資源簡介

(共56張PPT)
第1章　靜電力與電場強度
第3節　電場與電場強度
核心素養：1.知道電場是客觀存在的一種特殊物質. 2.理解電場強度及其定義式，并 能用該公式進行有關計算（難點）. 3.知道電場線的概念，了解幾種典型電場線分布 特點（重點）.
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研習任務一　電場及電場力
合作　討論
1. 萬有引力、庫侖力、磁極間的磁力，對于相互作用的物體，這些力都是沒有 直接接觸而產生的，這樣如何理解力是物體對物體的作用？
提示：萬有引力、庫侖力、磁極間的磁力是通過“場”發生作用的.場是物質存 在的另一種形式.
2. 電場是如何產生的？有什么特性？
提示：電場存在于電荷的周圍，電場對放入其中的電荷有力的作用.
電荷　
電
場　
靜電場　
力　
A. 只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場
B. 電場不是客觀存在的，是人們虛構的
C. 電荷間的相互作用是通過電場產生的，電場最基本的性質是對放在其中的電荷有 力的作用
D. 電場只能存在于真空和空氣中，不可能存在于物體中
[解析]　電荷周圍存在著電場，電場對放在其中的電荷有力的作用，電荷之間的相互 作用是通過電場發生的，A、C正確；電場是一種物質，它與其他物質一樣，不依賴 于我們的感覺而客現存在，在真空和導體中都能存在，B、D錯誤.
AC
A. 該點場強大小為2E，方向與E相同
B. 該點場強大小仍為E，但方向與E相反
C. 試探電荷q'在該點所受電場力大小為2F，方向與E相反
D. 試探電荷q'在該點所受電場力大小仍為F，方向與E相同
解析：電場強度的大小和方向是由電場本身的性質決定的，與試探電荷無關，因此該 點場強大小仍為E，但方向與E相同，根據F＝Eq可知試探電荷q'在該點所受電場力大 小為2F，方向與E的方向相反.
C
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研習任務二　電場強度的理解
合作　討論
在空間中有一電場，把一帶電荷量為q的點電荷放在電場中的A點，該電荷受到的 靜電力為F. 若把帶電荷量為2q的點電荷放在A點，則它受到的靜電力為多少？若把帶 電荷量為nq的點電荷放在該點，它受到的靜電力為多少？電荷受到的靜電力F與電荷 量q有何關系？
提示：2F，nF. F與q成正比，即F與q的比值為定值.
很小　
激發電場　
電場力F　
電荷量q　
正電荷　
負電荷　
3. 電場力
（1）公式：F＝qE.
（2）電場強度E從 的角度描述了電場的性質.
力　
√
×
×
×
[思考]
1. 在電場中的同一點放入不同試探電荷，電場強度是否相同？為什么？不放電 荷呢？
　　提示：相同.電場強度的大小和方向都是由電場本身所決定的，與試探電荷無關. 不放電荷，此位置電場強度的大小和方向依然不變.
AD
[解析]　電場強度的大小和方向都是由電場本身所決定的，與試探電荷無關，故該點 電場強度是個定值，故A正確，B錯誤；根據F＝Eq可知，F－q圖像是正比例函數圖 像，故C錯誤，D正確.
[訓練2]　如圖所示，在一帶負電荷的導體A附近有一點B，如在B處放置一個q1＝－ 2.0×10－8 C的電荷，測出其受到的靜電力F1大小為4.0×10－6 N，方向如圖，則：
（1）B處場強多大？方向如何？
200 N/C　方向與F1方向相反
解析：（2）q2在B點所受靜電力大小F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝ 8.0×10－5 N，方向與場強方向相同，也就是與F1方向相反.此時B處場 強大小仍為200 N/C，方向與F1方向相反.
（3）如果將B處電荷拿走，B處的場強是多大？
200 N/C
解析：（3）某點場強大小與有無試探電荷無關，故將B處電荷拿走，B處場強大小仍 為200 N/C.
（2）如果換成一個q2＝＋4.0×10－7 C的電荷放在B點，其受力多大？此時B處 場強多大？
8.0×10－5 N　200 N/C
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研習任務三　電場線
合作　討論
　　某一區域的電場線分布如圖所示.A、B、C是電場中的三個點.
