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时间:2019-07-06
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1、电场强度 电场线(Ⅱ)教学目标:1、掌握几种特殊电荷的电场线2、掌握电场线与电场强度的关系3、会判断带电粒子在电场中运动时与电场线的关系教学重点:电场线及带电粒子在非匀强电场中运动教学难点:带电粒子在电场中的运动与电场线的关系教学过程:一、基本概念1、电场线为了形象地描述电场而引入的假想的曲线.2、几种典型的电场线(1)电场线的疏密表示场强的弱强,电场线上每一点的切线方向表示该点的场强方向.(2)电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于无穷远处或负电荷.静电场中电场线不闭合,不中断于距场源电荷有限远的地方.(3)电场
2、线不相交,也不相切,更不能认为是电荷在电场中的运动轨迹.(4)顺着电场线电势降低,而且降落最快,电场线与等势面处处垂直 .3、匀强电场电场中各点场强大小相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些等间距的平行线.二、电场线的应用:带电粒子在电场中运动的判定:1、确定场源电荷的电性;2、确定移动电荷的电性;3、知道合外力指向曲线的内侧;1、知道速度一定在轨迹的切线方向上;2、电场力一定在电场线的切线方向上(直线电场线时电场力一定沿电场线);例1、如图2所示,实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时
3、的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是(BCD)A.带电粒子在a、b两点的电势何处较大B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.C带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大解析:对于电场线,疏密表大小,切线表示方向;对于轨迹线,切线表示速度方向;对于电场力与电场线的方向关系,对于正电荷,二者一致,而负电荷则相反。对于本题,假设有a向b运动,以a点进行分析有轨迹方向,可知速度沿a点切线斜向下,有轨迹的偏转情况,可知受力向左且沿过a点
4、的电场线,易知二者夹角为钝角,做负功,则速度会减小,动能会减小,势能会增加。但是由于没有说明粒子带点情况,所以不能确定电场线方向,电势高低,。例2、一匀强电场平行于xoy平面,一个带正电的粒子在xoy平面内从O点运动到A点,轨迹如图所示,且在A点时的速度方向与x轴平行,则电场的方向可能是(C )A.沿+x方向 B.沿-x方向 C.沿-y方向 D.沿+y方向解:(本题可看成类斜抛运动)A、B由题,粒子在A点时的速度方向与x轴平行,说明y轴方向粒子做减速运动.若电场的方向沿x轴方向,粒子沿y
5、轴方向做匀速直线运动,到达A点时速度不可能与x轴平行.故AB错误.C、若电场方向沿-y方向,粒子所受的电场力沿-y方向,粒子在y轴方向上做减速运动,x轴方向做匀速直线运动,到达A点时y轴方向的分速度减至零时,速度方向能与x轴平行.故C正确.D、若电场方向沿+y方向,粒子所受的电场力沿+y方向,粒子在y轴方向上做加速运动,x轴方向做匀速直线运动,到达A点时y轴方向有分速度,速度方向不可能与x轴平行.故D错误.(Y向的速度减为零,说明受到沿Y负向的力使其减速)例3、如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别
6、为m、2m、3m,B球带负电,电荷量为q,A、C球不带电,(不考虑小球间的电荷感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E.则以下说法正确的是( )A.静止时,A、B球间细线的拉力为5mg+qEB.静止时,A、B球间细线的拉力为5mg-qEC.剪断OA线瞬间,A、B球间细线的拉力为D.剪断OA线瞬间,A、B球间细线的拉力为解析:因为绳是不可伸长的,所以会有弹力的突变当OA剪短之后,假设AB间没有弹力(或者说是拉力),则A做自由落体运动。因为B受到向
7、下的电场力和重力的作用,所以B的加速度大于重力加速度,即B下落的要快,所以AB间的绳是绷紧的,且B拉着A下落,所以AB的加速度都要大于重力加速度假设BC间有拉力,则C的加速度要小于重力加速度,而B的加速度要大于重力加速度即此时BC间的绳不再是绷紧的,所以BC间没有绳的弹力,所以C做自由落体运动三、课堂小结:带电粒子在非匀强电场中运动判定的5个注意点。四、布置作业:五、教学后记:
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