第3节 电场强度 电场线(第2课时)(18页PPT+巩固练习)

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第3节 电场强度 电场线(第2课时)(18页PPT+巩固练习)

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(共18张PPT)
温故知新
1)怎样研究这种看不见摸不着的电场呢?
电场的基本性质是能够对放入其中的电荷有力,可以从放入电场中
试探电荷的受力来研究电场。
2)能不能直接用试探电荷所受电场力的大小来描述电场的强弱?
为什么?
不能,电场中同一位置场的强弱是一定的,
但不同电荷在该点所受静电力不同。
3)如果选择一个新物理量来定义电场的强弱,如何定义?
电场强度E:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值。
温故知新
E的特点:①E是电场本身的属性,与是否放入检验电荷无关;
②E是矢量
E的合成与分解遵循平行四边形定则
(4)电场强度有何特点?
规定:电场中某点的电场强度方向与正电荷在该点所受的静电力方向相同;
问题:描述电场的强弱除了用语言、公式外,
还有其它形象简洁的方法描述吗?
三、电场线
类比磁感线
磁感线客观存在吗?
为什么要画磁感线呢?
用磁感线形象描述空间磁场
各点场的强弱和方向
三、电场线 (教材P、15)
1.在电场中画出一系列的有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向,在同一副图中,用电场线的疏密表示各点电场强度的大小。
2.典型电场周围的电场线:
(1)点电荷周围电场线
_
点电荷的电场线呈辐射状
注意:方向的不同!
(2)电场线特点
1.电场线起于正电荷(或无限远处),止于负电荷(或无限远处),电场线不闭合.
3.电场线不能相交。
不能相交:在电场中的任一点处只有一个电场强度,方向唯一,如相交则该处出现两个场强方向,所以不能相交
2.在同一幅图中,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。曲线的疏密程度表示场的强弱。
(3)匀强电场周围电场线
各处电场强度E大小相等、方向相同的电场称为匀强电场。
器材:验电羽 感应起电机
用实验方法形象模拟电场线
(4)等量异种电荷周围的电场线
电场线形状特点:电场线环抱
沿两电荷连线上下对称,左右对称
a、沿点电荷的连线,场强先变小后变大,中点O处场强最小
b、两点电荷连线中垂面上,场强方向沿水平方向,即总与中垂面垂直,由中间向两边场强逐渐减小
等量同种电荷周围的电场线
电场线形状特点:电场线排斥
沿两电荷连线上下对称,左右对称
O
a、两点电荷连线电场强度逐渐减小,中点O处场强最小为零。
b 、两点电荷连线的中垂线上电场强度由O点向两侧先增大后减小
例1 (多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是(  )
A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅能在空间相交,也能相切
B.在电场中,凡是电场线通过的点,场强不为零,不画电场线区域内的点场强为零
C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大
D.电场线是人们假想的,用以表示电场的强弱和方向,客观上并不存在
CD
5. 某一区域的电场线分布如图9.3-11所示。A、B、C是电场中的三个点。
(1)哪一点的电场强度最强?哪一点的电场强度最弱?
(2)画出各点电场强度的方向。
(3)把负的点电荷分别放在这三个点,画出它所受静电力的方向。
教材P、17 第5题
B
C
4. 有同学说,电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。这种说法对吗?试举例说明。
带电粒子运动轨迹与电场线重合,必须同时满足三个条件:
①电场线是直线
②带电粒子初速度为零或初速度与电场线在同一直线上;
③带电粒子只受电场力或所受合力与电场线共线;
教材P、17 第4题
例2 如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则 (  )
A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定
AD
例3 正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动,且运动的加速度值越来越小(重力不计),则可以确定它所处的电场可能是( )
D
C
例4 两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是(  )
A.电子在从a向O运动的过程中,
加速度越来越大,速度越来越大
B.电子在从a向O运动的过程中,
加速度越来越小,速度越来越大
C.电子运动到O时,加速度为零,速度最大
D.电子通过O后,速度越来越小,加速度越来越大,一直到速度为零
C巩固练习
1.关于电场线,下列说法正确的是(  )
A.电场线方向一定是带电粒子在电场中受力的方向
B.两条电场线在电场中可以相交
C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹
D.在同一幅电场分布图中电场越强的地方,电场线越密
2.在下图各电场中,A、B两点电场强度相同的是(  )
3.如图所示,是一静电场的一部分电场线的分布,下列说法中正确的是(  )
A.这个电场可能是-个负点电荷产生的电场
B.这个电场可能是匀强电场
