閩教版小學(xué)英語教案

1.3電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案1（粵教版選修3-1）。

1.3電場(chǎng)強(qiáng)度學(xué)案1（粵教版選修3-1）
一、電場(chǎng)
1．電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊__________，它的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的________有作用力．
2．靜電場(chǎng)是指____________的電荷周圍存在的電場(chǎng)．
二、電場(chǎng)的描述
1．放入電場(chǎng)中探測(cè)電場(chǎng)性質(zhì)的電荷稱為__________．它的電荷量應(yīng)足夠________，線度應(yīng)足夠______．
2．不同的試探電荷在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)上受到的電場(chǎng)力的大小與試探電荷的電荷量的比值是__________的，我們可以用這一比值表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，該比值稱為________，簡(jiǎn)稱______．用字母______表示．
3．電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E＝________，國(guó)際單位制中它的單位是__________，電場(chǎng)強(qiáng)度是__________量，其方向與________在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向相同．
4．如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同，這種電場(chǎng)叫做____________．
5．點(diǎn)電荷Q在距它r處的P點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝__________.
6．如果在空間同時(shí)存在著多個(gè)點(diǎn)電荷，這時(shí)在空間某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的__________，這叫做電場(chǎng)的疊加原理．
三、怎樣“看見”電場(chǎng)
1．在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向和該處的__________方向一致，這樣的曲線叫電場(chǎng)線．
2．電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)的________，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是______________直線．
答案一、1.物質(zhì)電荷2.靜止
二、1.試探電荷小小
2.恒定電場(chǎng)強(qiáng)度場(chǎng)強(qiáng)E
3.FqN/C矢正電荷
4.勻強(qiáng)電場(chǎng)5.kQr26.矢量和
三、1.場(chǎng)強(qiáng)2.強(qiáng)弱間距相等的平行
一、電場(chǎng)

圖1
[問題情境]
天體之間沒有直接接觸，就有引力作用，如圖1所示，這種作用是通過引力場(chǎng)傳遞的，電荷與電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的．
1．你知道哪里有電場(chǎng)嗎？2.電場(chǎng)具有怎樣的特征呢？
答案1.電荷的周圍都存在電場(chǎng).2.電場(chǎng)的基本特征是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用．
[要點(diǎn)提煉]
電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)．電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的．
二、電場(chǎng)的描述
[問題情境]
1.什么是試探電荷？其作用是什么？為什么它的帶電荷量和體積都要?。?br> 2．如何描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱？
3．電場(chǎng)強(qiáng)度采用了怎樣的定義方式？我們以前有沒有用到過？
4．什么樣的電場(chǎng)稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)？
5．在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小由哪些因素決定？
6．什么是電場(chǎng)的疊加原理？它遵循什么原則？
答案1.放入電場(chǎng)中探測(cè)電場(chǎng)性質(zhì)的電荷稱為試探電荷．作用是用來檢驗(yàn)電場(chǎng)的性質(zhì)．帶電荷量足夠小是為了把它放入電場(chǎng)后不會(huì)影響原有電場(chǎng)的分布；體積小是為了研究電場(chǎng)中各點(diǎn)的情況．
2．用試探電荷在某點(diǎn)所受的力F與其帶電量q的比值來定義該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱(即電場(chǎng)強(qiáng)度這一物理量)．
3．比值定義法，我們學(xué)過的有R＝UI.
4．如果電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同，這種電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)．
5．由點(diǎn)電荷的帶荷電荷量Q和所研究的點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r決定．
6．如果在空間同時(shí)存在多個(gè)點(diǎn)電荷，這時(shí)在空間某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(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，這叫做電場(chǎng)的疊加原理．它遵循平行四邊形定則．
[要點(diǎn)提煉]
1．電場(chǎng)強(qiáng)度：描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量，是____量，其大小由E＝Fq來計(jì)算，其方向與__________電荷的受力方向相同．
2．勻強(qiáng)電場(chǎng)：各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)________和__________都相同的電場(chǎng)．
3．點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式：E＝________，Q為真空中的點(diǎn)電荷的電荷量，r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離．
4．電場(chǎng)的疊加原理：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的______．場(chǎng)強(qiáng)疊加的本質(zhì)是矢量疊加，所以疊加時(shí)遵循
________________________________________________________________________．
答案1.矢量正2.大小方向3.kQr24.矢量和平行四邊形定則
[問題延伸]
1．根據(jù)公式E＝Fq可以得出E與F成正比或E與q成反比的結(jié)論嗎？
2．公式E＝Fq與E＝kQr2有何區(qū)別？
答案1.比值Fq只是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，并不能由此式得出場(chǎng)強(qiáng)與電荷受到的電場(chǎng)力成正比或與電荷量成反比，某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)僅由電場(chǎng)本身決定．
2．公式E＝Fq與E＝kQr2的對(duì)比理解
項(xiàng)目意義適用條件Q或q的意義公式中各量的關(guān)系
E＝Fq
電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式任何電場(chǎng)q是試探電荷E用F與q的比值來表示，
但E大小與F、q大小無關(guān)
E＝kQr2
點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式點(diǎn)電荷真空中點(diǎn)電荷在Q是場(chǎng)源電荷E不僅是Q、rE∝Q，E∝1r2

