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法.
2、電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量之一,是本節(jié)難點(diǎn).初學(xué)者要注意不要將電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力混淆.
關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度定義的教材分析
電場(chǎng)強(qiáng)度雖然由檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力與電荷量的比值來定義的物理量,但與檢驗(yàn)電荷無關(guān),場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力不存在正比關(guān)系,與檢驗(yàn)電荷的電荷量之間不存在反比關(guān)系.也就是說電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷大小、電荷的正負(fù)、以及該點(diǎn)是否存在檢驗(yàn)電荷無關(guān),電場(chǎng)強(qiáng)度與產(chǎn)生電場(chǎng)的源電荷有關(guān),與這點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān).
關(guān)于講解電場(chǎng)概念的教法建議
在講解電場(chǎng)概念時(shí),要注意強(qiáng)調(diào)電場(chǎng)的物質(zhì)性,也就是說電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)這一媒介完成的,由于電場(chǎng)是看不見、摸不到的,但是卻客觀存在,講解時(shí)可以對(duì)比重力場(chǎng)進(jìn)行講解,也可以聯(lián)系現(xiàn)代科技,例如衛(wèi)星信號(hào)的傳送是通過電磁場(chǎng)這一媒介完成的。
關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度講解的教法建議
電場(chǎng)強(qiáng)度是電學(xué)知識(shí)中最基本的概念之一.它是描述電場(chǎng)的力的屬性的物理量,電場(chǎng)強(qiáng)度的學(xué)習(xí)是本章知識(shí)的難點(diǎn)內(nèi)容.
電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)屬性的重要物理量,是教學(xué)的重點(diǎn),教材中以一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)來講解討論的,同一個(gè)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中的不同位置受到的電場(chǎng)力的大小不同,而電場(chǎng)強(qiáng)度的表述是用檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)不同位置所受到的電場(chǎng)力的大小與檢驗(yàn)電荷的電荷量的比值來定義的.也說明電場(chǎng)中不同位置上電場(chǎng)對(duì)電荷的作用不同.在教學(xué)中可以說明:在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)上,改變檢驗(yàn)電荷的電量,檢驗(yàn)電荷所受到的作用力的大小也成比例的變化,檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力與電荷量的比值是一恒量由此引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念.
注意電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的區(qū)別與聯(lián)系
項(xiàng)目
電場(chǎng)強(qiáng)度E
電場(chǎng)力F
區(qū)別
物理意義
反應(yīng)電場(chǎng)本身的力的性質(zhì).
指電荷在電場(chǎng)中所受的力.
決定因素
在電場(chǎng)中某一點(diǎn),E是一個(gè)恒量.用E=F/q來量度,它決定于電場(chǎng)本身,而與檢驗(yàn)電荷的存在與否無關(guān).
力的大小決定于放在電場(chǎng)力的電荷的電量q,以及電場(chǎng)中這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小,即F=qE.
矢量的方向
場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷放在電場(chǎng)里所受電場(chǎng)力的方向相同.
正電荷受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相同,負(fù)電荷受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反.
單位
牛/庫或者伏/米
牛
聯(lián)系
F=Eq
電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度
一、教學(xué)目標(biāo)
1、了解電場(chǎng)的概念.
2、理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念.
3、掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法.
2、電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量之一,這是難點(diǎn).初學(xué)者容易把電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力混同起來.
三、主要教學(xué)過程
1、復(fù)習(xí)庫侖定律
在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫侖定律.
2、新課引入
任何力的作用都離木開物質(zhì),腳踢球,腳對(duì)球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗對(duì)雪橇的拉力是通過繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過重力場(chǎng)——物質(zhì),作用的;地球與月亮間有萬有引力作用力也是因有萬有引力場(chǎng)——物質(zhì);兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸,它們之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng).
3、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(1)電場(chǎng)
a、電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)
提問:既然場(chǎng)是物質(zhì),為什么我們看不到呢?
答:物質(zhì)形式
例如可見光波長由,但還有很多波長的光線我們看不到,但不等于它們不存在.不能以人類感官為標(biāo)準(zhǔn)判定存在與否.場(chǎng)客觀存在的證明是它有力、能的特性.例如重力場(chǎng)對(duì)有質(zhì)量的物體有力的作用,且可對(duì)物體做功,說明其能量.電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷Q也有力的作用,可對(duì)Q做功,說明其有能量.
b、電場(chǎng)的基本性質(zhì):電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用,此力稱電場(chǎng)力.
c、靜電場(chǎng):靜止電荷的電場(chǎng).
場(chǎng)有能和力的特性,我們先看電場(chǎng)中力的性質(zhì),它是本章的重要內(nèi)容,先以點(diǎn)電荷為例.
如圖1所示,在+Q電場(chǎng)中A點(diǎn)分別放入電荷、、則它們分別受電場(chǎng)力為:
看看上式,我們可發(fā)現(xiàn)場(chǎng)電荷Q對(duì)不同的檢驗(yàn)電荷q有不同的電場(chǎng)力,但只要A點(diǎn)位置不變,F(xiàn)與q的比值就不變.
