2.1探究电场力的性质学案
电场力的性质导学案
第2讲电场力的性质一、学习目标：1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.2.熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题．二、自主学习导学提纲（一）、电场强度1．静电场(1)电场是存有于电荷周围的一种，静电荷产生的电场叫静电场．(2)电荷间的相互作用是通过实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有2．电场强度(1)物理意义：表示电场的和(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的的比值叫做该点的电场强度．(3)定义式：.点电荷的电场强度：匀强电场的电场强度：(4)标矢性：电场强度是矢量，规定正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从定则．（二）、电场线1．定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的及，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的方向表示该点的电场强度方向，曲线的表示电场强度的大小．2．特点：(1)电场线是假想的，不是真实存有的。
(2)电场线从正电荷或出发，终止于或无限远处；（3）静电场中的电场线、、；(4)在同一电场里，电场线越密的地方场强越；电场线上某点的方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向；(6)电场线和等势面在相交处互相．3．几种典型电场的电场线(如图3所示)．基础演练1、关于电场强度的概念，下列说法准确的是 ( )A ．由E ＝F q 可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比B ．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负相关C ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零2、对于由点电荷Q 产生的电场，下列说法准确的是 ( )A ．电场强度的定义式仍成立，即E ＝F Q，式中的Q 就是产生电场的点电荷 B ．在真空中，电场强度的表达式为E ＝kQ r2，式中Q 就是产生电场的点电荷 C ．在真空中，电场强度的表达式E ＝kq r2，式中q 是检验电荷 D ．以上说法都不对3、以下关于电场和电场线的说法中准确的是 ( )A ．电场、电场线都是客观存有的物质，所以电场线不但能在空间相交，也能相切B ．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零C ．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D ．电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存有课堂互动（一）、电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的场强的矢量和．(2)运算法则： ．例1、如图所示，在水平向右、大小为E 的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷，A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点，B 、D 连线与电场线平行，A 、C 连线与电场线垂直．则 ( )A ．A 点的场强大小为 E 2＋k 2Q 2r 4 B ．B 点的场强大小为E －k Q r2 C ．D 点的场强大小不可能为0 D ．A 、C 两点的场强相同例2、如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点电场强度的大小变为E 2.E 1与E 2之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3例3、如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) ( )A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 2例4、一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷，另一电量为+q 的点电荷放在球心O 处，因为对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r ，(r<<R)的一个小圆孔，则剩余的绝缘球壳在球心处产生的场强大小为多少？方向如何？(已知静电力恒量为k)（二）、两个等量点电荷电场的分布等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向例5、如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能准确的是( )A．速度先增大，再减小B．速度一直增大C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D．加速度先减小，再增大一课一练1．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场的电场线(方向未画出)如图所示，一电子在A、B 两点所受的电场力分别为F A和F B，则它们的大小关系为( )．A．F A＝F B B．F A<F BC．F A>F B D．无法确定2．一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能准确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )3．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )．A ．－F 2 B.F 2C ．－FD ．F4．如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m ，带电荷量为q ，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止( )．A ．垂直于杆斜向上，场强大小为mg cos θ/qB ．竖直向上，场强大小为mg /qC ．垂直于杆斜向上，场强大小为mg sin θ/qD ．水平向右，场强大小为mg cot θ/q5．如图所示，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为v A 和v B ，最大动能分别为E k A 和E k B ，则( )．A ．m A 一定小于mB B ．q A 一定大于q BC ．v A 一定大于v BD ．E k A 一定大于E k B6．如图所示，两质量均为m 的小球A 和B 分别带有＋q 和－q 的 电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg .现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是( )A ．悬线OA 向右偏，OA 中的张力大于2mgB ．悬线OA 向左偏，OA 中的张力大于2mgC ．悬线OA 不发生偏离，OA 中的张力等于2mgD ．悬线AB 向左偏，AB 线的张力比不加电场时要大7．在竖直平面内固定一半径为R 的金属细圆环，质量为m 的金属小球(视为质点)通过长为L 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q (未知)时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图8所示．已知静电力常量为k .则下列说法中正确的是( )．A ．电荷量Q ＝ mgL 3kR B ．电荷量Q ＝ mg (L 2－R 2)L 32kRC ．线对小球的拉力F ＝mgR LD ．线对小球的拉力F ＝mgR L 2－R 2。
《电场力的性质》教学设计
《电场力的性质》教学设计方案课题名称电场力的性质科目物理年级高三教学时间 2 课时学习者分学生已经复习了力学的基础上，来复习电学，对所用力学知析识相对熟悉，但对电学的基础概念，由于时间过长，遗忘较多。
一、情感态度与价值观1.使学生建立事物是普遍联系的观点。
2.通过学习培养学生热爱科学的态度。
教学目标二、过程与方法1.通过问题的设置，引导学生回忆并理解描述电场力的性质物理量。
2.采用归纳法建立本部分内容的知识结构。
3．建立解题的基本思路。
教学重点、难点展示题目，学生思考解答三、知识与技能1.理解电学的两条实验规律。
2.理解电场强度与电场线的概念，及点电荷的场强决定式。
