小學(xué)語(yǔ)文微課教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-13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(tīng)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(wèn)題。那么,你知道高中教案要怎么寫(xiě)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)定義的物理量,但與檢驗(yàn)電荷無(wú)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(shuō)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(wú)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(shuō)電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)這一媒介完成的,由于電場(chǎng)是看不見(jiàn)、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(guò)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(lái)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(lái)定義的.也說(shuō)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(shuō)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(lái)量度,它決定于電場(chǎng)本身,而與檢驗(yàn)電荷的存在與否無(wú)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JAB88.COM
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(kù)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(lái).
三、主要教學(xué)過(guò)程
1、復(fù)習(xí)庫(kù)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(kù)侖定律.
2、新課引入
任何力的作用都離木開(kāi)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(guò)繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過(guò)重力場(chǎng)——物質(zhì),作用的;地球與月亮間有萬(wàn)有引力作用力也是因有萬(wàn)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(guò)別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng).
3、教學(xué)過(guò)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(wèn):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(jiàn)光波長(zhǎng)由,但還有很多波長(zhǎng)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(shuō)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(shuō)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(wú)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(guó)際單位:牛(N)
q——電量國(guó)際單位:庫(kù)(C)
E——電場(chǎng)強(qiáng)度國(guó)際單位:牛/庫(kù)(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(kù)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(wú)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(kù)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(shuō)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(wú)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(wú)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(lái)說(shuō),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(kù)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(kù)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(wú)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(wú)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(shuō)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(wú)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(wú)論是誰(shuí)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(wú)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.
相關(guān)推薦
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(lái)。
三、主要教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)庫(kù)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(kù)侖定律。
2.新課引入
任何力的作用都離不開(kāi)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(guò)繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過(guò)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(guò)別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng)。
3.教學(xué)過(guò)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(wèn):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(jiàn),摸的著。
場(chǎng)(形式):看不見(jiàn),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(jiàn)光波長(zhǎng)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(wú)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(wú)論是誰(shuí)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(wú)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。
電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案
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(guò)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(jiàn)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(wèn)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(jiàn)、摸不著,但卻客觀存在。你知道自然界存在哪些場(chǎng)嗎?
【問(wèn)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(wèn)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(guó)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(wèn)題4】無(wú)形的電場(chǎng)可以用有形的電場(chǎng)線來(lái)描述。試分別畫(huà)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。
【問(wèn)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(guò)程。
2.知道電荷間的相互作用是通過(guò)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(kù)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(guò)程(合作探究)
【問(wèn)題1】要研究電場(chǎng),必須在電場(chǎng)中放入電荷。無(wú)論放置什么樣的帶電體都可以嗎?
【問(wèn)題2】小組討論:甲同學(xué)說(shuō):“由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可知,E跟F成正比,E跟q成反比?!币彝瑢W(xué)說(shuō):“電場(chǎng)強(qiáng)度E跟q、F無(wú)關(guān)。”請(qǐng)說(shuō)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(huà)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題7】小組討論:兩條電場(chǎng)線在空間中能相交嗎?說(shuō)出你們組的理由。
【問(wèn)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(huà)出點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)所受靜電力的方向嗎?
三反思總結(jié)
資荷間的相互作用是通過(guò)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(guò)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(jiàn)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_(kāi)_______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_(kāi)_______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_(kāi)_________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_(kāi)__________,C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)_____________。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
《電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽(tīng)懂教師所講的內(nèi)容,減輕教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面是由小編為大家整理的“《電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
《電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線》教學(xué)設(shè)計(jì)
(兩課時(shí))
高二物理谷xx
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能:
1、知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的;
2、理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線的概念。
3、用電場(chǎng)強(qiáng)度概念求點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
4、知道幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布。
5、以電場(chǎng)線描述電場(chǎng)為例,滲透用場(chǎng)線描述矢量場(chǎng)的方法。
過(guò)程與方法:
通過(guò)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。
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(wèn)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
能力目標(biāo):
1、能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)幫助理解,理解電荷作用靠電場(chǎng)傳遞。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察、分析,得出對(duì)有關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)
教學(xué)方法:
1、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課,提出新課題;
2、設(shè)問(wèn)激疑,通過(guò)引導(dǎo),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考,體現(xiàn)學(xué)生主體地位;
3、類比釋疑,由已知的相類似知識(shí),通過(guò)類比、分析,使得抽象概念能夠較順利地建立;
4、實(shí)驗(yàn)分析,定性與定量相互結(jié)合,使具體現(xiàn)象直觀表達(dá)抽象概念,并充分運(yùn)用多媒體輔助,動(dòng)畫(huà)模擬擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)成效。
教具:
幻燈片,計(jì)算機(jī),銅絲,塑料筆。
【教學(xué)過(guò)程】
一、復(fù)習(xí)提問(wèn):
師:上一節(jié),我們認(rèn)識(shí)了電現(xiàn)象中的電荷,包括點(diǎn)電荷,元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點(diǎn)電荷?電荷相互作用有什么規(guī)律?哪位同學(xué)來(lái)幫我們回顧一下?