若換到B點(diǎn),則
從上面分析看出:Q固定則電場(chǎng)的空間分布固定,對(duì)于場(chǎng)中某固定點(diǎn),值僅與Q、r有關(guān),與檢驗(yàn)電荷無關(guān),它反映的是電場(chǎng)的性質(zhì),反映的是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,稱場(chǎng)強(qiáng).
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度
a、定義:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電量的比值叫該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).
b、定義式:
F——電場(chǎng)力國際單位:牛(N)
q——電量國際單位:庫(C)
E——電場(chǎng)強(qiáng)度國際單位:牛/庫(N/C)
c、物理意義;
電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值上等于單位正電荷在那里所受的電場(chǎng)力.
d、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)所受電場(chǎng)力方向.電場(chǎng)中同一點(diǎn),+q、-q受力方向不同,場(chǎng)強(qiáng)只能有一個(gè)方向,規(guī)定以+q的受力方向?yàn)檎?/p>
例在圖2中標(biāo)出A、B、C、D四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿連線背離+Q;負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向
沿連線指向-Q.
e、單位:牛/庫N/C
借助于點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)推出,可適用于任意電場(chǎng).
(3)一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)
a、真空中:(與檢驗(yàn)電荷q無關(guān),僅與場(chǎng)電荷Q及r有關(guān))
b、方向:正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力方向(以后還會(huì)遇到各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小,方向均相同的勻強(qiáng)電場(chǎng))
(4)兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加原理
如圖3所示,在正點(diǎn)電荷與負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A,求A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可知,在數(shù)值上為+1C點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力.今在A點(diǎn)放C,q將同時(shí)受到和的作用,每個(gè)作用力都能單獨(dú)用庫侖定律求出,就像另一個(gè)電荷不存在一樣,而q受的合力為各分力的矢量和,又因q是1C正電荷,所以它受的電場(chǎng)力在數(shù)值上等于場(chǎng)強(qiáng),也就是說A點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為與單獨(dú)在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理.
用電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理可以求得任意多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,任何一個(gè)帶電體不管
其電荷分布多么復(fù)雜,都可以視為由許多點(diǎn)電荷組成,因而可以用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出它的場(chǎng)
強(qiáng).可以看出,真空中任意多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,僅由場(chǎng)電荷、電場(chǎng)中的位置兩個(gè)因
素決定,而與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
(5)比較:和
a、是場(chǎng)強(qiáng)的定義式,適用于任何電場(chǎng).
b、是點(diǎn)電荷電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式.
(6)電場(chǎng)強(qiáng)度小結(jié)
a、電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向,均與該點(diǎn)放不放檢驗(yàn)電荷、放哪種電荷、放多大檢驗(yàn)電荷無關(guān),是電場(chǎng)自身的性質(zhì),與外界因素?zé)o關(guān).對(duì)確定的電場(chǎng)來說,在某點(diǎn)放單位正電荷時(shí),它受電場(chǎng)力的大小和方向是確定的.
b、場(chǎng)強(qiáng)
(7)例題
例1場(chǎng)電荷C,是正點(diǎn)電荷;檢驗(yàn)電荷C,是負(fù)電荷,它們相距m而靜止且都在真空中,如圖4所示.求:
(1)q受的電場(chǎng)力.
(2)q所在的B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).
(3)只將q換為C的正點(diǎn)電荷,再求受力及B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).
(4)將受力電荷拿去后再求B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).
解(1)庫侖定律:N方向在A與B的連線上,且指向A.
(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:所以N/C方向由A指向B.
(3)由庫侖定律:N方向由A指向B.N/C方向由A指向B.
(4)因E與q無關(guān),自然也不會(huì)影響E的大小與方向,所以拿走q后場(chǎng)強(qiáng)不變.
例2如圖5(a)所示,點(diǎn)電荷q與9q靜止于真空中,相距r,它們均為正電荷,求:
(1)連線中點(diǎn)A的場(chǎng)強(qiáng);
(2)求場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)位置.
解(l)在A點(diǎn)放C,它受力情況如圖5(c)所示,F(xiàn)為q對(duì)的作用力,9F為
9q對(duì)的作用力,而合力為8F方向指向q,所以
(2)先分析的點(diǎn)可能的位置范圍,因在該點(diǎn)放+1C時(shí),它受力為零,所以q與9q對(duì)+1C作用力一定等大反向,因而兩力共線,由此可以斷定的點(diǎn)在q與9q的連線上,當(dāng)+1C放于q以左及9q以右的連線上時(shí),它受的兩個(gè)力都同向,因而不可能抵消,所以的點(diǎn)一定在兩點(diǎn)電荷中間的連線上.
令的點(diǎn)O距q為,如圖(b)所示,+1C電荷在O點(diǎn)受力為零,所以有
(無意義,舍去)
答:(1)方向指向q.
(2)的點(diǎn)在q與9q之間,距q為r/4.