三、怎樣“看見”電場(chǎng)
[問題情境]
1.電場(chǎng)線是如何表示電場(chǎng)方向的？
2．電場(chǎng)線能不能相交？
3．電場(chǎng)線是如何表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的？
答案1.在電場(chǎng)中，某點(diǎn)電場(chǎng)線的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向．
2．如果相交，則在同一點(diǎn)的切線方向有兩個(gè)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向也有兩個(gè)，這與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向只有一個(gè)相矛盾，所以不可能．
3．用電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，反之較疏．
[要點(diǎn)提煉]
1．在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的__________方向一致，這樣的曲線叫做電場(chǎng)線．電場(chǎng)線的疏密程度反映了電場(chǎng)的________．
2．電場(chǎng)線從______電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無窮遠(yuǎn)或________電荷，電場(chǎng)線不相交．
3．幾種常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線畫法
答案1.場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)弱2.正負(fù)
3.正負(fù)等量同種等量異種
[問題延伸]
1．電場(chǎng)線是不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡？試分析在具備什么條件時(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以和電場(chǎng)線重合？
2．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線有何特點(diǎn)？
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答案1.如圖所示，正電荷在A點(diǎn)的受力方向沿著該點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向，v0沿圖示方向，則圖中虛線方向反映了粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并不和電場(chǎng)線重合，在A點(diǎn)，即使v0＝0，電荷也不會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)．在下列特殊條件同時(shí)滿足時(shí)，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以與電場(chǎng)線重合：(1)僅受靜電力；(2)電場(chǎng)線是直線；(3)帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一直線上．
2．(1)場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同，電場(chǎng)線是平行直線；(2)場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，電場(chǎng)線疏密程度相同，即電場(chǎng)線分布均勻．
例1如圖2所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體A附近有一點(diǎn)B，如在B處放置一個(gè)q1＝－2.0×10－8C的電荷，測(cè)出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6N，方向如圖，則B處場(chǎng)強(qiáng)是多大？如果換用一個(gè)q2＝4.0×10－7C的電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？
圖2
思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小計(jì)算和方向判斷可分開進(jìn)行．(2)場(chǎng)強(qiáng)大小可由場(chǎng)強(qiáng)的定義式求解．
(3)場(chǎng)強(qiáng)方向與正(負(fù))電荷所受電場(chǎng)力方向相同(反)．
解析由場(chǎng)強(qiáng)公式可得
EB＝F1q1＝4.0×10－62.0×10－8N/C＝200N/C
因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以場(chǎng)強(qiáng)方向與F1方向相反．
q2在B點(diǎn)所受靜電力
F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N
＝8.0×10－5N
方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，也就是與F1反向．
此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)：
EB′＝F2q2＝8.0×10－54.0×10－7N/C＝200N/C.
答案200N/C8.0×10－5N200N/C
變式訓(xùn)練1在真空中O點(diǎn)放一個(gè)電荷Q＝＋1.0×10－9C，直線MN通過O點(diǎn)，OM的距離r＝30cm，M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q＝－1.0×10－10C，如圖3所示，求：
圖3
(1)q在M點(diǎn)受到的作用力；
(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；
(3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；
(4)若MN＝30cm，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)多大？
思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)，可按以下思路分析：
(1)庫(kù)侖定律求受力．(2)場(chǎng)強(qiáng)定義求M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)．(3)場(chǎng)強(qiáng)的決定式求N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)．
答案(1)1.0×10－8N，方向沿MO指向Q(2)100N/C，方向沿OM指向M(3)100N/C，沿OM指向M(4)25N/C
解析(1)電場(chǎng)是一種物質(zhì)，電荷q在電場(chǎng)中M點(diǎn)所受的作用力是電荷Q通過它的電場(chǎng)對(duì)q的作用力，根據(jù)庫(kù)侖定律，得
FM＝kQqr2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N＝1.0×10－8N．因?yàn)镼帶正電，q帶負(fù)電，庫(kù)侖力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.
(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式得：
EM＝FMq＝1.0×10－81.0×10－10N/C＝100N/C，方向由O指向M.
(3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)仍為100N/C，方向由O指向M.