3．建立解决电场力学问题的基本思路。
1.库仑定律，描述电场力性质的概念。
2.建立解决问题的一般思路。
教学过程1．电场强度和电场力（通过 5 个针对练习，完善对电场强度、电场力概念的理解，并能简单应用。
）针对训练1-1：真空中点电荷+Q产生的电场中，距离场源r 处的 A 点放一个电量 q = -2 10-8 C 的电荷，受到电场力大小为610-6N，则该力的方向跟 A 点电场强度的方向相， A 点电场强度大小为N/C ；如果在 A 点放一个 q =+4 10-8C的电荷，它受到的电场力大小为N ；方向跟 A 点场强的方向相；如果拿走电荷 q 则A点场强大小为N/C ；如果将场源电荷更换为-2Q，A 点电场强度大小变为N/C ，方向与原来方向相。
针对训练1-2:下列关于电场强度的说法中，正确的是()A. 在一个以点电荷Q为中心， r 为半径的球面上，各处的电场强度都相同B. 由公式 E= F可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所q受的电场力 F 成正比C.在公式 F=kQ 1Q 2中，kQ 2是点电荷 Q 2 产生的电场在点电荷Q 1 处的场强r 2r 2大小；而kQ 1是点电荷 Q 1 产生的电场在点电荷 Q 2 处场强的大小r2D. 据匀强电场场强计算式EU，场强的大小等于两点间的电势差与两点 d间距离的比值。
2.1探究电场力的性质学案
电场力的性质1、理解下列基本概念：电场强度、点电荷、检验电荷和场源电荷等2、理解并熟练运用的规律：电荷守恒定律和库仑定律重点：电场强度的概念及其定义。
难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。
一、电场、电场强度1．电场：带电体周围客观存在的一种物质．它是间相互作用的媒体，具有力和能的性质．2．电场强度(1)意义：描述电场和的物理量．(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值．(3)公式：E＝，单位：V/m或.(4)方向：在该点的受力方向相同，是矢量．(5)决定因素：电场强度决定于电场本身，与q无关．4、电场的叠加：遵循的规律是：二、电场线1、定义：为了形象地描述电场中各点场强的及，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的。
2、几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场如图甲所示：电场线由出发，到终止(2)负点电荷的电场如图乙所示：电场线由出发，到终止．(3)等量同种和异种点电荷的电场两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较如下为最先后逐渐(4)匀强电场的电场线分布如图丙所示．特点：．(5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。
场看不见、摸不着，但却客观存在。
你知道自然界存在哪些场吗？【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场？【问题3】要研究电场，必须在电场中放入电荷。
无论放置什么样的带电体都可以吗？【问题4】小组讨论：甲同学说：“由电场强度的定义qF E 可知，E 跟F 成正比，E 跟q 成反比。
”乙同学说：“电场强度E 跟q 、F 无关。
”请说出你们小组的观点。
如果以检验电荷q 的带电量值为横轴，它在电场中A 点受到的静电力F 为纵轴画出直角坐标系，你认为F 与q 的关系图线应是什么样的曲线？【问题5】．电场线的特点1. 不闭合：电场线起始于 ，终止于 ，即电场线不能形成闭合曲线．2. 不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断， 两条电场线也不能相交．3. 在同一电场里，电场线越密的地方场强 。
电场力的性质教学设计
2.1 探究电场的力的性质教学目标：1.知识与技能：理解场、静电场、电场力、电场强度的概念，掌握电场强度的定义式和点电荷场强的计算公式，能正确理解和使用电场强度的单位，了解一些典型的电场强度值。
2.过程与方法：通过引入试探电荷研究电场，知道用理想模型进行研究的方法，体会用比值定义电场强度的方法。
3.情感态度与价值观：了解引入“场”概念的探索过程，感受科学家的钻研精神，通过建立电场强度概念和推导点电荷场强的过程，训练学生的抽象思维能力。
教学重点: 本节课的教学重点是建立电场强度的概念，知道电场强度的定义式qF E =和点电荷的场强公式2k r Q E =，并知道这两个公式的适用范围。
教学难点：由于场是一种看不见摸不着的特殊形态的物质，如何引导学生用合适的方法来研究电场是教学的重点。
在研究电场性质的过程中，如何引导学生认识用比值定义电场强度是教学的另一难点。
教学过程：◆ 创设情境，引入新课教师提供示波器实物，演示观察直流电和交流电的波形（或播放投影）。
说明示波器在电子技术中有广泛的应用。
同时简介示波管中的电子束受到力的作用而运动，打在荧光屏上形成图像。
（不要求也不可能让学生在这里就明白示波器的工作原理，仅让学生有一个大概的了解）。
接着，引导学生汇报想要弄清的问题（即悬念）：例如，电子受到的是一种什么力？是库仑力吗？是由谁提供的呢？电荷间的相互作用是靠什么传递的呢？……由此引入新课，简介本章所要学习的内容。
第二章电场与示波器2.1 探究电场的力的性质一、电场在学生阅读教材的基础上，由学生理清科学家探索“场”概念的简要历程：牛顿时代的人提出“超距作用的观点”。
法拉第提出“近距作用的观点”并用“电场”一词；麦克斯韦建立电磁理论。
从此“场”成为现代物理学中最重要的基本概念之一。
◆师生归纳1.场：物质存在的一种特殊形态。
即看不见有摸不着。
2.电场：电荷周围空间存在的场。
可与引力场（重力场）类比3.电场力：电场对放在其中的电荷的作用力。
高中物理 电场力的性质教案 新人教版选修2-1
辽宁省朝阳县柳城高级中学高中物理选修2-1教案：电场力的性质一、考点梳理：1、元电荷的带电量：2、使物体带电的方法有哪些？它们的共同点是什么？是不是创造了电荷？3、库仑定律及其适用条件？两个电量不同的带电体受到的库仑力大小相等吗？4、请写出电场强度的有关概念？5、请写出电场线的特点并画出几种典型的电场线？二、典型例题例1：在真空中O 点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C，直线NM通过O点，OM的距离r=30cm，M 点放一个点电荷q=-1.0×10-10C，如图所示，求：（1）q 在M点受到的作用力？（2）M点的场强？（3）拿走q后M的场强？（4）M、N点哪点场强大？（5）如果把Q换成─1.0×10-9C的点电荷，情况如何？练习1：如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C，在电场内一水平面上作半径10cm的圆，圆周上取A、B两点， AO连线沿E方向，BO⊥AO，另在圆心O处放一电量为10-8C的正点电荷，则A处场强大小E A= ，B处场强的大小E B= ，方向为。
例2：如图所示，一质量为60g、带电量q=－1.7×10-8C的带电小球，用绝缘细线悬挂在电场线水平的匀强电场中，小球静止时，细线与水平方向夹角为60°，求：（1）该匀强电场场强大小和方向为？（2）若剪断细线，小球的加速度是多少？（3）剪断细线后小球如何运动？练习2：如图所示，在匀强电场中，将质量为m带电量为q的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强大小是（）A．唯一值mg tanθ/q B．最大值mg tanθ/qC．最小值mg sinθ/q D．以上不对例3：如图所示，一带电粒子只受电场力从A飞到B，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．粒子带负电B．粒子加速度不断变小C．粒子在A点时动能较大D．B点场强大于A点场强例4：如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m、带电q小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放。
电场力的性质教学设计
《电场力的性质》教学设计一、教学目标：1．知识目标加深理解库仑定律、电场强度、电场线等重点概念。
2．能力目标在熟练掌握基本概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。
3．物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。
二、重难点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用静电场部分的内容概念性强，规律内容含义深刻，是有关知识应用的基础．但由于概念和规律较抽象，对掌握这些概念和规律造成了一定的难度．所以，恰当地建立有关的知识结构，处理好概念之间、规律之间的关系，是解决复习困难的有效方式．三、教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学四、教具：多媒体，学案，五、教学过程引入新课：教师：从本节课开始，我们复习静电场的有关知识。