四、說明
1、對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解注意:
(1)定義電場(chǎng)強(qiáng)度
無論放正、負(fù)檢驗(yàn)電荷,E的方向定義為+q受力方向,類似于電流方向定義為正電荷移動(dòng)方向,無論是誰移動(dòng)形成電流.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度為自身性質(zhì),與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
2、我們研究的電荷均處于真空中,如處于空氣中也可近似認(rèn)為是在真空中.
第3節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度
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第3節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度
要點(diǎn)一電場(chǎng)強(qiáng)度的理解
1.電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,描述這一性質(zhì)的物理量就是電場(chǎng)強(qiáng)度.
2.電場(chǎng)強(qiáng)度是采用比值定義法定義的.即E=Fq,q為放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷的電荷量,F(xiàn)為電場(chǎng)對(duì)試探電荷的靜電力.用比值法定義物理量是物理學(xué)中常用的方法,如速度、加速度、角速度、功率等.
這樣在定義一個(gè)新物理量的同時(shí),也確定了這個(gè)新物理量與原有物理量之間的關(guān)系.
3.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式給出了一種測(cè)量電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方法,但電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷無關(guān),比值Fq是一定的.
要點(diǎn)二點(diǎn)電荷、等量同種(異種)電荷電場(chǎng)線的分布情況和特殊位置場(chǎng)強(qiáng)的對(duì)比
1.點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(如圖1-3-3所示)
圖1-3-3
(1)離點(diǎn)電荷越近,電場(chǎng)線越密集,場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng).
(2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面,電場(chǎng)線處處與球面垂直,在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等,方向各不相同.
2.等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(如圖1-3-4所示)
圖1-3-4
(1)兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn),電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷.
(2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(中垂線)上,電場(chǎng)線方向均相同,即場(chǎng)強(qiáng)方向均相同,且總與中垂面(線)垂直.在中垂面(線)上到O點(diǎn)等距離處各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等(O為兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)).
(3)在中垂面(線)上的電荷受到的靜電力的方向總與中垂面(線)垂直,因此,在中垂面(線)上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力不做功.
3.等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)(如圖1-3-5所示)
圖1-3-5
(1)兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為零,此處無電場(chǎng)線.
(2)中點(diǎn)O附近的電場(chǎng)線非常稀疏,但場(chǎng)強(qiáng)并不為零.
(3)兩點(diǎn)電荷連線中垂面(中垂線)上,場(chǎng)強(qiáng)方向總沿面(線)遠(yuǎn)離O(等量正電荷).
(4)在中垂面(線)上從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn),電場(chǎng)線先變密后變疏,即場(chǎng)強(qiáng)先變強(qiáng)后變?nèi)酰?br>
4.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線分布特點(diǎn)(如圖1-3-6所示)
圖1-3-6
電場(chǎng)線是平行、等間距的直線,電場(chǎng)方向與電場(chǎng)線平行.
5.等量異種電荷和等量同種電荷連線上以及中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度各有怎樣的規(guī)律?
(1)等量異種點(diǎn)電荷連線上以中點(diǎn)O場(chǎng)強(qiáng)最小,中垂線上以中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)為最大;等量同種點(diǎn)電荷連線上以中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小,等于零.因無限遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)E∞=0,則沿中垂線從中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,之間某位置場(chǎng)強(qiáng)必有最大值.
(2)等量異種點(diǎn)電荷連線和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱處的場(chǎng)強(qiáng)相同;等量同種點(diǎn)電荷連線和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反.
1.電場(chǎng)線是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎?什么情況下電場(chǎng)線才是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡?
(1)電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的比較
電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)軌跡
(1)電場(chǎng)中并不存在,是為研究電場(chǎng)方便而人為引入的.
(2)曲線上各點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,同時(shí)也是正電荷在該點(diǎn)的受力方向,即正電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生加速度的方向(1)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是客觀存在的.
(2)軌跡上每一點(diǎn)的切線方向即為粒子在該點(diǎn)的速度方向,但加速度的方向與速度的方向不一定相同
(2)電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合的條件
①電場(chǎng)線是直線.
②帶電粒子只受靜電力作用,或受其他力,但方向沿電場(chǎng)線所在直線.
③帶電粒子初速度為零或初速度方向沿電場(chǎng)線所在的直線.
2.電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)計(jì)算公式E=Fq與E=kQr2有什么不同?如何理解E=kQr2?
(1)關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)計(jì)算公式的對(duì)比
區(qū)別
公式公式分析物理含義引入過程適用范圍
E=Fq
q是試探電荷,本式是測(cè)量或計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)的一種方法是電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式由比值法引入,E與F、q無關(guān),反映某點(diǎn)電場(chǎng)的性質(zhì)適用于一切電場(chǎng)
E=kQr2
Q是場(chǎng)源電荷,它與r都是電場(chǎng)的決定因素是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式由E=Fq和庫侖定律導(dǎo)出真空中的點(diǎn)電荷
特別提醒①明確區(qū)分“場(chǎng)源電荷”和“試探電荷”.
②電場(chǎng)由場(chǎng)源電荷產(chǎn)生,某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E由場(chǎng)源電荷及該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離決定.
③E=Fq不能理解成E與F成正比,與q成反比.