(4)N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
EN＝kQ2r2＝14kQr2＝14EM＝25N/C.
例2如圖4所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷A、B相距r，則：
圖4
(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)為多大？
(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距A、B兩點(diǎn)都為r的O′點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何？
解析分別求出＋Q和－Q在某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向，然后根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，求出合場(chǎng)強(qiáng)．
B．A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝EB＝kQr22＝4kQr2，
所以O(shè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為：E＝2EA＝8kQr2.
(2)kQr2，方向由A→B(2)kQr2，方向由A→B
變式訓(xùn)練2如圖5所示是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線的分布圖，下列說法中正確的是()
圖5
A．這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)電荷的電場(chǎng)
B．點(diǎn)電荷q在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大
C．點(diǎn)電荷q在M點(diǎn)的瞬時(shí)加速度比在N點(diǎn)的瞬時(shí)加速度小
D．負(fù)電荷在N點(diǎn)受到的靜電力方向沿N點(diǎn)的切線方向
答案B
解析負(fù)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)越強(qiáng)，由圖知M點(diǎn)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)，又因F＝Eq，得電荷在M點(diǎn)比在N點(diǎn)受的力大，故B對(duì)．由牛頓第二定律可知，a與F成正比，所以電荷在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的大，故C錯(cuò)．N點(diǎn)的切線方向即N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與其相反，故D錯(cuò)．
【即學(xué)即練】
1．電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E＝F/q()
A．該定義式只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)
B．F是檢驗(yàn)電荷所受到的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量
C．場(chǎng)強(qiáng)的方向與F的方向相同
D．由該定義式可知，場(chǎng)中某點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力大小與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小成正比
答案D
解析定義式E＝Fq對(duì)任何電場(chǎng)都適用，所以A錯(cuò)；公式中F指檢驗(yàn)電荷在這一點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小，q是指檢驗(yàn)電荷的電荷量，所以B錯(cuò)；場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受F的方向相同，與負(fù)電荷所受F的方向相反，所以C錯(cuò)；由定義式可得，F(xiàn)與E成正比，所以D對(duì)．
2．A為已知電場(chǎng)中的一固定點(diǎn)，在A點(diǎn)放一電荷量為q的電荷，所受電場(chǎng)力為F，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，則()
A．若在A點(diǎn)換上－q，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向發(fā)生變化
B．若在A點(diǎn)換上電荷量為2q的電荷，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)將變?yōu)?E
C．若在A點(diǎn)移去電荷q，A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)榱?br> D．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向與q的大小、正負(fù)、有無均無關(guān)
答案D
解析場(chǎng)強(qiáng)E是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力F和檢驗(yàn)電荷帶電荷量q均無關(guān)，與
這一點(diǎn)有無電荷也無關(guān)，所以A、B、C均錯(cuò)，D正確．
3．關(guān)于電場(chǎng)線的說法，正確的是()
A．電場(chǎng)線的方向，就是電荷受力的方向
B．正電荷只在電場(chǎng)力作用下一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)
C．電場(chǎng)線越密的地方，同一電荷所受電場(chǎng)力越大
D．靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不可能是閉合的
答案CD
解析正電荷的受力方向沿著電場(chǎng)線的切線方向，負(fù)電荷的受力方向沿著電場(chǎng)線切線的反方向，并且電場(chǎng)線不一定和電荷運(yùn)動(dòng)軌跡重合，所以A、B錯(cuò)；電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)大小，同一電荷所受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)成正比，所以C對(duì)；靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線從正電荷或無窮遠(yuǎn)出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷結(jié)束，且不閉合，所以D對(duì)．
4．如圖6所示是點(diǎn)電荷Q周圍的電場(chǎng)線，圖中A到Q的距離小于B到Q的距離．以下判斷正確的是()
圖6
A．Q是正電荷，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B．Q是正電荷，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
C．Q是負(fù)電荷，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
D．Q是負(fù)電荷，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
答案A
解析正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)是向外輻射的，電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，所以A正確．