请同学观看电荷之间的相互作用视频。
教师：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
思考一：如何使物体带电？思考二：电荷之间的相互作用力是如何产生的？主要教学过程：思考一：使物体带电的方式和本质？物体带电的规律以及所带电荷量满足的规律？（一）电荷221r Q Q k F 在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。
用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。
物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大。
在实践中使物体带电有三种方式：1、起电的方法（1）、摩擦起电的实质：（2）、接触起电： （3）、感应起电： 各种起电方式的实质：电子从一个物体转移到另一个物体2、电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量不变。
3、元电荷：电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。
电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.6×10-19C 。
《探究电场力的性质——综合运用》导学案
《探究电场力的性质——综合运用》导学案【学习目标】综合运用电场力、电场强度、电场强度叠加原理、电场线分析求解静电场及静电场与力学综合问题【学习重点】分析与求解静电场综合问题的思路与方法【学习难点】力电综合问题【归纳点拨】2.电场强度的几个公式（1）是电场强度的定义式，适用于 的静电场。
（2）是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。
3.电场的叠加：电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算4.电场线:在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场方向一致，这样的曲线就叫做电场线;要注意电场线不一定与电荷运动轨迹重合。
要牢记以下6种常见的电场的电场线：5.注意电场线的特点：①电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。
②电场线互不相交。
③起始正电荷，终止于负电荷的假想曲线。
④不是带电体的运动轨迹，带电体的运动轨迹是由受到的合外力情况和初速度共同决定。
【案例引路】例1.如图所示，一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E ==1.0 ×105N / C 、与水平方向成θ＝300角的倾斜向上的匀强电场中。
杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝+4.5×10－6C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝+1.0 ×10-6C，质量m＝1.0×10一2 kg 。
现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。
（静电力常量k＝9.0×10 9N·m2／C2，取g =l0m / s2)（l）小球B开始运动时的加速度为多大？F NF1F2mg（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？分析与求解：（1）开始运动时，小球受力如图4 下所示，其合力必沿沿竖直方向，在竖直方向上对小球运用牛顿定律有：，代入已知数据解此得小球B开始运动时的加速度为：（2）小球B开始运动后，小球A对它的库仑力逐渐增大，它所受的合力逐渐减小，运动中向下的加速度逐渐减小，当向下的合力为零时，加速度为零，此后，合力方向向上，且逐渐增大，小球做加速度逐渐增大的减速运动．因此，合力为零时，小球Ｂ速度最大，由力的平衡条件有：，代入已知数据解此式得：．【强化练习】1.图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用E a、E b表示a、b两点场强大小，（）A．E a>E b B．E a=E b C．E a<E bD．因不知a、b附近电场线的分布，不能确定E a、E b的大小关系2.a、b为两个带等量正电荷的固定的小球，O为ab连线的中点，如图所示，c、d为中垂线上的两对称点且离O点很近，若在C点静止释放一个电子，关于电子的运动，以下叙述正确的有( )A.在CO的过程中，做匀加速运动B.在CO的过程中，做加速度减小的变加速运动C.在O点速度最大，加速度为零D.在cd间沿中垂线振动3.有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向的匀强电场中，如图（1）所示。
高二物理选修教案：《探究电场的力的性质》
第2章电场与示波器2.1 探究电场的力的性质一、教材分析电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一，它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。
本节内容表明电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质，它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。
正是利用电场的这一特性，我们通过研究试探电荷的所受静电力特点，引入了描述电场强弱的物理量。
二、教学目标（一）知识与技能1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。
3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。
4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。
5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
（二）过程与方法1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。
2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
（三）情感态度与价值观1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
2．学习科学家严谨科学的态度。
三、教学重难点（一）教学重点1．探究描述电场强弱的物理量。
2．理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。
（二）教学难点探究描述电场强弱的物理量。
四、学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容，且比较抽象，学生学起来有一定的困难，教师应进行适当启发引导五、课前准备学生准备展示预习情况，老师准备幻灯片，计算机，铜丝，塑料笔六、教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：1．学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。
2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。
3．通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。
电场的力的性质教案
第九单元 电场（一）电场的力的性质教学目标1.知道两种电荷，元电荷及其带电量，理解摩擦起电、感应起电、接触带电的实质.2.理解点电荷这一理想化模型，掌握库仑定律.3.理解电场强度的定义式及其物理意义.4.知道几种典型的电场线的分布，知道电场线的特点.重点：对基本概念的理解难点：带电质点在电场中的受力分析以及与牛顿定律相结合的综合问题一、电场1、电荷周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场产生的，电场是客观存在的一种特殊物质形态。
2、电场的基本性质①对放入其中的电荷有力的作用；②能使放入电场中的导体产生静电感应现象。
二、电荷1、元电荷：c e 19106.1-⨯= 所有带电体所带的电荷量均为元电荷的整数倍2、比荷：也叫荷质比m q 电子的荷质比c m e e111076.1⨯= 3、起电方式（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，带上等量导种的电荷。