④E=kQr2只適用于真空中的點(diǎn)電荷.
(2)對(duì)公式E=kQr2的理解
①r→0時(shí),E→∞是錯(cuò)誤的,因?yàn)橐咽チ恕包c(diǎn)電荷”這一前提.
②在以Q為中心,以r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,但方向不同,在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中不存在場(chǎng)強(qiáng)相等的兩點(diǎn).
一、場(chǎng)強(qiáng)的公式
【例1】下列說法中,正確的是()
A.在一個(gè)以點(diǎn)電荷為中心,r為半徑的球面上各處的電場(chǎng)強(qiáng)度都相同
B.E=kQr2僅適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)
C.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是放入電場(chǎng)中的電荷受到的靜電力的方向
D.電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與試探電荷的正負(fù)無關(guān)
答案BD
解析因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度是矢量,有方向,故A錯(cuò)誤;E=kQr2僅適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),B正確;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是放入電場(chǎng)中的正電荷受到的靜電力的方向,C錯(cuò)誤;電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)僅由電場(chǎng)本身決定,與試探電荷無關(guān),故D正確.
二、電場(chǎng)線的理解
【例2】如圖1-3-7所示,實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線,若帶電粒子q(|Q||q|),由a運(yùn)動(dòng)到b,靜電力做正功.已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受靜電力分別為
Fa、Fb,則下列判斷正確的是()
圖1-3-7
A.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
B.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
C.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
D.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
答案A
解析從電場(chǎng)線分布可以看出,a點(diǎn)電場(chǎng)線密,故EaEb,所以帶電粒子q在a點(diǎn)所受靜電力大,即FaFb;若Q帶正電,正電荷從a到b靜電力做正功,若Q帶負(fù)電,正電荷從a到b靜電力做負(fù)功,故A項(xiàng)正確.
1.由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq可知,在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)()
A.電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比,跟q成反比
B.無論試探電荷所帶的電荷量如何變化,F(xiàn)q始終不變
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,則在該點(diǎn)的電荷受到的靜電力一定為零
D.一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的靜電力為零,則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零
答案BC
解析電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身所決定的物理量,是客觀存在的,與放不放試探電荷無關(guān).電場(chǎng)的基本性質(zhì)是它對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用,F(xiàn)=Eq.若電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E=0,那么F=0,若小球不帶電q=0,F(xiàn)也一定等于零,選項(xiàng)B、C正確.場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量,是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量.
2.如圖1-3-8所示是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)分布,
圖1-3-8
下列說法中正確的是()
A.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
B.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的靜電力比在B點(diǎn)處受到的靜電力大
C.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)
D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處所受到的靜電力的方向沿B點(diǎn)切線方向
答案B
解析負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是自四周無窮遠(yuǎn)處從不同方向指向負(fù)電荷的直線,故A錯(cuò).電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大,由圖知EAEB,又因F=qE,得FAFB,故B正確.由a=Fm,a∝F,而F∝E,EAEB,所以aAaB,故C錯(cuò).B點(diǎn)的切線方向即B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向,而負(fù)電荷所受靜電力方向與其相反,故D錯(cuò).
3.
圖1-3-9
場(chǎng)源電荷Q=2×10-4C,是正點(diǎn)電荷;檢驗(yàn)電荷q=-2×10-5C,是負(fù)點(diǎn)電荷,它們相距r=2m,且都在真空中,如圖1-3-9所示.求:
(1)q在該點(diǎn)受的靜電力.
(2)q所在的B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EB.
(3)只將q換為q′=4×10-5C的正點(diǎn)電荷,再求q′在B點(diǎn)的受力及B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).
(4)將檢驗(yàn)電荷移去后再求B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).
答案(1)9N,方向在A與B的連線上,且指向A
(2)4.5×105N/C,方向由A指向B
(3)18N,方向由A指向B4.5×105N/C,方向由A指向B
(4)4.5×105N/C,方向由A指向B
解析(1)由庫侖定律得
F=kQqr2=9×109×2×10-4×2×10-522N=9N
方向在A與B的連線上,且指向A.
(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:E=Fq=kQr2
所以E=9×109×2×10-422N/C=4.5×105N/C
方向由A指向B.
(3)由庫侖定律
F′=kQq′r2=9×109×2×10-4×4×10-522N=18N
方向由A指向B,E=F′q′=kQr2=4.5×105N/C
方向由A指向B.
(4)因E與q無關(guān),q=0也不會(huì)影響E的大小與方向,所以移去q后場(chǎng)強(qiáng)不變.
題型一電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線
圖1是點(diǎn)
圖1
電荷Q周圍的電場(chǎng)線,以下判斷正確的是()
A.Q是正電荷,A的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B的電場(chǎng)強(qiáng)度
B.Q是正電荷,A的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B的電場(chǎng)強(qiáng)度
C.Q是負(fù)電荷,A的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B的電場(chǎng)強(qiáng)度
D.Q是負(fù)電荷,A的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B的電場(chǎng)強(qiáng)度
思維步步高電場(chǎng)強(qiáng)度的定義是什么?在點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)分布情況與點(diǎn)電荷的帶電性質(zhì)有無關(guān)系?電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線有什么關(guān)系?