C.检验电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大
D.负电荷在B点所受电场力的方向沿B点的切线方向
4.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是(   )
A.粒子必定带正电荷
B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的速度小于它在N点的速度
5.(多选)如图所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷甲和乙,它们连线与其中垂线相交于点,、和、以及、均相对对称,下列说法正确的是(  )
A.、两点场强大小和方向都相同
B.、两点场强大小相等,方向相反
C.、、三点比较,点场强最大
D.、、三点比较,点场强最小
6.两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB,M是点电荷连线中垂线上的某点,其电场方向如图所示,下列说法正确的是(  )
A.qA和qB的大小可能相等
B.A和B为同种电荷,且qA>qB
C.A和B为异种电荷,且qA>qB
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则M点的电场方向不变
7. 某电场的电场线如图1所示,一正电荷只受静电力的作用,从静止开始由P点向Q点运动。
(1)以P点为坐标原点O,取向右为正方向,建立x轴,在图2中定性画出E随x变化的图像;
(2)由P到Q的运动过程中,该正电荷运动速度的大小 (选填“增大”或“减小”),加速度的大小 (选填“增大”或“减小”),在图3中定性画出其速度v随t变化的图像。
8.如图所示,等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、-q、-q,已知三角形边长为L,静电力常量为k,则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何?
9.如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成角。重力加速度为g(已知)。
(1)判断小球的带电性质,在原图画出小球在A位置的受力分析图;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求
a.小球运动到最低点时绳子对小球的拉力
b.小球运动过程中的最大速度。
1. D
解析:A.负电荷受到的电场力方向和电场方向相反,所以电场线方向不一定是带电粒子在电场中受力的方向,故A错误;
B.电场线每一点,只有一个方向,若两条电场线相交,则交点有两个电场方向,与事实矛盾,故B错误;
CD.电场线是一种用来描述电场的假想图线,不是粒子的运动轨迹,在同一个电场中,电场线的疏密程度可以用来表示电场强度的大小,电场线越密,电场强度越大,故C错误,D正确.
2.C
解析 题图A中,A、B是离点电荷等距的两点,根据E=k知,电场强度大小相等,但电场强度是矢量,方向不同,则电场强度不同,故A错误;题图B中,根据E=k可知,A点的电场强度大于B点的电场强度,故B错误;题图C是匀强电场,A、B两点的电场强度相同,故C正确;题图D中,A、B两点电场线方向不同,疏密程度也不同,则电场强度不同,故D错误.
3.C
4.ACD
5.ACD
【详解】A.等量异种点电荷形成电场的电场线如图所示
根据对称性可知,b、c两处的电场线疏密程度相同,则b、c两处的电场强度相等,由图可看出b、c两处的电场的方向相同,故A正确;
B.根据对称性可知,a、d两处的电场线疏密程度相同,则a、d两处的电场强度相等,由图可看出a、d两处的电场的方向相同,故B错误;
C.由图可以看出e、O、f三点中,O点处的电场线最密,所以O点处的场强最大,故C正确;
D.由图可以看出b、O、c三点中,O点处的电场线最疏,O点场强最小,故D正确。
故选ACD。
6. D
【详解】A.若qA和qB的大小相等且为异种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线垂直;若qA和qB的大小相等且为同种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线平行,由图可知M点电场强度方向既不与AB连线垂直也不与AB连线平行,故qA和qB的大小不可能相等,故A错误;
BC.要使M点的电场方向如图中所示,由电场叠加原理可知,点电荷A和B在M点产生的电场强度、如图所示。
则有点电荷A带负电荷、点电荷B带正电荷,且有,又点电荷A和B到M点距离相等,由,
可知,故BC错误;
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则点电荷A和B在M点产生的电场强度

则由平行四边形定则可知M点的合场强,方向不变,故D正确。故选D。
7.(1) (2)增大;减小;
8.  方向沿AO方向
解析 O点是三角形的中心,到三个点电荷的距离为r==L,
三个点电荷在O点产生的电场强度大小均为E0=,
根据平行四边形定则和几何知识可知,两个点电荷-q在O点的合电场强度大小为E1=,
再与+q在O处产生的电场强度合成,得到O点的合电场强度大小为E=E1+E0==,方向沿AO方向。
9. (1)带负电,(2)(3)a.;b.
【详解】(1)小球带负电,受力分析如图
(2)小球在A点静止,由平衡条件可知
解得
(3)a.小球摆至最低点的过程根据动能定理可知
解得
小球在最低点,根据牛顿第二定律可知
解得b.小球摆至A点时速度最大,根据动能定理可知
解得

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