電荷之間有相互作用,我們把這個(gè)作用的電力叫庫(kù)侖力或靜電力。電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢?今天我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
二、新課學(xué)習(xí):
踢足球時(shí),腳要直接接觸球(看圖片),
實(shí)驗(yàn)演示:兩個(gè)帶電小球靠近,生答:帶電小球受到原電荷的作用力。
電荷間的作用沒(méi)有“接觸”,難道電荷作用是“超距作用”?
生答:不接觸
類比重力的產(chǎn)生,可總結(jié)出是場(chǎng)的作用,叫做電場(chǎng)。
1、電場(chǎng):.
(1)任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場(chǎng)看不見(jiàn),又摸不著,怎樣去認(rèn)識(shí)它、研究它?
動(dòng)手實(shí)驗(yàn):利用手中的塑料筆使其摩擦帶電,并讓其靠近懸掛的銅絲。
現(xiàn)象:塑料筆吸引銅絲,銅絲偏角可達(dá)到60度。
(2)基本性質(zhì):電場(chǎng)能對(duì)處在其中的電荷有力的作用,
提示學(xué)生:電場(chǎng)分布強(qiáng)弱不同。進(jìn)一步研究電場(chǎng)分布。
引入形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷Q,又引入一個(gè)試探電荷q,q必須很小,可看成點(diǎn)電荷。而且q電量也少,不影響源電荷Q的電場(chǎng)。
大家觀看演示,同一電荷q在源電荷Q附近,不同位置處,靜止時(shí)受力有何特點(diǎn)?受力大小不等,那說(shuō)明了什么?
電場(chǎng)不同位置,會(huì)有強(qiáng)弱不同。這使我們想到,如何表示一個(gè)電場(chǎng)不同位置的強(qiáng)弱呢?用什么表達(dá)更確切?剛才,試探電荷q在不同位置受力不同,那么是否電場(chǎng)力就可用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢?為什么不能用電場(chǎng)力表示電場(chǎng)強(qiáng)弱?演示電場(chǎng)中同一點(diǎn),放不同的試探電荷,
結(jié)果:同一位置不同電荷受力卻不等。顯然不能用試探電荷受的力的大小表示電場(chǎng)。是什么使其受力不等呢?顯然,不是電場(chǎng)本身變化了,而是不影響電場(chǎng)的試探電荷。比值在電場(chǎng)中同一點(diǎn)是不變的。比值反映了什么呢?是電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度:
(1)試探電荷:
(2)定義:物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。
①定義式:(適用于任何電場(chǎng))
②比值定義法:ρ=m/vv=s/t
提示分析ρ與m,v的關(guān)系,總結(jié)出:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)源電荷的帶電量有關(guān),與場(chǎng)中的位置有關(guān),而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。
③物理意義:描述某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,
④單位:牛/庫(kù)(N/C)
⑤矢量性:我們規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同,那么負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。(做圖演示)
知道某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,有何用途呢?比如F=E·q說(shuō)明了什么?已知E,馬上可確定點(diǎn)電荷受力了。
下面我們一起來(lái)試試,利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義及庫(kù)侖定律,設(shè)法推導(dǎo)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度。
(3)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度:
(設(shè)場(chǎng)源電荷+Q,試探q,在r處,由庫(kù)侖定律F=∵E=)
①表達(dá)式:E=
畫(huà)圖,該A處,正試探電荷q受力背離連線向外,(再舉例-q的試探電荷)總結(jié)得出:
②方向:正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是背離場(chǎng)源電荷向外。么所有物體都是很緊密的物質(zhì),但事實(shí)不是這樣)(負(fù)電荷給學(xué)生討論總結(jié)出來(lái)。)
③大小與Q和r有關(guān)。
說(shuō)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(wú)關(guān).
提出問(wèn)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.
(4)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).
當(dāng)堂練習(xí):
1.下列說(shuō)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(jué)而客觀存在的東西
C.電荷間的相互作用是通過(guò)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(shuō)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(wú)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(shuō)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(kù)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(wú)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
3.電場(chǎng)線
電場(chǎng)線在每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。
(用計(jì)算機(jī)展示幾種典型電場(chǎng)線的分布圖,并介紹它們的特點(diǎn))
問(wèn):根據(jù)我們所看到的幾種電場(chǎng)線,誰(shuí)能歸納一下電場(chǎng)線的方向有什么特點(diǎn)?
教師歸納:電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn),如果只有負(fù)電荷,則電場(chǎng)線來(lái)自無(wú)窮遠(yuǎn),終止于負(fù)電荷。
問(wèn):任意兩條電場(chǎng)線都不會(huì)相交,這是為什么?