（2）接触起电：分配规律：完全相同的带电金属小球相接触，带同种电荷时，平均分配总电荷量；带异种电荷时，先中和后平均分配剩余电荷量。
（3）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与带电体电荷相同的电荷。
（近端和远端）a ．使带电体C (如带正电)靠近相互接触的两导体A 、B (如图甲)．b ．保持C 不动，用绝缘工具分开A 、B .c ．移走C ，则A 带负电，B 带正电(如图乙)．如果先移走C ，再分开A 、B ，那么原来A 、B上感应出的异种电荷立即中和，不会使A 、B 带电．注意：当一端接地时，导体为近端，大地为远端4、物体带电的实质：电子从一个物体转移到另一个物体，即电子的转移。
各种物质的原子核对电子的束缚能力不同，因而物质得失电子的本领也不同，这就造成了摩擦起电等各种带电现象。
场的提出 （1）凡是在有电荷的地方， 周围都存在电场 （2）在变化的磁场周围也有电场； 变化的电场周围存在磁场。
电场力的性质教案
电场力的性质教案一、电荷 电荷守恒定律 1．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e ＝1.60×10－19C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型． 2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变．(2)三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电． (3)带电实质：物体得失电子．(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分． 二、库仑定律 1．内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 2．表达式F ＝k q 1q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量．3．适用条件真空中的静止点电荷．(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式． (2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷． 4．库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 三、电场、电场强度 1．电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质； (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值． (2)定义式：E ＝Fq；单位：N /C 或V/m.(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向． 3．点电荷的电场：真空中距场源电荷Q 为r 处的场强大小为E ＝k Qr 2.四、电场线的特点1．电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷． 2．电场线在电场中不相交．3．在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．考点一 库仑定律的理解和应用1．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用．2．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r 为球心间的距离． 3．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图4所示．图4(1)同种电荷：F ＜k q 1q 2r 2；(2)异种电荷：F ＞k q 1q 2r2.4．不能根据公式错误地认为r →0时，库仑力F →∞，因为当r →0时，两个带电体已不能看做点电荷了．例1 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同．如图5所示，半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在过球心O 的直线上有A 、B 两个点，O 和B 、B 和A 间的距离均为R .现以OB 为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k ，球的体积公式为V ＝43πr 3，则A 点处检验电荷q 受到的电场力的大小为( )图5A.5kqQ 36R 2B.7kqQ 36R 2C.7kqQ 32R 2D.3kqQ 16R 2 答案 B解析 实心大球对q 的库仑力F 1＝kqQ 4R 2，挖出的实心小球的电荷量Q ′＝(R 2)3R 3Q ＝Q8，实心小球对q 的库仑力F 2＝kq Q8(32R )2＝kqQ 18R 2，则检验电荷q 所受的电场力F ＝F 1－F 2＝7kqQ36R 2，选项B 正确． 变式1 科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷．如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将( )A ．向地球表面下落B ．远离地球向太空运动C ．仍处于悬浮状态D ．无法判断 答案 C例2 如图6，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab ＝5 cm ，bc ＝3 cm ，ca ＝4 cm.小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线．设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则( )图6A ．a 、b 的电荷同号，k ＝169B ．a 、b 的电荷异号，k ＝169C ．a 、b 的电荷同号，k ＝6427D ．a 、b 的电荷异号，k ＝6427答案 D解析 由小球c 所受库仑的合力的方向平行于a 、b 的连线知a 、b 带异号电荷．a 对c 的库仑力F a ＝k 0q a q c(ac )2①b 对c 的库仑力F b ＝k 0q b q c(bc )2②设合力向左，如图所示，根据相似三角形得F a ac ＝F bbc③由①②③得k ＝⎪⎪⎪⎪q a q b ＝(ac )3(bc )3＝6427，D 正确．考点二 库仑力作用下的平衡问题涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向．例3 如图7甲所示，用OA 、OB 、AB 三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m 的带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB 绳水平，OB 绳对小球的作用力大小为F T .现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F ，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA 绳竖直，OB 绳对小球的作用力大小为F T ′.根据以上信息可以判断F T 和F T ′的比值为( )图7A.33B.3C.233 D ．条件不足，无法确定答案 A解析 题图甲中，对B 球受力分析，受重力、OB 绳的拉力F T 、AB 绳的拉力F T A 、AB 间的库仑力F A ，如图(a)所示：根据平衡条件，有：F T ＝mg cos 30°＝23mg ；题图乙中，先对小球A 受力分析，受重力、AO 绳的拉力，AB 间的库仑力以及AB 绳的拉力，由于A 处于平衡状态，则AB 绳的拉力与库仑力大小相等，方向相反，再对B 球受力分析，受拉力、重力、OB 绳的拉力、AB 间的库仑力以及AB 绳的拉力，而AB 间的库仑力与AB 绳的拉力的合力为零，图中可以不画，如图(b)所示． 根据平衡条件，有：F T ′＝mg cos 60°＝2mg ，可见F T F T ′＝33，故选A. 变式3 如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m ，所带电荷量分别为＋q 和－q ，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E ，且有qE ＝mg ，平衡时细线都被拉直．则平衡时的可能位置是哪个图( )答案 A解析 先用整体法，把两个小球及细线2视为一个整体．整体受到的外力有竖直向下的重力2mg 、水平向左的电场力qE 、水平向右的电场力qE 和细线1的拉力F T1，由平衡条件知，水平方向受力平衡，细线1的拉力F T1一定与重力2mg 等大反向，即细线1一定竖直．