解析正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)是向外輻射狀的,電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大.所以A正確.
答案A
拓展探究圖2中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,
圖2
虛線表示只受靜電力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過M點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn),可以判定()
A.粒子在M點(diǎn)受到的靜電力大于在N點(diǎn)受到的靜電力
B.粒子在M點(diǎn)受到的靜電力小于在N點(diǎn)受到的靜電力
C.不能判斷粒子在M點(diǎn)受到的靜電力和粒子在N點(diǎn)受到的靜電力哪個(gè)大
D.以上說法都不對(duì)
答案B
解析電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大,同一粒子受到的靜電力越大,選項(xiàng)B正確.
可以在該題目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究幾種常見電場(chǎng)中不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布情況,例如等量同種電荷或者等量異種電荷等.
題型二電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
如圖3所示,
圖3
在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.根據(jù)上述說明,在x軸上場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)為________.
思維步步高等量同種電荷的電場(chǎng)分布情況是什么樣的?等量同種電荷在x軸上產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布情況如何?在C點(diǎn)的右側(cè)由-Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度如何?
解析在x軸上由-Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿水平方向,在C點(diǎn)右側(cè)水平向左,左側(cè)水平向右,要想和等量的正電荷在x軸上產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零,該點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)在C點(diǎn)的右側(cè),距離A、B、C三個(gè)電荷相同的D點(diǎn)上.
答案D點(diǎn)
拓展探究如果C點(diǎn)沒有電荷的存在,x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)是________.
答案O點(diǎn)
解析C點(diǎn)如果沒有電荷存在,則變成等量同種電荷的電場(chǎng),應(yīng)該是O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零.
兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷在真空中同時(shí)存在時(shí),空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E,等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
(1)同一直線上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加,可簡(jiǎn)化為代數(shù)和.
(2)不在同一直線上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加,用平行四邊形定則求合場(chǎng)強(qiáng).
一、選擇題
1.在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,其電場(chǎng)強(qiáng)度()
A.處處相等
B.與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都相等
C.與場(chǎng)源電荷等距的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小都相等,但方向不同
D.場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與該點(diǎn)至場(chǎng)源電荷的距離r成反比
答案C
2.電場(chǎng)強(qiáng)度E的定義式為E=Fq,下面說法中正確的是()
A.該定義只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)
B.上式中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷所受的靜電力,q是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷的電荷量
C.上式中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷所受的靜電力,q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量
D.庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2r2可以說是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的庫侖力大??;而kq1r2可以說是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小
答案BD
3.將質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中從靜止釋放,在它運(yùn)動(dòng)過程中如果不計(jì)重力,下述正確的是()
A.點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場(chǎng)線重合
B.點(diǎn)電荷的速度方向必定和所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
C.點(diǎn)電荷的加速度方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
D.點(diǎn)電荷的受力方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
答案CD
解析正點(diǎn)電荷q由靜止釋放,如果電場(chǎng)線為直線,電荷將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但如果電場(chǎng)線是曲線,電荷一定不沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)(因?yàn)槿绻仉妶?chǎng)線運(yùn)動(dòng),其速度方向與受力方向重合,不符合曲線運(yùn)動(dòng)的條件),故A選項(xiàng)不正確;由于點(diǎn)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度方向與靜電力方向不再一致(初始時(shí)刻除外),故B選項(xiàng)不正確;而點(diǎn)電荷的加速度方向,即電荷所受靜電力方向必與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一致,即與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致,故C、D選項(xiàng)正確.
4.以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說法中正確的是()
A.電場(chǎng)和電場(chǎng)線都是客觀存在的物質(zhì),因此電場(chǎng)線不僅能在空間相交,也能相切
B.在電場(chǎng)中,凡是電場(chǎng)線通過的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零,不畫電場(chǎng)線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零
C.同一試探電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受靜電力大
D.電場(chǎng)線是人們假設(shè)的,用以形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,客觀上并不存在
答案CD
解析電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想曲線;我們規(guī)定電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)的方向,電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱.所以利用電場(chǎng)線可以判斷電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向以及帶電粒子在電場(chǎng)中的受力大小及方向.
5.如圖4所示
圖4
是在一個(gè)電場(chǎng)中的a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí),電荷所受的靜電力F跟引入的電荷的電荷量之間的函數(shù)關(guān)系,下列說法正確的是()
A.這個(gè)電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)
B.這四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EdEbEaEc
C.這四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是EbEaEcEd
D.無法比較E值大小
答案B
解析對(duì)圖象問題要著重理解它的物理意義,對(duì)于電場(chǎng)中給定的位置,放入的試探電荷的電荷量不同,它受到的靜電力不同.但是靜電力F與試探電荷的電荷量q的比值Fq即場(chǎng)強(qiáng)E是不變的量,因?yàn)镕=qE,所以F跟q的關(guān)系圖線是一條過原點(diǎn)的直線,該直線斜率的大小即表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,由此可得:EdEbEaEc,故B正確.