延伸閱讀

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(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。

【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(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?！币彝瑢W(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？
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

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(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．

三、主要教學(xué)過程

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(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(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(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

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?；钴S，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢？經(jīng)過搜索和整理，小編為大家呈現(xiàn)“第3節(jié)　電場(chǎng)強(qiáng)度”，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！

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(kù)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(kù)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(kù)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(kù)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(kù)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(zhǎng)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．

3.1我們周圍的磁現(xiàn)象、3.2認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)學(xué)案（粵教版選修3-1）

3.1我們周圍的磁現(xiàn)象、3.2認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)學(xué)案（粵教版選修3-1）
一、我們周圍的磁現(xiàn)象
1．地球磁體的N極位于地理______附近，地球磁體的S極位于地理______附近，但地磁極與地理極并不重合，地球周圍的這種磁場(chǎng)叫______．
2．像鐵那樣磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)叫______物質(zhì)，所謂磁性材料通常就是指這一類物質(zhì).磁性材料按________的難易可分為硬磁性材料和軟磁性材料．磁化后容易去磁的物質(zhì)叫______性材料，不容易去磁的物質(zhì)叫______性材料．
二、認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)
1．丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)________能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)．法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)_____可以產(chǎn)生作用力．
2．在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)________所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．
3．磁感線是在磁場(chǎng)中畫出的一些有______的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的______方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，磁感線的________程度反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．
4．分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在________電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子都成為一個(gè)微小的________.
一、我們周圍的磁現(xiàn)象
[問題情境]
1.簡(jiǎn)述古代和現(xiàn)代磁場(chǎng)的用途．
2．地球是一個(gè)大磁體，它的極性是怎樣分布的？
3．什么是磁性材料？磁性材料是如何分類的？分別有哪些用途？

[要點(diǎn)提煉]
地磁場(chǎng)：地球由于本身具有________而在其周圍形成的磁場(chǎng)．
地磁場(chǎng)的分布如圖1所示：
圖1
地球磁場(chǎng)的N極位于______附近，地球磁場(chǎng)的S極位于______附近，地磁極和地理極并不重合．
[問題延伸]
地磁體周圍的磁場(chǎng)分布：與條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布情況相似，兩極磁性最_____，中間磁性最____________，在赤道正上方，地磁場(chǎng)方向____________；在南半球，地磁場(chǎng)方向指向______________；在北半球，地磁場(chǎng)方向指向____________．
二、磁場(chǎng)初探，磁場(chǎng)有方向嗎
[問題情境]
1.什么是磁場(chǎng)？磁場(chǎng)存在于什么地方？