（1）哪一點的電場強度最強？哪一點的電場強度最弱？
提示：（1）電場線疏密表示電場強弱，B點的電場強度最強，C 點的電場強度最弱.
（2）畫出各點電場強度的方向.
（3）把負的點電荷分別放在這三個點，畫出它所受靜電力的方向.
提示： （2）（3）如圖所示
（4）把正的點電荷從A點靜止釋放，它在靜電力作用下運動的軌跡是否與電場線 一致？
提示：（4）不一致.正電荷剛開始運動時初速度為0，加速度方 向與A點場強方向一致；開始運動后速度方向與場強方向不一致，則 正電荷運動軌跡與電場線不一致.
切線方向　
線　
疏密　
切線方向　
正電荷　
無窮遠處　
無窮遠處　
負電
荷　
3. 電場真實存在，電場線是 的線，實際電場中并不存在.
假想　
×
√
A
A. M點的電場強度大于N點的電場強度
B. 坐標原點附近未畫電場線的區域場強均為0
C. 將一正電荷由P點靜止釋放，僅在電場力作用下，可沿PM電場線運動到M點
D. 將一負電荷由O點靜止釋放，可能沿圖中虛線移到M點
[解析]　電場線密的地方電場強度大，由圖可知M點電場線比N點的密，所以M點的場 強大于N點的場強，故A正確；電場線只是大體形象描述電場，不畫電場線的區域也 有電場，故B錯誤；一正點電荷從P點由靜止釋放，該電荷所受的電場力是變力，方 向與電場線相切，根據曲線運動的條件知該電荷并不能沿電場線運動到M點，故C錯 誤；在第一象限區域，電場中不可能存在一條沿OM方向的直線電場線，則將一負電 荷由O點靜止釋放，不可能沿圖中虛線運動到M點，故D錯誤.故選A.
A. 小球A帶負電、小球B帶正電，且mA＞mB
B. 小球A帶負電、小球B帶正電，且mA＝mB
C. 小球A帶正電、小球B帶負電，且mA＞mB
D. 小球A帶正電、小球B帶負電，且mA＝mB
B
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研習任務四　幾種常見的電場線
　　　　　　　　　　　　　　　　
教材　認知
認真觀察常見的幾種電場線的分布情況，完成下面填空.
電場 電場線 簡要描述
點電荷 （1）電場線為直線
（2）方向由（正）點電荷指向無窮遠處或從無窮 遠處指向（負）點電荷
（3）離電荷近處電場線密，場強大；離電荷遠處 電場線疏，場強小
（4）以點電荷為球心作一球面，電場線處處與球 面垂直，球面上場強大小相等，方向不同
電場 電場線 簡要描述
等量同 種點電 荷 （1）由左向右，兩點電荷連線上的電場強度先 變 后變 .連線中點O電場強度 為
（2）兩點電荷連線中點O沿中垂線到無限遠，電 場強度先變 后變
（3）關于O點對稱的兩點電場強度 （填“等大同向”或“等大反向”）
小　
大　
零　
大　
小　
等大反向　
電場 電場線 簡要描述
等量異 種點電 荷 （1）由左向右，兩點電荷連線上的電場強度先 變 后變
（2）從兩點電荷連線中點O沿中垂線到無限遠， 電場強度逐漸變
（3）關于O點對稱的兩點電場強度 （填“等大同向”或“等大反向”）
小　
大　
小　
等大同向　
A. A、B兩點電場強度相同
B. 兩個電荷連線（直線）上的電場強度，連線中點電場強度最小
C. 將一正點電荷（僅受電場力）從A點無初速度釋放一定會沿電場線運動到B點
D. 兩個電荷連線（直線）的中垂線上各點電場強度方向相同，大小相等
B
[解析]　電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此A、B兩點電場強度方向不同， 故A錯誤；依據電場線的疏密，來體現電場強度強弱，因此兩個電荷連線（直線）上 的電場強度，連線中點電場強度最小，故B正確；若將一僅受電場力的正點電荷從A 點無初速度釋放，假設正點電荷沿電場線運動到B點，則該電荷做曲線運動，而正點 電荷的受力時刻沿電場線的切線即軌跡的切線，與正點電荷做曲線運動受力指向軌跡 凹側相矛盾，因此運動軌跡不會沿著電場線從A到B，故C錯誤；依據電場線的疏密， 來體現電場強度強弱，因此兩個電荷連線（直線）的中垂線上，從兩個電荷連線中點 到無窮遠，電場強度越來越小，電場線的切線方向表示電場強度的方向，因此中垂線 上各點電場強度方向一致，故D錯誤.