6.
圖5
一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受靜電力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖5所示,則兩點(diǎn)A、B所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是下圖中的()
答案C
解析由v-t圖象知,負(fù)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做變加速直線運(yùn)動(dòng),說明它所受靜電力方向由A指向B,且靜電力逐漸增大,所以AB電場(chǎng)線上電場(chǎng)方向B→A,且E變大.
7.如圖6所示,
圖6
在平面上取坐標(biāo)軸x、y,在y軸上的點(diǎn)y=a、與y=-a處各放帶等量正電荷Q的小物體,已知沿x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)正方向,帶電體周圍產(chǎn)生電場(chǎng),這時(shí)x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度E的圖象正確的是()
答案D
解析兩個(gè)正電荷Q在x軸產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)如下圖所示,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加,合場(chǎng)強(qiáng)的方向也如圖所示,在x軸正半軸,場(chǎng)強(qiáng)方向與正方向相同,在x軸負(fù)半軸,場(chǎng)強(qiáng)方向與正方向相反,而兩個(gè)正電荷在O點(diǎn)及無窮遠(yuǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為零,在x軸正、負(fù)半軸的場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小,故D正確.
二、計(jì)算論述題
8.在如圖7所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,
圖7
有一輕質(zhì)棒AB,A點(diǎn)固定在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上,B端固定有一個(gè)大小可忽略、質(zhì)量為m,帶電荷量為Q的小球,當(dāng)棒靜止后與豎直方向的夾角為θ,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).
答案mgtanθQ
解析小球受重力mg、棒拉力FT,還應(yīng)受到水平向右的靜電力F,故Q為正電荷,由平衡條件:
FTsinθ-F=0,F(xiàn)Tcosθ=mg
所以F=mgtanθ
又由F=QE,得E=mgtanθQ
9.如圖8所示,
圖8
質(zhì)量為M的塑料箱內(nèi)有一根與底部連接的輕彈簧,彈簧上端系一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球.突然加上勻強(qiáng)電場(chǎng),小球向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈簧正好恢復(fù)原長時(shí),小球速度最大,試分析塑料箱對(duì)桌面壓力為零時(shí),小球的加速度.
答案Mmg
解析最大速度時(shí)合力為零,又因彈力也為零,所以qE=mg.桌面壓力為零時(shí),M處于平衡狀態(tài):Mg=kx.對(duì)m分析,由牛頓第二定律:mg+kx-qE=ma,解得a=Mmg.
10.如圖9所示,
圖9
正電荷Q放在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在以Q為圓心、半徑為r的圓周上有a、b、c三點(diǎn),將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn),它受到的靜電力正好為零,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向如何?b、c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向如何?
答案kQr2,方向向右Eb=2kQr2,方向向右Ec=2kQr2,方向指向右上方,與ab連線成45°角
解析點(diǎn)電荷Q周圍空間的電場(chǎng)是由兩個(gè)電場(chǎng)疊加而成的.根據(jù)題意可知,Q在a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反,所以勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=kQr2,方向向右.
在b點(diǎn),兩個(gè)電場(chǎng)合成可得Eb=2kQr2,方向向右.
在c點(diǎn),兩個(gè)電場(chǎng)合成可得Ec=2kQr2,方向指向右上方,與ab連線成45°角.
1.3.1電場(chǎng)強(qiáng)度
1.3.1電場(chǎng)強(qiáng)度
教學(xué)三維目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.知道電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的,知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài).
2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的.
3.能根據(jù)庫侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
4.知道電場(chǎng)的疊加原理,并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.
(二)過程與方法
通過分析在電場(chǎng)中的不同點(diǎn),電場(chǎng)力F與電荷電量q的比例關(guān)系,使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,即電場(chǎng)強(qiáng)度的概念;知道電場(chǎng)疊加的一般方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處理電場(chǎng)問題的一般方法。
重點(diǎn):電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式
難點(diǎn):對(duì)電場(chǎng)概念的理解、應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算
教學(xué)過程
(一)引入新課
問題引入:電荷間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的?
(二)新課教學(xué)-----第3節(jié)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度
1、電場(chǎng):
啟發(fā)學(xué)生從哲學(xué)角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng),理解電場(chǎng)的客觀存在性,不以人的意識(shí)為轉(zhuǎn)移,但能為人的意識(shí)所認(rèn)識(shí)的物質(zhì)屬性.利用課本圖14-5說明:電荷A和B是怎樣通過電場(chǎng)與其他電荷發(fā)生作用.電荷A對(duì)電荷B的作用,實(shí)際上是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用;電荷B對(duì)電荷A的作用,實(shí)際上是電荷B的電場(chǎng)對(duì)電荷A的作用.
(1)電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)——電場(chǎng)發(fā)生的,電荷的周圍都存在電場(chǎng).
特殊性:不同于生活中常見的物質(zhì),看不見,摸不著,無法稱量,可以疊加.
物質(zhì)性:是客觀存在的,具有物質(zhì)的基本屬性——質(zhì)量和能量.
