资源简介

电场 电场强度
预习案
预习目标
1.知道电场强度的计算方法。
2.知道电场线的特点。
3.能够根据电场线判断电场强度。
预习内容
预习教材13~16页，思考下列问题：
1.什么是电场线？
2.什么是匀强电场？
预习检测
1.关于电场强度，下列说法正确的是（ ）
A.E=F/q，若q减半，则该处的场强变为原来的2倍
B.E=kQ/r2中，E与Q成正比，而与r平方成反比
C.在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强均相同
D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
2.关于电场线的几种说法中，正确的是( )
A、沿电场线方向，场强必定越来越小；
B、在复杂电场中的电场线是可能相交的；
C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合；
D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就越大
3.（多选）如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb表示a、b两点强度的大小，则( )
A、a、b两点的场强的方向相同；
B、电场线是直线，可知Ea=Eb；
C、不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb的大小不能确定；
D、电场线从a指向b，所以Ea>Eb
探究案
学习目标
1.掌握电场强度的计算方法。
2.掌握电场线的特点。
3.掌握匀强电场的概念。
课堂探究
考点一：点电荷的电场
点电荷是最简单的场源电荷，一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度：
电荷之间的作用力。
如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等。
在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
结论：可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场强度。
在一个比较大的带电体不能看作点电荷的情况下，当计算它的电场时，可以把它分成若干小块，只要每个小块足够小，就可以看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场。
可以证明，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。
典例精析
在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（　　）
A．电场强度 B．同一电荷所受电场力
C．电势 D．不同电荷具有的电势能
变式训练
如图所示，a、b两点位于以正点电荷+Q（Q＞0）为球心的球面上，c点在球面外，则（　　）
A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小
C．a点电势比c点高 D．b点电势比c点低
考点二：电场线
定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。
电场线的疏密表示电场的强弱。
同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。
2.电场线的特点
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。
②同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
3.几种常见电场中的电场线分布
4.匀强电场
定义：如果电场中各点的电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
匀强电场的电场线是间隔的平行直线。
典例精析
如图为某电场中的一条电场线，a、b为该电场线上的两点，则下列判断中正确的是（　　）
A．a点的场强一定比b点的场强大
B．a点的场强一定比b点的场强小
C．正电荷在运动中通过b点时，其运动方向一定沿ba方向
D．正电荷在b点受到的电场力方向向左
变式训练
关于电场线的说法，正确的是（　　）
A．沿着电场线的方向电场强度一定越来越小
B．在没有电荷的地方，任何两条电场线都不会相交
C．电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上也是存在的
D．电场线一定起始于正电荷
随堂检测
1.正电荷q在电场力作用下从静止开始由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个？（ ）
A B C D
2. 电量为10﹣9C的点电荷在某处受到的电场力是2×10﹣5N，则该处的电场强度大小是（　　）
A． 2×104 N/C
B． 5×10﹣5 N/C
C． 2×10﹣14 N/C
D． 不能确定该处电场强度的大小
3. 如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离．以下判断正确的是(　　)
A． Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
B． Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
C． Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度
D． Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度
4.在点电荷Q产生的电场中有A、B两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为(　　)
A． 正电、E/3
B． 负电、E/3
C． 正电、3E
D． 负电、3E
5.在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2，且Q1＝2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x轴上(　　)
A．E1＝E2的点只有一处，该点合场强为0
B．E1＝E2的点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E2
C．E1＝E2的点共有三处，其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2
D．E1＝E2的点共有三处，其中一处合场强为0，另两处合场强为2E2
本课小结
一、点电荷的电场
在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
二、电场线
如果在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线叫做电场线。
参考答案
预习检测
B
D
AC
课堂探究
考点一
典例精析
【答案】C
【解析】A、以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同，故A错误。
B、由F=qE可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，故B错误；
C、以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，故C正确。
D、由电势能与电势的关系可知，电势相同，但不同电荷如果电荷量不同，则电势能不相同，故D错误。
变式训练
【答案】C
【解析】a、b在以正点电荷为球心的同一球面上，即在同一等势面上，故a点电势和b点电势相等，根据沿电场线方向电势降低可得a、b点电势都比c点高；
根据点电荷电场强度的计算公式E=kQ/r2可知，a点场强的大小和b点电场强度大小相等，b点场强的大小比c点大，故C正确，ABD错误。
考点二
典例精析
【答案】D
【解析】AB、因不知是正点电荷还是负点电荷产生的电场线，也不知道a、b周围其他电场线的分布与疏密，所以无法判断a、b两点的场强大小以及电场力大小，故AB错误；
CD、正电荷在运动中通过b点时，其受力方向和电场方向一致，即沿ba向左，其运动方向与速度方向有关，若速度向右，运动方向向右，故C错误，D正确。
变式训练
【答案】B
【解析】A、电场线越密的地方电场越强，而沿着电场线的方向电势越来越小，故A错误；
B、任何两条电场线都不会相交，否则相交的地方的场强方向有两个，故B正确；
C、电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在，故C错误；
D、电场线是始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远，故D错误。
随堂检测
1．D
【解析】加速度越来越大，则受力越来越大，说明电场线越来越密集。
2．A
【解析】在电场中放入一点电荷q=10﹣9 C，电荷受到的电场力为F=2×10﹣5 N，
则该点电场强度大小为：E==F/q=2.0×104 N/C，故A正确，BCD错误。
3． A
【解析】正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大，所以A正确。
4．D
【解析】将场强E、Eb延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电。
根据几何知识解得，a点到Q点的距离 ra＝2dcos 30°＝ d，b点到Q点的距离rb＝d，A、B两点到点电荷Q的距离之比ra∶rb＝ ∶1.
由公式E＝kQ/r2，得：A、B两点场强大小的比值E∶Eb＝1∶3，即Eb＝3E，故A、B、C错误，D正确。
5．B
【解析】设两点电荷连线长为L，E1＝E2的点离Q2的距离为x，由点电荷的场强E＝kQ/r2知，当点在Q1、Q2连线外侧时，kQ/x2＝k2Q/(L+x)2，解得x＝(＋1)L，此处两电场反向，合场强为零．当点在连线之间时，kQ/x2＝k2Q/(L-x)2，解得x＝(－1)L，此处两电场同向，E＝2E2.所以本题选项B正确。

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