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高中物理选修1-1《1.2电场》ppt课件免费下载

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第二节 电 场
目标导航
1.通过实验认识电场,了解电场这种物质的存在特点.
2.了解电场强度的概念,会根据电场强度描述电场.(重点+难点)
3.了解什么是电场线,会用电场线来描述电场的方向和强弱.(重点)
一、电场
想一想
1.电场和日常生活中的桌凳一样都是客观存在的物质,它们有何不同?
提示:电场是电荷周围存在的一种特殊物质,近代物理学理论和实验已经证实电场和实物一样具有能量、质量和动量,是客观存在的物质形态.
但电场和日常生活中的桌凳等物质不同并不是由分子、原子组成的,且两个场可以同时占有同一空间,场和实物是物质存在的两种不同形式.
二、电场强度
1.试探电荷
(1)定义:用来检验_______是否存在及其强弱分布情况的电荷,又称试探电荷.
(2)特点:________非常小,放入后不致影响要研究的电场.体积充分小,便于研究电场中各点的情况.
电场
电荷量
2.电场强度
(1)物理意义:描述电场具有力的性质的物理量.
(2)定义:放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量的比值,叫做该点的电场强度.
(3)公式:E=________;
F/q
(4)国际单位:牛每库;符号:________.
(5)方向:电场强度是矢量,不仅有大小,还有方向.电场强度的方向规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向,与负电荷在该点所受电场力的方向相反.
N/C
三、电场线
1.概念:在电场中画出一系列曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向.
2.电场线的特点
(1)电场线从____电荷或无限远出发,终止于无限远或_______电荷.


(2)电场线在电场中不相交.
(3)在同一幅电场分布图中电场越强的地方,电场线越________.
3.匀强电场
(1)定义:电场强度的大小和方向都相同的电场,叫做匀强电场.

(2)电场线特点:匀强电场中的电场线是距离相等的平行直线.
(3)产生:平行正对的两金属板分别带有等量的正负电荷后,在两板之间(除边缘外)就是匀强电场.
想一想
2.只给出一条电场线,能比较电场线上任意两点场强的大小吗?有同学观察正电荷的电场线分布时得出:沿着电场线的方向电场强度减小,结论对吗?
提示:不能.这个结论不对,在负点电荷形成的电场中沿电场线,电场强度增大,在匀强电场中则不变.电场强度和电场线的疏密有关, 和电场线的方向无关,只有一条电场线时没有疏密可分,也就无法确定场强的强弱.
学案导引
1.如何根据电场强度确定电荷受到的电场
力?
2.场强的大小和方向与试探电荷有关吗?
电场力与电场强度的区别和联系
特别提醒:电场中某点场强E的大小和方向取决于电场本身(即场源电荷及该点的空间位
置),与有无试探电荷、试探电荷的电性、电
荷量的大小即所受的电场力无关.
场源电荷Q=2×10-4 C,是正点电荷:试探电荷q=-2×10-5 C,是负点电荷,它们相距r=2 m而静止,且都在真空中,如图1-2-1所示.求:
图1-2-1
(1)q所受的电场力.
(2)q所在的B点的场强EB.
(3)只将q换为q′=4×10-5 C的正点电荷,再求q′受力及B点的场强.
(4)将试探电荷拿去后再求B点场强.
【思维流程】 解答本题可参考以下思路:
(4)因E与q无关,q=0也不会影响E的大小与方向,所以拿走q后场强不变.
【答案】 见精讲精析
变式训练
2.电场中有一点P,下列说法正确的是(  )
A.若放在P点的电荷电量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有试探电荷,则P点场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受电场力越大
D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
解析:选C.虽然电场强度是利用试探电荷在P点受力与试探电荷电量本身比值而得,但它反映的是电场本身的性质,与试探电荷是否存在及其电量大小并无关系,所以A、B选项均错,只有C选项正确.D的错误在于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向,与放在该点负电荷的受力方向相反,D选项中并未说明试探电荷的正、负,所以错误.
学案导引
1.电场线是客观存在的吗?
2.电场线是不是带电粒子的运动轨迹?
电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较
特别提醒:利用电场线可以确定带电粒子所受静电力的方向;利用轨迹曲线也可以确定静电力的方向.当带电粒子在电场中做曲线运动时,静电力指向曲线的凹侧.
如图1-2-2所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,则由此图可作出正确判断的是(  )
图1-2-2
A.带电粒子带负电荷
B.带电粒子带正电荷
C.带电粒子所受电场力的方向向左
D.带电粒子做匀变速运动
【精讲精析】由运动轨迹的弯曲特点可知,带电粒子受水平向左的电场力作用,故粒子带负电,由于粒子在匀强电场中运动,则粒子受电场力是恒定的,粒子运动的加速度大小不变.
【答案】 ACD
变式训练
3.(改编题)带电粒子M、N在电场中的受力方向如图1-2-3所示,由图可以判断 (  )
图1-2-3
A.M带正电荷 B.N带负电荷
C.M处的电场较强 D.N处的电场较强
解析:选C.电场线的切线方向表示电场的方
向,而正电荷的受力与电场方向相同,负电荷的受力方向与电场方向相反,所以M带负电荷N带正电荷,A、B错 ;电场线的疏密表示电场的强弱,所以M处的场强较强,N处的场强较弱,所以C对,D错.
电场力与力学的综合应用
[经典案例]  (20分)(2012·汕头金山中学高二检测)如图1-2-4所示,一条长为L的绝缘细线,上端固定,下端系一质量为m的带电小球,将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,当小球平衡时,悬线与竖直方向的夹角α=45°.求:
图1-2-4
(1)小球带何种电荷?电荷量为多少?
(2)小球所受重力与电场力的合力;
(3)若将小球向左拉至悬线呈水平位置,然后由静止释放小球,则放手后小球做什么运动?经多长时间达最低点?
【审题指导】 根据小球处于平衡状态判断出电性,然后求出电场力及其合力,最后根据合力求出小球的加速度,根据运动学规律判断运动性质并求解运动时间.
【解题样板】 (1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图1-2-5所示,由此可知小球带正电,设其电荷量为q,则(2分)
FTsinα=qE,①(2分)
图1-2-5
【名师点评】 电场力与力学的综合问题的处理和运用牛顿第二定律一样,也需要对物体进行受力分析,根据物体的运动状态,利用力学规律进行求解,而求解过程中要分析好物体的运动状态(是平衡状态还是具有加速
度),再选择合适的规律求解即可.