(2)基本性質(zhì):主要表現(xiàn)在以下幾方面
①引入電場(chǎng)中的任何帶電體都將受到電場(chǎng)力的作用,且同一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的大小或方向都可能不一樣.
②電場(chǎng)能使引入其中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象.
③當(dāng)帶電體在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力將對(duì)帶電體做功,這表示電場(chǎng)具有能量.
可見,電場(chǎng)具有力和能的特征
提出問題:同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小一般不同,這是什么因素造成的?引出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念:因?yàn)殡妶?chǎng)具有方向性以及各點(diǎn)強(qiáng)弱不同,所以靠成同一電荷q在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向和大小不同,我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.
2、電場(chǎng)強(qiáng)度(E):
由圖1.2-1可知帶電金屬球周圍存在電場(chǎng)。且從小球受力情況可知,電場(chǎng)的強(qiáng)弱與小球帶電和位置有關(guān)。引出試探電荷和場(chǎng)源電荷----
(1)關(guān)于試探電荷和場(chǎng)源電荷-(詳見P12)
注意:檢驗(yàn)電荷是一種理想化模型,它是電量很小的點(diǎn)電荷,將其放入電場(chǎng)后對(duì)原電場(chǎng)強(qiáng)度無影響
指出:雖然可用同一電荷q在電場(chǎng)中各點(diǎn)所受電場(chǎng)力F的大小來比較各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱,但是電場(chǎng)力F的大小還和電荷q的電量有關(guān),所以不能直接用電場(chǎng)力的大小表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.實(shí)驗(yàn)表明:在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),電場(chǎng)力F與電荷電量q成正比,比值F/q由電荷q在電場(chǎng)中的位置所決定,跟電荷電量無關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,所以我們用這個(gè)比值F/q來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度
①定義:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).用E表示。
公式(大?。篍=F/q(適用于所有電場(chǎng))
單位:N/C意義P13
提出問題:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,怎樣表示電場(chǎng)的方向呢?
②方向性:物理學(xué)中規(guī)定,電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同.
指出:負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反.
帶領(lǐng)學(xué)生討論真空中點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng),說明研究方法:將檢驗(yàn)電荷放入點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)中某點(diǎn),判斷其所受的電場(chǎng)力的大小和方向,從而得出該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)..
◎唯一性和固定性
電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的,它的大小和方向與放入該點(diǎn)電荷q無關(guān),它決定于電場(chǎng)的源電荷及空間位置,電場(chǎng)中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著的電場(chǎng)強(qiáng)度與是否放入電荷無關(guān).
帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出真空中點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)的大小和方向.在此過程中注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)公式E=F/q和E=kQ/r2的區(qū)別及聯(lián)系.
3、(真空中)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
(1)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)
①大?。篍=kQ/r2(只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng))
②方向:如果是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果是負(fù)電荷:E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q.(參見課本圖14-7)
說明:公式E=kQ/r2中的Q是場(chǎng)源電荷的電量,r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離.從而使學(xué)生理解:空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的,與檢驗(yàn)電荷無關(guān).
提出問題:如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在,此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢?帶領(lǐng)學(xué)生由檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力具有的疊加性,分析出電場(chǎng)的疊加原理.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理:某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周圍各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.
先分析方法(P13-14)后舉例:先在同一直線再不在同一直線。
例如:課本圖1.3-3中P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),等于+Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E1和Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2的矢量和.從而使學(xué)生進(jìn)一步理解到,任何帶電體都可以看做是有許多點(diǎn)電荷組成的.利用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式及疊加原理就可以計(jì)算出其周圍各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).
【例題】(課本P9例題演變)在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,求電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng).A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離相等,r=0.1m
分析:點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為E1和E2,它們大小相等,方向如圖所示,合場(chǎng)強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上,此平分線跟Q1和Q2的連線平行.
解:E=E1cos60°+E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入數(shù)值得E=2.7×104N/C
可以證明:一個(gè)半徑為R的均勻球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場(chǎng),與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同,球外各點(diǎn)和電場(chǎng)強(qiáng)度一樣
即:E=kQ/r2
◎組織學(xué)生討論課本中的【說一說】,由學(xué)生討論后歸納:
(1)關(guān)于靜電平衡
(2)靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)的特點(diǎn):
①處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零(注意:這時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)是合場(chǎng)強(qiáng),即外電場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)的疊加)
②處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。
4、電場(chǎng)線
(1)電場(chǎng)線:電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。
(2)電場(chǎng)線的基本性質(zhì)
①電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.
②電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)).
③靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無窮遠(yuǎn),止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn).它不封閉,也不在無電荷處中斷.
④任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無電荷處相交(包括相切)
介紹各種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況。
【演示】模擬電場(chǎng)線
指出:電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。
5、勻強(qiáng)電場(chǎng)
(1)定義:電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小相等、方向相同的電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng).
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線:是一組疏密程度相同(等間距)的平行直線.例如,兩等大、正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中,除邊緣附近外,就是勻強(qiáng)電場(chǎng).如圖14.3-1.