教師歸納:如果相交,則交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向,而同一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向是唯一的。
實(shí)驗(yàn)?zāi)M以上幾種典型的電場(chǎng)線。
歸納:大家要特別注意一個(gè)問(wèn)題:我們雖然可以用實(shí)驗(yàn)?zāi)M電場(chǎng)線的分布,但是,電場(chǎng)線并不是電場(chǎng)中真實(shí)存在的曲線,它只是我們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋鲭妶?chǎng)而引入的。大家知道,法拉第首先提出了電場(chǎng),并用電場(chǎng)線形象地描述電場(chǎng)的分布,這在物理學(xué)中是非常重要的。雖然法拉第當(dāng)時(shí)認(rèn)為電場(chǎng)線是真實(shí)的曲線,這是不對(duì)的,但是,法拉第的場(chǎng)線思想?yún)s是非常寶貴的。用場(chǎng)線來(lái)形象地描繪矢量場(chǎng)的分布這種方法一直被普遍地采用著。
4勻強(qiáng)電場(chǎng)
如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同,這個(gè)電場(chǎng)就叫勻強(qiáng)電場(chǎng)。見(jiàn)課本圖。
課堂小結(jié):
1.電場(chǎng)的性質(zhì):電荷在其周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)對(duì)處在場(chǎng)中的其他電荷有力的作用。
2.“場(chǎng)”的特點(diǎn):在空間有分布,同一電場(chǎng)中的不同點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向不同。
3.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義
4.點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式
5.疊加原理
【作業(yè)布置】P151.2.3
化學(xué)教案-電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度
第二節(jié)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(lái)。
三、主要教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)庫(kù)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(kù)侖定律。
2.新課引入
任何力的作用都離不開(kāi)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(guò)繩子作用的;地球?qū)Φ乇砀浇镔|(zhì)的作用力是通過(guò)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(guò)別的物質(zhì)作用的,這就是電場(chǎng)。
3.教學(xué)過(guò)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(wèn):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(jiàn),摸的著。
場(chǎng)(形式):看不見(jiàn),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(jiàn)光波長(zhǎng)由7000~4000,但還有很多波長(zhǎng)的光線我們看不到,但不等于它們不存在。不能以人燈感官為標(biāo)準(zhǔn)判一存在與否。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,用可對(duì)物體做功,說(shuō)明其能量。電場(chǎng)對(duì)放入其的電荷Q也有力的作用,可對(duì)Q做功,說(shuō)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q1、q2、q3則它們分別受電場(chǎng)力為:
A:F1=F2=;F3=
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)中某點(diǎn)固定,值僅與Q、r有關(guān),與檢驗(yàn)電荷無(wú)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:
E=
F——電場(chǎng)力國(guó)際單位:牛(N)
q——電量國(guó)際單位:庫(kù)(C)
E——電場(chǎng)強(qiáng)度國(guó)際單位:牛/庫(kù)(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(kù)N/C
E=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:E=(與檢驗(yàn)電荷q無(wú)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所法,在正點(diǎn)電荷Q1與負(fù)點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)中有一點(diǎn)A,求A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA,由電場(chǎng)強(qiáng)度定義可知,EA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
q=1+C,q將同時(shí)受到Q1和Q2的作用,每個(gè)作用力都能單獨(dú)用庫(kù)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?yàn)閝是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(shuō)A點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為Q1與Q2單獨(dú)在A瞇產(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和任意多個(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)??梢钥闯?,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)是荷、電場(chǎng)中的位置兩個(gè)因素決定,而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。
(5)比較:E=和E=
a.E=是場(chǎng)強(qiáng)的定義式,適用于任何電場(chǎng)。
b.E=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、放那種電荷、放多大檢驗(yàn)電荷無(wú)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(lái)說(shuō),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。
定義式:E=數(shù)值上等于+1C的電荷受到的電場(chǎng)力,對(duì)所有電場(chǎng)都成產(chǎn)。
b.場(chǎng)強(qiáng)方向:正電荷
單位:牛/庫(kù)(N/C)
決定因素:場(chǎng)電荷、場(chǎng)中位置
疊加原理
(7)例題
例1.場(chǎng)電荷Q=210-4C,是正點(diǎn)電荷:檢驗(yàn)電荷q=210-5,是負(fù)電荷,它們相距r=2m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)EB.
(3)只將q換為=410-5C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(kù)侖定律:F===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=所以E==4.5105N/C方向由A指向B。
(3)由庫(kù)侖定律:==18N方向由A指向B。
E=方向由A指向B。
(4)因E與q無(wú)關(guān),自然q=0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)EA;
(2)求場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)位置。
解(1)在A點(diǎn)放=1C,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
EA=8
方向:向左指向q。
(2)先分析E=0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的連線上,當(dāng)+1C作用力一定等大反向,因而兩力共線,由此可以斷定E=0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E=0的點(diǎn)一定在兩點(diǎn)電荷中間的連線上。
令E=0的點(diǎn)O距q為x,如圖(b)所示,+1C電荷在O點(diǎn)受力為零,所以有