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电场强度

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学习内容

1.3 电场强度

学习目标


1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态.


2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.


3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.


4.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算.

学习重、难点


重点:电场强度的概念及其定义式


难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算

学法指导

自主、合作、探究

知识链接


1、电场:

(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质―― 发生的,电荷的周围都存在电场.

特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加.

物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性――质量和能量.


(2)基本性质:


2.电场强度


①定义:


公式(大小): (适用于所有电场)


单位:


提出问题:电场强度是矢量,怎样表示电场的方向呢?


②方向性: 指出:负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向

◎唯一性和固定性

电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷 .
3、电场线


(1)电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。

(2)电场线的基本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.

②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远.它不封闭,也不在无电荷处中断.[Ks5u.com]


④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)


⑤.电场线是为了形象描述电场而引入的,电场线不是实际存在的线。

(3)熟悉常见电场的电场线分布特征






学习过程


用案人自我创新


[自主学习]


1.关于试探电荷和场源电荷-(详见P10)


试探电荷:


场源电荷:


注意:检验电荷是一种理想化模型,它是电量很小的点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响



2、点电荷周围的电场、电场强度的叠加


(1)点电荷周围的电场


①电场强度大小: (只适用于点电荷的电场)


②方向:





提出问题:如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?(2)电场强度的叠加原理:

5、匀强电场

(1)定义:

(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.如图1.3-10

典型例题

例一:在真空中有两个点电荷q1和q2,分别位于A和B,相距20 cm,q1为4×10-8 C,q2为-8×10-8 C。则在AB连线上A点的外侧离A 点20 cm处的D点场强大小、方向如何?





例二:场电荷Q=2x10-4C,是正点电荷;检验电荷q=2x10-5C,是负电荷,它们相距r=2m而且都静止在真空中,如图所示.求:

(1)q受的电场力.

(2)q所在的B点的场强EB.

(3)只将q换为q’=4x10-5C的正点电荷,再求q’受力及B点的场强.

(4)将受力电荷拿去后再求B点场强.













例三:一个质量m=30g,带电量q=-1.7×10-8c的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电场线水平。当小球静止时,测得悬线与竖直方向成30°夹角,如图,求该电场的场强的大小,说明场强方向。(以物体受力平衡分析库仑定律)















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1.下列说法中正确的是:


A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比


B.电场中某点的场强等于F/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关


C.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向


D.公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的


2、如图所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两处场强的大小,则( )


a bA、a、b两点的场强方向相同


B、因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb


C、因为电场线是直线,所以Ea=Eb


D、因为不知道a、b附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea、Eb的大小关系。

3、A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度-时间图像如图甲所示。则这一电场可能是图乙中的( )




4.如图所示,正电荷Q放在一匀强电场中,在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点,将正检验电荷q放在a点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如何?b、c两点的场强大小和方向如何?





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