高中物理第2章电场与示波器1探究电场的力的性质导学案沪科版选修3_1

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1、第2章电场与示波器学案1　探究电场的力的性质[目标定位]1.理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算.2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征.3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.一、电场　电场强度[问题设计]1.在空间中有一电场，把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点，该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点，则它受到的静电力为多少？若把带电荷量为nq的点电荷放在该点，它受到的静电力为多少？答案　2F　nF2.结合问题设计1思考电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q有何关系？答案　F与q成正比，即F与q的比值为定值.[要点提炼]电场

2、强度：电场中某点的电荷所受的电场力F与它的电荷量q的比值叫电场在该点的电场强度，用公式E＝表示；单位是牛每库，符号为N/C.1.电场强度的物理意义：表示电场的强弱和方向.2.电场强度的唯一性：决定于电场本身，与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关(填“有关”或“无关”).3.电场强度的矢量性：电场强度的方向与在该点的正电荷所受电场力的方向相同，与负电荷的受电场力方向相反.[延伸思考]　电场强度是比值法定义的物理量.比值法定义的特点是什么？请结合密度ρ＝、电阻R＝的公式加以说明.答案　比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关，只取决于物质、电阻、电场本身的性质.二、

3、点电荷的电场　电场强度的叠加[问题设计]1.如图1所示，在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q，已知q到Q的距离为r，Q对q的作用力是多大？Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大？方向如何？图1答案　根据库仑定律有F＝k，所以Q在q所在位置产生的电场的电场强度为E＝＝k，方向沿Qq的连线由Q指向q.2.如果再有一正点电荷Q′＝Q，放在如图2所示的位置，q所在位置的电场的电场强度多大？图2答案　如图所示，Q、Q′分别对q有力的作用，q所受的静电力为两个力的合力F＝＝k.所以q所在位置的电场的电场强度为E＝＝k.[要点提炼]点电荷周围的电场：1.公式：E＝k，其中k是静电力常量，Q是场源电荷的电荷

4、量.2.适用条件：(1)真空中；(2)点电荷.3.方向：当Q为正电荷时，E的方向沿半径向外；当Q为负电荷时，E的方向沿半径向内.4.当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.[延伸思考]　如果以点电荷Q为中心，r为半径作一球面，球面上各点的电场强度是否相同？答案　球面上各点的电场强度大小相等.但方向不同，因此电场强度不同.三、电场线　匀强电场[问题设计]1.电荷周围存在着电场，法拉第采用了什么方法来描述电场？答案　法拉第采用了画电场线的方法描述电场.2.在实验室，可以用实验模拟电场线：头发屑在蓖麻油中的排列显示了电场线的形状，这能否说

5、明电场线是实际存在的线？答案　电场线实际不存在，但可以用实验模拟.[要点提炼]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方向.1.电场线的特点有：(1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远.(2)任意两条电场线不相交.(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的大小.2.匀强电场中各点的电场强度大小相等，方向相同；电场线是距离相等的平行直线.一、对电场强度的理解例1　如图3所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则：图3(1)B处场强是多少？方向如

6、何？(2)如果换成一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？解析　(1)由场强公式可得EB＝＝N/C＝200N/C因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反(2)q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200N＝8.0×10－5N，方向与场强方向相同，也就是与F1反向.此时B处场强仍为200N/C不变，方向与F1相反.答案　(1)200N/C　方向与F1相反　(2)8.0×10－5N　200N/C二、点电荷的电场　电场强度的叠加例2　如图4所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：图4(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为

7、多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？解析　分别求＋Q和－Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强.(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B.A、B两点电荷在O点产生的电场强度EA＝EB＝＝.(2)O点的场强为：EO＝EA＋EB＝，方向由A→B.(3)如图乙所示，E