再隔离分析乙球，如图所示．乙球受到的力为：竖直向下的重力mg 、水平向右的电场力qE 、细线2的拉力F T2和甲球对乙球的吸引力F 引．要使乙球所受合力为零，细线2必须倾斜．设细线2与竖直方向的夹角为θ，则有tan θ＝qEmg＝1，θ＝45°，故A 图正确．考点三 库仑力作用下的变速运动问题例4 (多选)如图9所示，光滑绝缘的水平面上有一带电荷量为－q 的点电荷，在距水平面高h 处的空间内存在一场源点电荷＋Q ，两电荷连线与水平面间的夹角θ＝30°，现给－q 一水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动(恰好不受支持力)，已知重力加速度为g ，静电力常量为k ，则( )图9A ．点电荷－q 做匀速圆周运动的向心力为3kQq4h 2 B ．点电荷－q 做匀速圆周运动的向心力为3kQq8h 2C ．点电荷－q 做匀速圆周运动的线速度为3ghD ．点电荷－q 做匀速圆周运动的线速度为3gh 2答案 BC解析 恰好能在水平面上做匀速圆周运动，点电荷－q 受到竖直向下的重力以及点电荷＋Q 的引力，如图所示，电荷之间的引力在水平方向上的分力充当向心力，两点电荷间距离R ＝h sin θ，F n ＝k Qq R 2·cos θ，联立解得F n ＝3kQq8h 2，A 错误，B 正确；点电荷－q 做匀速圆周运动的半径r ＝h tan θ，因为F n ＝mgtan θ，根据F n ＝m v 2r ，可得v ＝3gh ，C 正确，D 错误．变式4 在匀强电场中，有一质量为m ，带电荷量为＋q 的带电小球静止在O 点，然后从O 点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为θ，如图10所示，那么下列关于匀强电场的场强大小的说法中正确的是( )图10A ．唯一值是mg tan θqB ．最大值是mg tan θqC ．最小值是mg sin θqD ．不可能是mgq答案 C解析 小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，其所受合力方向沿直线向下，由三角形定则知电场力最小为qE ＝mg sin θ，故场强最小为E ＝mg sin θq，故C 正确．命题点四 电场强度的理解和计算类型1 点电荷电场强度的叠加及计算 1．电场强度的性质(1)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向；(2)唯一性：电场中某一点的电场强度E 是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q 无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置；(3)叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和 2．三个计算公式公式 适用条件 说明定义式E ＝F q任何电场 某点的场强为确定值，大小及方向与q 无关 决定式 E ＝k Q r 2真空中点电荷的电场E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定关系式E ＝U d匀强电场d 是沿电场方向的距离3.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图例5 如图d .E 、G 两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q 的负点电荷置于H 点时，F 点处的电场强度恰好为零．若将H 点的负电荷移到O 点，则F 点处场强的大小和方向为(静电力常量为k )( )图11A.4kQd 2，方向向右 B.4kQd 2，方向向左 C.3kQd 2，方向向右 D.3kQd2，方向向左 答案 D解析 当负点电荷在H 点时，F 点处电场强度恰好为零，根据公式E ＝k Qr 2可得负点电荷在F 点产生的电场强度大小为E ＝k Q d 2，方向水平向左，故两个正点电荷在F 点产生的电场强度大小为E ＝k Qd 2，方向水平向右；负点电荷移到O点，在F 点产生的电场强度大小为E 1＝k 4Q d 2，方向水平向左，所以F 点的合场强为k 4Q d 2－k Q d 2＝k 3Qd 2，方向水平向左，故D 正确，A 、B 、C 错误．变式5 如图12所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a ，则正方形两条对角线交点处的电场强度( )图12A ．大小为42kQa 2，方向竖直向上B ．大小为22kQa 2，方向竖直向上C ．大小为42kQa 2，方向竖直向下D ．大小为22kQa 2，方向竖直向下答案 C解析 一个点电荷在两条对角线交点O 产生的场强大小为E ＝kQ (22a )2＝2kQa 2，对角线上的两异种点电荷在O 处的合场强为E 合＝2E ＝4kQ a 2，故两等大的场强互相垂直，合场强为E O ＝E 合2＋E 合2＝42kQa 2，方向竖直向下，故选C.类型2 非点电荷电场强度的叠加及计算1．等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景．例如：一个点电荷＋q 与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图13甲、乙所示．图13例6 一无限大接地导体板MN 前面放有一点电荷＋Q ，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN 存在的情况下，由点电荷＋Q 与其像电荷－Q 共同激发产生的．像电荷－Q 的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷＋Q 在此镜中的像点位置．如图14所示，已知＋Q 所在位置P 点到金属板MN 的距离为L ，a 为OP 的中点，abcd 是边长为L 的正方形，其中ab 边平行于MN .则( )图14A ．a 点的电场强度大小为E ＝4k QL2B ．a 点的电场强度大小大于b 点的电场强度大小，a 点的电势高于b 点的电势C ．b 点的电场强度和c 点的电场强度相同D ．一正点电荷从a 点经b 、c 运动到d 点的过程中电势能的变化量为零 答案 B解析 由题意可知，点电荷＋Q 和金属板MN 周围空间电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以a 点的电场强度E ＝k Q (L 2)2＋k Q (3L 2)2＝40kQ9L 2，A 错误；等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如图所示由图可知E a >E b ，φa >φb ，B 正确；图中b 、c 两点的场强不同，C 错误；由于a 点的电势大于d 点的电势，所以一正点电荷从a 点经b 、c 运动到d 点的过程中电场力做正功，电荷的电势能减小，D 错误． 2．对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化．例如：如图15所示，均匀带电的34球壳在O 点产生的场强，等效为弧BC 产生的场强，弧BC 产生的场强方向，又等效为弧的中点M 在O 点产生的场强方向．图15例7 如图16所示，一电荷量为＋Q 的均匀带电细棒，在过中点c 垂直于细棒的直线上有a 、b 、d 三点，且ab ＝bc ＝cd ＝L ，在a 点处有一电荷量为＋Q2的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )图16A ．k 5Q 9L 2B ．k 3Q L 2C ．k 3Q 2L 2D ．k 9Q 2L 2答案 A解析 电荷量为＋Q 2的点电荷在b 处产生的电场强度为E ＝kQ2L 2，方向向右，b 点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棒与＋Q 2在b 处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b 处产生的电场强度大小为E ′＝kQ2L 2，方向向左．根据对称性可知细棒在d 处产生的电场强度大小为kQ 2L 2，方向向右；而电荷量为＋Q2的点电荷在d 处产生的电场强度为E ″＝kQ 2(3L )2＝kQ 18L 2，方向向右，所以d 点处场强的大小为E d ＝5kQ9L 2，方向向右，故选项A 正确． 3．微元法将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强．作业1．(多选)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图1中实线所示．一初速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则()图1A．小球带正电B．恒力F的方向可能水平向左C．恒力F的方向可能与v方向相反D．