2019-2020学年物理粤教版选修1-1同步配套学案：第一章 4 第四节 认识电场 Word版含答案

第四节认识电场
1.通过对电场概念的学习，使学生明确场的特点，描写场的方法．
2.理解和掌握电场线、电场强度的概念，知道什么是匀强电场．
3.树立“场”在空间上有分布的观念，并培养空间想象力．
一、电场的描述
1．电场
(1)电荷的周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的．
(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．
(3)电场的方向：人们规定，在电场中的任一点，正电荷受力的方向，就是这点的电场方向．2．电场线
(1)用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上任一点的切线方向表示该点的电场方向，电场线的疏密表示电场的强弱．
(2)特点：①电场线不是电场里实际存在的线，而是为形象地描述电场而假想的线，因此电场线与前面讲的磁场线一样是一种理想化模型．
②电场线始于正电荷，止于负电荷．在正电荷形成的电场中，电场线起于正电荷，延伸到无穷远处；在负电荷形成的电场中，电场线起于无穷远处，止于负电荷．几种特殊的电场的电场线分布如图1－4－1所示．
图1－4－1
③电场线不闭合，不相交，也不是带电粒子的运动轨迹．
3．电场强度
(1)在电场中任一点，用电场强度大小表示电场的强弱．
(2)电场强度的方向就是电场的方向．
(3)符号E，单位：伏/米(V/m)或者牛/库(N/C)．
(4)与电场线的关系：在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀的地方，场强越小．
电场中实际存在电场线吗？引入电场线的目的是什么呢？
提示：电场中实际并不存在，是人们为了形象的描述电场而引入一系列具有方向性的曲线，引入电场线的目的是为了描述电场的强弱和方向．
二、匀强电场
1．定义：在电场中的某个区域，如果电场强度的大小和方向处处相同，这个区域的电场叫做匀强电场．
2．电场线：匀强电场的电场线是一组方向相同等间距的平行线．
3．近似匀强电场：带有等量异种电荷的两块平行金属板之间的电场．
图1－4－2
一、对电场的理解
1．电场是一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在．
2．电荷间的相互作用是通过电场发生的，可由图1－4－3表示．
图1－4－3
3．电场虽然看不见、摸不着，但它总能通过一些性质而表现其存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用，所以电场也是客观存在的，因而也是一种物质．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．(单选)下列说法不正确的是()
A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用
D．电场是人为设想出来的，其实并不存在
解析：选D.电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质，电荷间的相互作用是通过电场产生的，不是假想的．故A、B、C正确，选D.
二、对电场线的进一步理解
1．电场线的特点
(1)电场线是假想的曲线，并不真实存在，但电场真实存在；
(2)电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；
(3)电场线上每一点的切线方向跟这点的场强方向一致；
(4)电场线的疏密程度反映场强的大小；
(5)电场线不相交；
(6)电场线不是电荷的运动轨迹．
记忆口诀：电场线，人为画，不相交，不闭合，疏则弱，密则强，表分布，否轨迹．
2．电场线的疏密和场强的关系常见情况分析
按照电场线的画法的规定，场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏．如图1－4－4甲中E A＞E B.
图1－4－4
但若只给一条直电场线，如图乙所示，A、B两点的场强的大小，则无法由疏密程度来确定，对此情况可有多种推理判断：(1)若是正点电荷电场中的一根电场线，则有E A＞E B.(2)若是负点电荷电场中的一根电场线，则有E A＜E B.(3)若是匀强电场中的一根电场线，则有E A＝E B.
3．电场线与电荷的运动轨迹
电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线，规定电场线上每点的场强方向沿该点的切线方向，也就是正电荷在该点受电场力产生的加速度的方向(负电荷受力方向相反)．运动轨迹
是带电粒子在电场中实际通过的径迹，径迹上每点的切线方向为粒子在该点的速度方向．结合力学知识我们知道，物体的速度方向不一定与加速度的方向一致．因此电场线不是粒子的运动轨迹．只有当电场线是直线，而带电粒子又只受电场力作用由静止开始运动时的轨迹才与电场线重合．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．(单选)如图1－4－5所示是电场中的一条电场线，下列说法正确的是()
图1－4－5
A．这必是正点电荷形成的电场中的一条电场线，且E A＜E B
B．这必是负点电荷形成的电场中的一条电场线，且E A＞E B
C．这必是等量异种电荷的平行金属板间的一条电场线，且E A＝E B
D．无法确定何种电场，无法比较E A和E B大小
解析：选D.电场中的电场线是直线的情况有很多种，如正点电荷的电场线，A选项；负点电荷的电场线，B选项；匀强电场的电场线，C选项．只给一条电场线，无法确定是何种电场，更无法比较E A、E B的大小．
对电场强度的理解
(单选)在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力方向向右，当放入负电荷时受到的电场力方向向左，下列说法正确的是()
A．当放入正电荷时，该点的场强方向向右，当放入负电荷时，该点的场强方向向左B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强
C．该点的场强方向一定向右
D．关于该点的场强，以上说法均不正确
[解析]电场是一种客观存在的物质，一旦电场确定，则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定，与放入电场中电荷所带的电性，电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关．电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向，与负电荷受力的方向相反，综上所述，正确答案为C.
[答案] C
(1)电场强度的方向与电荷在电场中所受电场力的方向有时相同，有时相反．若为正电荷，两者相同；若为负电荷，两者相反．
(2)电场中任一点的电场强度的大小与方向与该点放不放电荷、放什么电荷均无关，只要电场确定，该点的场强就确定了．
电场线性质的理解
(单选)如图1－4－6所示是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是()
图1－4－6
A．这个电场是负点电荷形成的电场
B．B点的场强大于A点的场强
C．点电荷在A点受到的静电力比在B点受到的静电力大
D．负电荷在B点受到的静电力沿B点电场线的切线方向
[解析]只根据电场线的方向不能确定场源电荷的正负，所以A不对．因为B点的电场线密度大于A点的密度，B点场强大于A点的场强，点电荷q在B点受到的静电力大，所以B 项正确．负电荷受到的静电力方向与电场线的切线方向相反，所以D项错．
[答案] B
(1)电场线某点的切线方向为电场的方向，也就是正电荷在该点的受力方向，电场线的疏密反映了电场的强弱．
(2)一条电场线不能反映电场的全部性质，只有多条电场线才能把电场的全部性质反映出来．。