2．磁場(chǎng)的來源有哪些？
3．磁場(chǎng)有哪些力學(xué)方面的性質(zhì)？
4．分別說明奧斯特和安培在磁場(chǎng)方面的貢獻(xiàn)．
5．磁場(chǎng)有方向嗎？
[要點(diǎn)提煉]
電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)．
磁場(chǎng)的來源有：________和________．
磁場(chǎng)可對(duì)________和________產(chǎn)生力的作用．
磁場(chǎng)的方向：小磁針______時(shí)______極所指的方向．
三、圖示磁場(chǎng)
[問題情境]
1.法拉第是怎樣“看見”磁場(chǎng)的？

2．磁感線是實(shí)際存在的嗎？它能描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向嗎？
3．通電直導(dǎo)線、通電圓環(huán)、通電螺線管的磁感線分布情況如何來判斷？具體方法怎樣？
[要點(diǎn)提煉]
1．磁感線：是在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的________，在這些________上，每一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都在該點(diǎn)的切線方向上．
2．磁感線的基本特性：(1)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的________．(2)磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從______指向______；在磁體內(nèi)部，由______指向________．(3)磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假想的物理模型，在磁場(chǎng)中并不真實(shí)存在，不可認(rèn)為有磁感線的地方才有磁場(chǎng)，沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場(chǎng)．
3．安培定則：(1)判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系時(shí)，安培定則表述為：用______握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是________的環(huán)繞方向；(2)判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系時(shí)要統(tǒng)一表述為：讓彎曲的四指所指方向跟________方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管________磁感線的方向(這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈)．
[問題延伸]
幾種常見的磁場(chǎng)的磁感線分布圖
1．通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)(圖中的“×”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，“”表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向外)
2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)
3．通電螺線管的磁場(chǎng)
四、安培分子電流假說
[問題情境]
沒有磁性的鐵棒在受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，兩端對(duì)外界顯示出較強(qiáng)的磁作用，形成了磁極．這是怎么回事呢？
1．安培是受到什么啟發(fā)提出分子電流假說的？
2．磁化的本質(zhì)是什么？
[要點(diǎn)提煉]
1．分子電流假說的內(nèi)容：___________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

2．________________________是否有規(guī)律，決定了物體對(duì)外是否顯磁性．
3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由______產(chǎn)生的.
例1關(guān)于磁感線的描述，下列說法中正確的是()
A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致
B．磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的
C．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng)
D．兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交
聽課記錄：

變式訓(xùn)練1關(guān)于磁感線的認(rèn)識(shí)下列說法正確的是()
A．磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極
B．磁感線可以表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向
C．磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，即為該點(diǎn)的磁感線的切線方向
D．沿磁感線的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱
圖2
例2一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時(shí)，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，則這束帶電粒子可能是()
A．向右飛行的正離子束
B．向左飛行的正離子束
C．向右飛行的負(fù)離子束
D．向左飛行的負(fù)離子束
聽課記錄：

圖3
變式訓(xùn)練2有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng)，如圖3所示，電子流在z軸上的P點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是沿()
A．y軸正方向B．y軸負(fù)方向
C．z軸正方向D．z軸負(fù)方向
【即學(xué)即練】
1．關(guān)于地磁場(chǎng)，下列敘述正確的是()
A．地球的地磁兩極和地理兩極重合
B．我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的北極
C．地磁的北極與地理的南極重合
D．地磁的北極在地理的南極附近
2．首先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是()
A．安培B．庫(kù)侖C．奧斯特D．法拉第
3．實(shí)驗(yàn)表明：磁體能吸引一元硬幣，對(duì)這種現(xiàn)象解釋正確的是()
A．硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵
B．硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁
C．磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多
D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引
4．試在圖4中，由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向確定導(dǎo)線或線圈中的電流方向．
圖4