在A、B两点小球的速率不可能相等答案AB解析由小球从A点到C点的轨迹可知，小球受到的电场力方向向右，带正电，选项A正确；小球从C点到B点，所受合力指向轨迹凹侧，当水平恒力F水平向左时，合力可能向左，符合要求，当恒力F的方向与v方向相反时，合力背离CB段轨迹凹侧，不符合要求，选项B正确，C错误；小球从A点到B点，由动能定理，当电场力与恒力F做功的代数和为零时，在A、B两点小球的速率相等，选项D错误．2.如图2所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是()图2A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右答案B解析根据等量异种点电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小，则电子所受电场力的大小先变大后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右，故B正确，A、C、D错误．3．(多选)如图3所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，箭头表示运动方向，a、b是轨迹上的两点．若粒子在运动中只受电场力作用．根据此图能作出的正确判断是()图3A ．带电粒子所带电荷的符号B ．粒子在a 、b 两点的受力方向C ．粒子在a 、b 两点何处速度大D ．a 、b 两点电场的强弱答案 BCD解析 由题图中粒子的运动轨迹可知粒子在a 、b 两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，故A 错误，B 正确；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子动能减小，电势能增大，则粒子在a 点的速度较大，故C 正确；根据电场线的疏密程度可判断a 、b 两点电场的强弱，故D 正确．4.如图4所示，一个绝缘圆环，当它的14均匀带电且电荷量为＋q 时，圆心O 处的电场强度大小为E ，现使半圆ABC 均匀带电＋2q ，而另一半圆ADC 均匀带电－2q ，则圆心O 处电场强度的大小和方向为( )图4A ．22E ，方向由O 指向DB ．4E ，方向由O 指向DC ．22E ，方向由O 指向BD ．0 答案 A解析 当圆环的14均匀带电且电荷量为＋q 时，圆心O 处的电场强度大小为E ，由如图所示的矢量合成可得，当半圆ABC 均匀带电＋2q 时，在圆心O 处的电场强度大小为2E ，方向由O 指向D ；当另一半圆ADC 均匀带电－2q 时，同理，在圆心O 处的电场强度大小为2E ，方向由O 指向D ；根据矢量的合成法则，圆心O 处的电场强度的大小为22E ，方向由O 指向D .5．如图7所示，正方形线框由边长为L 的粗细均匀的绝缘棒组成，O 是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段，将其沿OA 连线延长线向上移动L 2的距离到B 点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O 点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( )图7A ．k q L 2B ．k 3q 2L 2C ．k 3q L 2D ．k 5q L 2 答案 C解析 设想将线框分为n 个小段，每一小段都可以看成点电荷，由对称性可知，线框上的电荷在O 点产生的场强等效为与A 点对称的电荷量为q 的电荷在O 点产生的场强，故E 1＝kq (L 2)2＝4kq L 2B 点的电荷在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2 由场强的叠加可知E ＝E 1－E 2＝3kq L 2.。
电场力的性质(学案)
大连市第五中学高一物理复习学案设计人：栾红霞审题人：王爽使用时间：第八章电场（学案）第一讲电场力的性质（学案）【学习目标】1.知道两种电荷及电荷守恒定律2.记住元电荷ｅ＝1.6×10－19C知道所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍3.会用库仑定律计算库仑力并理解库仑定律的适用条件4. 理解电场强度的物理意义及矢量性5.理解电场线概念并会用电场线形象地描绘各种电场课前预习案【我的构建】一、电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷，一种是电，即用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带电；另一种带电，用带负电，毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的。
电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量，简称电量。
元电荷ｅ＝，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。
２、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种：（１）（２）（３）。
３、电荷既不能，也不能，它只能从一个物体到另一个物体，或从物体的一部分到另一部分，在转移的过程中，电荷的。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多，带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律１、内容：。
２、公式：，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝３、适用条件：（１）；（２）四、电场强度１、电场：带电体周围存在的一种物质，由电荷激发产生，是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在，在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
２、电场强度：（１）定义：。
它描述电场的力的性质。
（２）公式：，取决于电场本身，与ｑ、Ｆ无关，适用于一切电场；，仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
（３）方向：。
电场中某点的电场强度Ｅ，只要电场本身不变，该点的电场强度Ｅ就是一个确定的值，与检验电荷ｑ的大小，或放不放检验电荷ｑ无关，决不能理解为“Ｅ与Ｆ成正比，而与ｑ成反比”。
（４）多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
电场力的性质导学案
电场的力的性质的导学案【学习目标】1、知道元电荷的电荷量及三种起电方式。
2、理解并会应用库仑定律计算电荷间的电场力。
3、知道几种常见的静电场的电场线的形状及特点。
4、能够熟练处理有关电场强度的计算问题。
【知识扫描】一、电荷及电荷守恒定律1．电荷(1)元电荷：e＝，所有带电体的电荷量都是元电荷的倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同．电子带的电荷量q＝.(2)点电荷：有一定的电荷量，忽略的理想化模型．2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体，或者从物体的一部分；在转移的过程中，电荷的总量．(2)起电方式：、、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是．当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电荷量，异种电荷．二、库仑定律1．内容：中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的成正比，与它们的成反比．作用力的方向在．2．表达式：，式中k＝N·m2/C2，叫静电力常量．3．适用条件：中的．4、三个自由点电荷都平衡问题见全品大本P76探究考向一例1、如右图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q>0)．将另一个带电荷量也为q(q>0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于()A．23mg B 2mgC.3kq2l2 D.33·kq2l2例2、有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向匀强电场中．当两小球都处于平衡时其可能位置是图中的哪一个（）三、电场、电场强度和电场线1．电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间的一种特殊物质．(2)基本性质：对放入其中的电荷有．2．电场强度(1)定义：。