AD
A. 速度先增大，再減小
B. 速度一直增大
C. 加速度先增大再減小，過O點后，加速度先減小再增大
D. 加速度可能先減小，再增大
解析：根據等量負點電荷的電場線分布可知，在A、B連線的中垂線上，從無窮 遠到O點，電場強度先變大后變小，到O點變為零，電場強度方向沿中垂線指向 O點.若M、N相距較遠，則小球C受庫侖力從M向O運動時，小球C的速度不斷增 大，加速度先變大后變小，在O點時加速度變為零，速度達到最大，從O向N運 動時，小球C的速度不斷減小，加速度先變大后變小（具有對稱性）.如果M、N 相距較近，則小球C受庫侖力從M向O運動時，小球C的速度不斷增大，加速度越 來越小，在O點時加速度變為零，速度達到最大，從O向N運動時，速度不斷減 小，加速度越來越大，故A、D正確.
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課后提素養
√
×
×
√
A. 若在A點換上電荷量為－q的電荷，A點場強方向發生變化
B. 若在A點換上電荷量為2q的電荷，A點的場強將變為2E
C. 若在A點移去電荷q，A點的場強變為零
D. A點場強的大小、方向與q的大小、正負、有無均無關
D
A. 該定義式只適用于點電荷產生的電場
B. F是試探電荷所受到的力，q是產生電場的電荷的電荷量
C. 場強的方向與F的方向相同
D. 由該定義式可知，場中某點電荷所受的靜電力大小與該點場強的大小成正比
D
A. 電場線是電場中實際存在的曲線
B. 電場線實際就是帶電粒子在電場中的運動軌跡
C. 電場線在電場中不能相交
D. 電場線越密的地方電場強度越大
解析：電場線是為了描述電場而引入的假想的曲線，實際上并不存在，因此A項錯 誤；電場線是假想的曲線，并不是帶電粒子在電場中的運動軌跡，因此B項錯誤；電 場線在電場中不能相交，因為在電場中同一地點不可能存在兩個場強方向，因此C項 正確；電場線的疏密表示電場強度的大小，電場線越密集，電場強度越大，電場線越 稀疏，電場強度越小，因此D項正確.
CD
A. 該點電荷帶正電
B. 該點電荷帶負電
C. a點和b點電場強度的方向相同
D. a點的電場強度Ea大于b點的電場強度Eb
解析：由題圖可知，電場線指向該點電荷，故該點電荷是負點電荷，A錯誤，B正 確；因a、b兩點的電場線的方向不同，故a點和b點電場強度的方向不同，C錯誤；a 點處的電場線比b點的密，故Ea＞Eb，D正確.
BD
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課時作業
A. 電場強度E跟F成反比，跟q成正比
C. 如果電荷在電場中某點所受的靜電力大，則該點的電場強度就強
D. 一個小球在P點受到的靜電力為0，P點的場強一定為0
B
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A. 大小為3E，方向和E相反
B. 大小為E，方向和E相同
C. 大小為3E，方向和E相同
D. 大小為E，方向和E相反
解析：電場強度由電場本身決定，與試探電荷的有無、電性、電荷量的大小無關，故 B正確，A、C、D錯誤.
B
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A. 場源電荷可能是正電荷，位置在點a左側
B. 場源電荷可能是正電荷，位置在點b右側
C. 場源電荷可能是負電荷，位置在點a左側
D. 場源電荷可能是負電荷，位置在點b右側
AC
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A. M點的電場強度與N點相等
B. M點的電場強度比N點的強
C. M點的電場強度比N點的弱
D. 帶電荷量相同的電荷在M、N兩點受到的電場力大小相等
解析：由題圖可知，M點處電場線較密，N點處電場線較疏，則M處電場強度大于N處 電場強度，故B正確，A、C錯誤；由F＝Eq知帶電荷量相同的電荷在M點受到的靜電 力大于在N點受到的靜電力，故D錯誤.