常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線
電場(chǎng)
電場(chǎng)線圖樣
簡(jiǎn)要描述
正點(diǎn)電荷
發(fā)散狀
負(fù)點(diǎn)電荷
會(huì)聚狀
等量同號(hào)電荷
相斥狀
等量異號(hào)電荷
相吸狀
勻強(qiáng)電場(chǎng)
平行的、等間距的、同向的直線(三)【小結(jié)】對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要的小結(jié)
◎鞏固練習(xí)
1.下列說法中正確的是:[ABC]
A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)
B.電場(chǎng)是一種物質(zhì),它與其他物質(zhì)一樣,是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西
C.電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)而產(chǎn)生的,電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用
2.下列說法中正確的是:[BC]
A.電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì),因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比
B.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q,但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無關(guān)
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向
D.公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的
3.下列說法中正確的是:[ACD]
A.場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量
B.場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中,F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量
C.在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小,此場(chǎng)對(duì)q1作用的電場(chǎng)力F=q1×kq2/r2,同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小,此場(chǎng)對(duì)q2作用的電場(chǎng)力F=q2×kq1/r2
D.無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化,在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),F(xiàn)與q的比值始終不變
4.討論電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別于聯(lián)系
●作業(yè)
復(fù)習(xí)本節(jié)課文
1、思考課本P16問題與練習(xí)第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)題.
2、作業(yè)紙.
參考題
在電場(chǎng)中某一點(diǎn),當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場(chǎng)力向右,當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到電場(chǎng)力向
左,下列說法正確的是:[]
A.當(dāng)放入正電荷時(shí),該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向右,當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí),該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)向左
B.只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí),該點(diǎn)才有場(chǎng)強(qiáng)
C.該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定向右
D.以上說法均不正確
真空中,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電量數(shù)值均為q,相距r.兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處
的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為:[]
A.B.2kq/r2C.4k/r2D.8kq/r2
3.真空中,A,B兩點(diǎn)上分別設(shè)置異種點(diǎn)電荷Q1、Q2,已知兩點(diǎn)電荷間引力為10N,Q1=1.0×10-2C,Q2=2.0×10-2C.則Q2在A處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小是________N/C,方向是________;若移開Q2,則Q1在B處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小是________N/C,方向是________.
說明
1.電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,因而在引入電場(chǎng)強(qiáng)度的概念時(shí),應(yīng)該使學(xué)生了解什么是電場(chǎng)的強(qiáng)弱,同一個(gè)電荷在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小是不同的,所受電場(chǎng)力大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng).
2.應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么可以用比值F/q來表示電場(chǎng)強(qiáng)度,知道這個(gè)比值與電荷q無關(guān),是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量.
用比值定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法,應(yīng)結(jié)合學(xué)生前面學(xué)過的類似的定義方法,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義.
3.應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生確切地理解E=F/q和E=kQ/r2這兩個(gè)公式的含義,以及它們的區(qū)別和聯(lián)系.
4.應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行計(jì)算時(shí)不應(yīng)過于復(fù)雜,一般只限于兩個(gè)電場(chǎng)疊加的情形.通過這種計(jì)算,使學(xué)生理解場(chǎng)強(qiáng)的矢量性
5.電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線。
教后記:
1、對(duì)于兩個(gè)公式的理解以及電場(chǎng)強(qiáng)度的定義還存在問題,要通過題目去強(qiáng)化。
2、對(duì)于幾種典型問題,學(xué)生死記答案,要讓他們養(yǎng)成分析題目的習(xí)慣。
學(xué)生對(duì)于計(jì)算題過于依賴計(jì)算器,要讓他們養(yǎng)成手算習(xí)慣。
電場(chǎng)強(qiáng)度
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解電場(chǎng)的概念
2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念
3.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是使學(xué)生理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量之一,這是難點(diǎn)。初學(xué)者容易把電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)力混同起來。
三、主要教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)庫侖定律
在真空中兩點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫侖定律。
2.新課引入
任何力的作用都離不開物質(zhì),腳踢球,腳對(duì)球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗對(duì)雪橇的拉力是通過繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過重力場(chǎng)——物質(zhì);兩電荷間相互作用時(shí)不直接接觸,它們之間的相互作用也是通過別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng)。
3.教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(1)電場(chǎng)
a.電荷周圍存在一種特殊物質(zhì)
提問:既然場(chǎng)是物質(zhì),為什么我們看不到呢?
答:物質(zhì)形式實(shí)體(由分子組成);看的見,摸的著。
場(chǎng)(形式):看不見,摸不著,不以人的感官意識(shí)為轉(zhuǎn)移的客觀存在。
例如可見光波長由7000定義式:E=EA=8(1)定義電場(chǎng)強(qiáng)度大?。篍=
方向:與正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力方向相同
無論放正、負(fù)檢驗(yàn)電荷,E的方向定義為+q受力方向,類似于電流方向定義為正電荷移動(dòng)方向,無論是誰移動(dòng)形成電流。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度為自身性質(zhì),與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。
2.我們研究的電荷均處于真空中,如處于空氣中可近似認(rèn)為是在真空中。