(2)定义式：.(3)单位：或.(4)矢量性：规定在电场中某点的方向为该点电场强度的方向．思考：根据表达式E=F/q能说场强E与q成反比，与力成正比吗？为什么？3．电场线(1)定义：。
电场的力的性质导学案
电场的力的性质导学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN导学目标 1.理解电场强度的概念.2.会分析计算在电场力作用下电荷的平衡及运动.3.会利用电场中的电场线分布分析问题．一、电场及电场强度[基础导引]判断下列说法是否正确：①电场强度反映了电场的力的性质，因此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比()②电场中某点的场强等于F/q，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关()③电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向()④公式E＝Fq和E＝kQr2对于任何静电场都是适用的()[知识梳理]1．静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种________，静电荷产生的电场叫静电场．(2)电荷间的相互作用是通过________实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有____________．2．电场强度(1)物理意义：表示电场的________和________．(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的____________的比值叫做该点的电场强度．(3)定义式：E＝F q.(4)单位：N/C或V/m.(5)矢量性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从__________定则．3．场强三个表达式的比较表达式比较E＝FqE＝kQr2E＝Ud意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U关系式适用条件一切电场①真空；②点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定二、电场线[基础导引]图1是等量同种电荷、等量异种电荷的电场线分布图，A与A′、B与B′关于连线上中点O对称．试分析：连线上A与A′，中垂线上B与B′的场强关系．图1[知识梳理]1．电场线的定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的________及________，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的__________方向表示该点的电场强度方向，曲线的________表示电场强度的大小．2．几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场如图2甲所示：电场线由________出发，到________终止．(2)负点电荷的电场如图乙所示：电场线由________出发，到________终止．(3)匀强电场的电场线分布如图丙所示．特点：间隔相等的平行直线．(4)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．图2(5)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场两点电荷的连线及其中垂线上的电场分布及特点的比较如下：比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线图示连线中点O处的场强为____中垂线上最大连线上最小由O沿中垂线向外场强的变化先______后______逐渐减小关于O点对称的两点A与A′，B与B′场强的关系等大、反向______、______思考：在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强相同吗图3图4考点一 电场强度的计算与叠加 考点解读电场叠加原理：多个点电荷在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，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则． 典例剖析例1 如图3所示，位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷A 、B 、C 、D ，四个点电荷的带电量均为q ，其中点电荷A 、C 带正电，点电荷B 、D 带负电，试确定过正方形中心O 并与正方形垂直 的直线上到O 点距离为x 的P 点处的电场强度的大小和方向．思维突破 电场强度是矢量，叠加时遵从平行四边形定则，分析电场叠加问题的一般步骤是：(1)确定要分析计算的位置；(2)分析该处存在的几个分电场，先计算出各个分电场电场强度的大小，判断其方向；(3)利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解．跟踪训练1 (2011·陕西西安市质检)如图4所示，一个绝缘圆环，当它的1/4均匀带电且电荷量为q 时，圆心O 处的电场强度大小为E.现使半圆ABC 均匀带电2q ；而另一半圆ADC 均匀带电－2q.则圆心O 处的场 强的大小和方向为 ( ) A ．22E ，方向由O 指向D B ．4E ，方向由O 指向DC．22E，方向由O指向BD．0考点二电场线的分布特点及应用考点解读1．特点(1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)，即电场线不能形成闭合曲线．(2)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断，两条电场线也不能相交．(3)不是电荷在电场中的运动轨迹：只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、电荷仅受电场力作用时，电荷的运动轨迹才与电场线重合．2．应用(1)表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致．(2)比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小，即电场的强弱．同一电场中，电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越弱．(3)判断电势的高低在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低．特别提醒 1.电场线是人为引入的，不是客观存在的．2．虽然电场线是用来描述电场的强弱和方向的，但只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况．3．沿电场线的方向电势虽然越来越低，但场强不一定越来越小．典例剖析图5图6 例2 如图5所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点．可以判定 ( )A ．粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力B ．M 点的电势高于N 点的电势C ．粒子带正电D ．粒子在M 点的动能大于在N 点的动能 思维突破 正确分析电场中的“拐弯现象”当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线、等势线都不重合的曲线时，这种现象简称为“拐弯现象”，其实质为“运动与力”的关系．通常只有电场力，有时也有重力等．一般要综合性地运用“牛顿运动定律、功和能”的知识分析求解．(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景．(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况．有时各种情景的讨论结果是归一的． (3)一般为定性分析，有时涉及简单计算．跟踪训练2 (2010·新课标全国卷·17) 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图6中直线ab 为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如 图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板图7上．若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)( )5.