B
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A. 甲圖中M、N兩點電場強度相同
B. 乙圖中M、N兩點電場強度相同
C. 丙圖中M、N兩點電場強度不同
D. 丁圖中M、N兩點電場強度不同
D
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解析：題圖甲中M、N兩點電場強度大小相等，但方向不同，故A錯誤；題圖乙中M、 N兩點電場強度大小相等，但方向相反，故B錯誤；題圖丙中，M、N兩點電場強度等 大同向，故C錯誤；題圖丁中，M、N兩點電場強度等大反向，故D正確.
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A. M點沒有電場線則電場強度為零
B. M點電場強度等于N點電場強度
C. 負電荷在M點所受的靜電力小于在N點所受的靜電力
D. 將電子從M點由靜止釋放，電子將沿豎直方向向上運動
解析：M點電場線沒有畫出，不是沒有電場線，電場強度也不為0，故A錯誤；電場線 密的地方電場強度大，則N點電場強度大，故B錯誤；電場線密的地方電場強度大， 由靜電力公式F＝Eq可知電場強度越大，靜電力越大，故在N點所受靜電力大，C正 確；電子為負電荷，逆著電場線方向移動，故D錯誤.
C
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A. 在兩個點電荷形成的電場中，e、f處場強相同
B. 在兩電荷的連線上，O處場強大小最大
C. ad連線的垂直平分線上各點的場強大小不相等、方向也不相同
D. ad連線的垂直平分線上各點的場強大小不相等，但方向相同
解析：由等量異種點電荷形成的電場線的分布特點可知，e、f處的電場強度大小相 等，方向不相同，故A錯誤；等量異種點電荷電場中，在兩點電荷的連線上，O處場 強大小最小，故B錯誤；等量異種點電荷連線的垂直平分線上各點電場強度方向均相 同，但大小不相等，故C錯誤，D正確.
D
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B
解析：由v－t圖像可知，電荷從A到B做加速度減小的加速運動，由“加速”可知電荷 受到的靜電力方向和運動方向相同，而所帶電荷電性為負，則電場方向由B到A，由 “加速度減小”可知電場強度變小，即電場線變疏，即由A到B電場線變疏，故選B.
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A. A點的電場強度大小為2×103 N/C
B. B點的電場強度大小為2×103 N/C
C. 點電荷Q在A、B之間
D. 點電荷Q在O、B之間
AC
解析：由F＝Eq可知，在F－q圖像中，斜率大小表示電場強度大小，由題圖乙知，A 點的電場強度大小為2×103 N/C，B點的電場強度大小為500 N/C，故A對，B錯；A、 B兩點放置正、負不同的試探電荷，受力方向總為正，說明A、B兩點的電場強度方向 相反，點電荷Q只能在A、B之間，故C對，D錯.
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A. 負點電荷在從P點到O點的過程中，加速度越來越大，速度也越來越 大
B. 負點電荷在從P點到O點的過程中，加速度越來越小，速度越來越大
C. 負點電荷運動到O點時加速度為零，速度達到最大值
D. 負點電荷在從O點到G點的過程中，速度越來越小，加速度越來越 大
C
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解析：負點電荷在從P點到O點的過程中，所受的電場力方向豎直向下，做加速運 動，所以速度越來越大，因為從O點向上到無窮遠，電場強度先增大后減小，負點電 荷在P點到O點的過程中，電場強度大小變化不確定，所以其所受電場力的大小變化 無法確定，加速度的大小變化不能確定，A、B錯誤；負點電荷運動到O點時，其所受 的電場力為零，加速度為零，然后向下做減速運動，所以在O點時負點電荷的速度達 到最大值，C正確；負點電荷在從O點到G點的過程中，做減速運動，速度越來越小， 同理，加速度的大小變化無法確定，D錯誤.
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A
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解析：兩等量異種點電荷電場的電場線如圖所示，在它們連線的中垂線上，從連線上 的中點O到無窮遠處的電場強度逐漸減小，方向不變.故選A.
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