參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、
1．南極北極地磁場(chǎng)
2．鐵磁性去磁軟磁硬磁
二、
1．電流電流2.北極(N極)
3．方向切線疏密4.環(huán)形磁體
核心知識(shí)探究
一、
[問題情境]
1．見課本
2．地球磁體的N極位于地理南極附近，地球磁體的S極位于地理北極附近．
3．像鐵那樣磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)叫鐵磁性物質(zhì)，所謂磁性材料通常就是指這一類物質(zhì)．磁性材料可分為硬磁性材料和軟磁性材料．軟磁性材料常用來制造天線磁棒、磁頭、變壓器等；硬磁性材料適合制成永磁鐵、磁帶、銀行卡等．
[要點(diǎn)提煉]
磁性地理南極地理北極
[問題延伸]
強(qiáng)弱水平向北(平行地面)北上方(相對(duì)地面斜向下)北下方(相對(duì)地面斜向下)
二、
[問題情境]
1．磁場(chǎng)是磁體周圍產(chǎn)生的一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)；磁場(chǎng)存在于磁體周圍．
2．有兩個(gè)來源：磁體和電流．
3．磁場(chǎng)對(duì)磁體有力的作用，對(duì)電流也有力的作用．
4．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)(電流的磁效應(yīng))，安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流可以產(chǎn)生作用力．
5．磁場(chǎng)有方向，其方向?yàn)椋红o止的小磁針北極的指向．
[要點(diǎn)提煉]
磁體電流磁體電流靜止N
三、
[問題情境]
1．法拉第在“磁場(chǎng)中鐵屑”的啟發(fā)下引入了磁感線．
2．磁感線不存在，能描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向．每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．
3．用安培定則來判斷，具體方法見[要點(diǎn)提煉]
[要點(diǎn)提煉]
1．曲線曲線
2．(1)強(qiáng)弱(2)N極S極S極N極
3．(1)右手磁感線(2)電流內(nèi)部
四、
[問題情境]
1．通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)十分相似．
2．當(dāng)物體受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流的取向變得大致相同．
[要點(diǎn)提煉]
1．任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極．
2．分子電流的取向
3．電流
解題方法探究
例1A[磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，所以A正確；磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想的一組有方向的閉合曲線，實(shí)際上并不存在，細(xì)鐵屑可以顯示出其形狀，但那并不是磁感線，B錯(cuò)；磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線是假想的人為畫出的曲線，兩條磁感線的空隙處也存在磁場(chǎng)，C錯(cuò)；磁感線不能相交，D錯(cuò)．]
變式訓(xùn)練1BC[根據(jù)磁感線的定義，B對(duì)，C對(duì)，D錯(cuò)；在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線為閉合曲線，所以A不正確．]
例2BC[小磁針N極的指向即是磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向．題中磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明離子束下方的磁場(chǎng)方向由紙內(nèi)指向紙外．由安培定則可判定由離子束的定向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電流方向由右向左，故若為正離子，則應(yīng)是自右向左運(yùn)動(dòng)，若為負(fù)離子，則應(yīng)是自左向右運(yùn)動(dòng)，因此B、C正確．]
變式訓(xùn)練2A[電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電流沿x軸負(fù)方向．依據(jù)安培定則可得，在z軸上的P點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿y軸正方向．所以，本題的正確選項(xiàng)為A.]
即學(xué)即練
1．D[地球是一個(gè)大磁體，地球的地磁兩極與地理兩極并不重合．且相對(duì)位置在極其緩慢地變化．因此A、C錯(cuò)誤，因?yàn)榈卮疟睒O在地理南極附近．因此，指南針指南的一極應(yīng)是指南針的南極．故B錯(cuò)誤，D正確．]
2．C[1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線通電后其下方與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)之前，安培、庫(kù)侖等人都認(rèn)為磁與電完全是兩回事，故選C]
3．D[一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鋼和鎳都是磁性材料，放在磁體的周圍能夠被磁化而獲得磁性，能夠和磁體相互吸引．]
4．(1)電流向下(2)逆時(shí)針
(3)右進(jìn)左出(4)下進(jìn)上出