《2022年高中物理 1.3《電場(chǎng)強(qiáng)度》學(xué)案 新人教版選修3-1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 1.3《電場(chǎng)強(qiáng)度》學(xué)案 新人教版選修3-1(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 1.3《電場(chǎng)強(qiáng)度》學(xué)案 新人教版選修3-1
課程分析
本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)是理解電場(chǎng)、描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量――電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)的疊加原理、電場(chǎng)線、勻強(qiáng)電場(chǎng)。
E=F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場(chǎng);僅適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)。如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在,它們的電場(chǎng)就互相疊加,形成合電場(chǎng)。這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。
課堂導(dǎo)學(xué)
一、電場(chǎng)強(qiáng)度
(一)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)
1、不接觸的電荷是通過(guò)什么相互作用?
2、如何描述電場(chǎng)中一點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱?你有什么方法來(lái)比較?(合作討論)
3、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式;;單位及其換算?
4、請(qǐng)
2、你推導(dǎo)距點(diǎn)電荷R處電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式?
5、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循什么法則?
(二)典例探究
圖6-1-3
例1:如圖6-1-3所示,在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0x10-8C和Q2=-3.0x10-8C,它們相距0.1m,求電場(chǎng)中A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng).A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等, r=0.1m.圖6-1-6
解析:真空中點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場(chǎng)在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為E1和E2,它們大小相等,方向如圖6-1-4,合場(chǎng)強(qiáng)E,場(chǎng)強(qiáng)E1,場(chǎng)強(qiáng)E2向上平移后的矢量,三者構(gòu)成一正三角形,故E與Q1Q2平行,且E=El=E2=圖6-1-4
=2.7x104N/C
例2:在電場(chǎng)中某點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷,其
3、電量為q,檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力為F,
則該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為E=F/q,那么下列說(shuō)法正確的是( )
A,若移去檢驗(yàn)電荷q,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就變?yōu)榱?
B.若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為2q的檢驗(yàn)電荷,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就變?yōu)镋/2
C.若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為-2q的檢驗(yàn)電荷,則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小仍為E,但電場(chǎng)強(qiáng)度的方向變?yōu)樵瓉?lái)相反的方向
D.若在該點(diǎn)放一個(gè)電量為的檢驗(yàn)電荷,則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小仍為E,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向也仍為原來(lái)的場(chǎng)強(qiáng)方向
解析:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由場(chǎng)源電荷決定,與檢驗(yàn)電荷的有無(wú)、正負(fù)、電量的多少無(wú)關(guān),故正確 答案為D.
答案:D
二、電場(chǎng)線
(一)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)
1、什么
4、是電場(chǎng)線?如何用電場(chǎng)線形象描述電場(chǎng)?
2、請(qǐng)畫出正點(diǎn)電荷、負(fù)點(diǎn)電荷、等量同種電荷、等量異種電荷電場(chǎng)線的分布。并說(shuō)出有何特點(diǎn)?
3、什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)?勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線分布特點(diǎn)?
(二)典例探究
圖9-2-6
例3:圖9-2-6中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷 產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是詭計(jì)上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖可作出正確判斷的時(shí)( )
A.帶電粒子所帶電荷的符號(hào)
B.帶電粒子
5、在a、b兩點(diǎn)的受力方向
C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大
D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的動(dòng)能何處較大
〖解析〗粒子的加速度大小看其所受電場(chǎng)力的大小,而電場(chǎng)力的大小由電場(chǎng)線的疏密決定。從電場(chǎng)線分布情況可設(shè)想電場(chǎng)是由軌跡左側(cè)的“點(diǎn)電荷”產(chǎn)生的,從軌跡的偏向可得“點(diǎn)電荷”給帶電離子吸引力,即a、b兩點(diǎn)受力方向如圖所示;若粒子從a向b運(yùn)動(dòng)從圖中可得F與v的夾角大于90°角,電場(chǎng)力做負(fù)功、粒子動(dòng)能減少,綜上所述:BCD正確。
例4:如圖8所示,一個(gè)質(zhì)量為30g帶電量C的半徑極小的小球,用絲線懸掛在某勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電力線與水
6、平面平行.當(dāng)小球靜止時(shí),測(cè)得懸線與豎直夾角為30°,由此可知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)方向?yàn)? ,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 .(g取10m/s2)
解析:分析小球受力,重力mg豎直向下,絲線拉力T沿絲線方向向上,因?yàn)樾∏蛱幱谄胶鉅顟B(tài),還應(yīng)受水平向左的電場(chǎng)力F.小球帶負(fù)電,所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向向反,所以場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右.
小球在三個(gè)力作用之下處于平衡狀態(tài).三個(gè)力的合力必為零.所以
F=mgtg30°又 =mgtg30°
E=mgtg30°=
有效訓(xùn)練
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)
7、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( )
圖1-3-19
4. 在同一
8、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. (xx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
9、.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)a>Fb
B.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)aFb
D.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)a
10、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
8. .如圖1-3-23所示,絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端連接一帶電荷量為q,質(zhì)量為m的帶正電小球,要使帶電小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成角,可在空間加一勻強(qiáng)電
11、場(chǎng)則當(dāng)所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)沿著什么方向時(shí)可使場(chǎng)強(qiáng)最小?最小的場(chǎng)強(qiáng)多大?這時(shí)細(xì)線中的張力多大?
圖1-3-23
9. 一個(gè)帶正電荷的質(zhì)點(diǎn)P放在兩個(gè)等量負(fù)電荷A、B的電場(chǎng)中,P恰好在AB連線的垂直平分線的C點(diǎn)處,現(xiàn)將P在C點(diǎn)由靜止釋放如圖6-1-11所示,設(shè)P只受電場(chǎng)力作用,則( )
A.P由C向AB連線中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,加速度可能越來(lái)越小而速度越來(lái)越大
B.P由C向AB連線中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,加速度可能先變大后變小,最后為零,而速度一直變大
C.P運(yùn)動(dòng)到與C關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)C′靜止
D.P不會(huì)靜止,而是在C與C′間來(lái)回振動(dòng)
圖9-2-8
10. 如圖9-2
12、-8所示,半徑為R的圓環(huán),均勻帶有電量為Q的正電荷。先從環(huán)上截取△S的一小段,若△S≤R,且圓環(huán)剩余部分的電荷分布不變,則圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為__________,方向?yàn)開______________。如圖9-2-8所示,半徑為R的圓環(huán),均勻帶有電量為Q的正電荷。先從環(huán)上截取△S的一小段,若△S≤R,且圓環(huán)剩余部分的電荷分布不變,則圓環(huán)剩余部分的電荷在環(huán)心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小 為__________,方向?yàn)開______________。
答案:1、BCD 2、D 3、C 4、100N/q,6.25N/q,9,正 5、A 6、B 7、B 8、小球受到重力G、繩的拉力T、電場(chǎng)力F三個(gè)力作用,根據(jù)平衡條件可知,拉力T與電場(chǎng)力F的合力必與重力G等值反向因?yàn)槔的方向確定,F(xiàn)與T的合力確定,當(dāng)電場(chǎng)力F垂直懸線時(shí)最小,場(chǎng)強(qiáng)也最小.,此時(shí)繩中張力T=mgcosа
9、ABD 10、 沿△S與O的連線指向△S