带电体的力电综合问题的分 析方法例3 如图7所示，匀强电场方向与水平线间夹角θ＝30°，方向斜向右上方，电场强度为E ，质量为m 的小球带负电，以初速度v0开始运动，初速度方向与电场方向一致． (1)若小球的带电荷量为q ＝mgE，为使小球能做匀速直线运 动，应对小球施加的恒力F1的大小和方向各如何 (2)若小球的带电荷量为q ＝2mgE，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何 方法提炼 1．解答思路图82．运动情况反映受力情况 (1)物体静止(保持)：F 合＝0. (2)做直线运动①匀变速直线运动，F 合＝0.②变速直线运动：F 合≠0，且F 合与速度方向总是一致．(3)曲线运动：F 合≠0，F 合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧．(4)F 合与v 的夹角为α，加速运动：0°≤α<90°；减速运动：90°<α≤180°.(5)匀变速运动：F 合＝恒量．跟踪训练3 质量为m 、电荷量为＋q 的小球在O 点以初速度v0与水平方向成θ角射出，如图8所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电 场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小 值，加了这个电场后，经多少时间速度变为零A 组 电场强度和电场的叠加1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是 ( )图9A ．由E＝Fq可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比B ．正负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷正负无关D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零2．在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a 、b 两点，其中a 、b两点电势和场强都相同的是 ( )B 组 带电粒子在电场中的运动3．(2011·课标全国理综·20)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，下列图所示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线) ( )4．如图9所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab ＝Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 ( )A ．三个等势面中，a 的电势最高图10图11B ．带电质点通过P 点时电势能较大C ．带电质点通过P 点时的动能较大D ．带电质点通过P 点时的加速度较大C 组 力电综合问题5．如图10所示，两个带等量正电荷的小球A 、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上．P 、N 是小球连线的中垂线上的两点，且PO ＝ON.现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质 点)，由P 点静止释放，在小球C 向N 点运动的过程中，下列关于小 球C 的速度、加速度的图象中，可能正确的是 ( )6．如图11所示，A 、B 、C 三个小球(可视为质点)的质量分别为m 、2m 、3m ，B 小球带负电，电荷量为q ，A 、C 两小球不带电，(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 两小球间细线的拉力为5mg ＋qE B ．静止时，A 、B 两小球间细线的拉力为5mg －qEC ．剪断O 点与A 小球间细线瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为13qE1 6qED．剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力为图1图2课时规范训练 (限时：45分钟) 一、选择题1．如图1所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C 点为两点电荷连线的中点，MN 为两点电荷连线的中垂线，D 为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN 左右对称．则 下列说法中正确的是 ( ) A ．这两点电荷一定是等量异种电荷 B ．这两点电荷一定是等量同种电荷 C ．D 、C 两点的电场强度一定相等 D ．C 点的电场强度比D 点的电场强度小2．(2011·上海单科·1)电场线分布如图2所示，电场中a ，b 两点的电场强度大小分别为Ea 和Eb ，电势分别为φa 和φb，则 ( )A ．Ea>Eb ，φa>φbB ．Ea>Eb ，φa<φbC ．Ea<Eb ，φa>φbD ．Ea<Eb ，φa<φb3．如图3所示，在一真空区域中，AB 、CD 是圆O 的两条直径，在A 、B 两点上各放置电荷量为＋Q 和－Q 的点电荷，设C 、D 两点的电场强度分别为EC 、ED ，电势分别为φC、 φD，下列说法正确的是 ( )图3图4 图5 A ．EC 与ED 相同，φC 与φD 不相等 B ．EC 与ED 不相同，φC 与φD 相等 C ．EC 与ED 相同，φC 与φD 相等 D ．EC 与ED 不相同，φC 与φD 不相等4．如图4所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图 可以作出的正确判断是 ( ) A ．带电粒子所带电荷的正、负 B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向 C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大 D ．带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大5．有一负电荷自电场中的A 点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度图象如图5所示，则A 、B 所在电场区域的电场线分布可能是下图中的 ( )图6图7 图8 6．如图6所示，AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O ，将带有等量电荷q 的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称．要使圆心O 处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个带适 当电荷量的正点电荷＋Q ，则该点电荷＋Q 应放在 ( ) A ．A 点 B ．B 点 C ．C 点 D ．D 点7．某静电场的电场线分布如图7所示，图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为EP 和EQ ，电势分别为φP 和φQ，则 ( )A ．EP>EQ ，φP>φQB ．EP>EQ ，φP<φQC ．EP<EQ ，φP>φQD ．EP<EQ ，φP<φQ8．如图8所示，两个带等量负电荷的小球A 、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P 、N 是小球A 、B 的连线的水平中垂线上的两点，且PO ＝ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球 C(可视为质点)，由P 点静止释放，在小球C 向N 点的运动的过程 中，关于小球C 的说法可能正确的是 ( ) A ．速度先增大，再减小 B ．电势能先增大，再减小C ．加速度先增大再减小，过O 点后，加速度先减小再增大D ．加速度先减小，再增大图9图10图119．(2011·重庆理综·19)如图9所示，电量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有 ( )A ．体中心、各面中心和各边中点B ．体中心和各边中点C ．各面中心和各边中点D ．体中心和各面中心10.如图10所示，电荷均匀分布在半球面上，在这半球的中心O 处电场强度等于E0.两个平面通过同一条直径，夹角为α(α<π2)，从半球中分出这一部分球面，则剩余部分球面上(在“大瓣”上)的 电荷(电荷分布不变)在O 处的电场强度 ( ) A ．E ＝E0sinα2cos α2 B ．E ＝E0sin αcos α C ．E ＝E0sinα2 D ．E ＝E0cos α2二、非选择题11．一根长为l 的丝线吊着一质量为m ，带电荷量为q 的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图11所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带 来的其他影响(重力加速度为g ，cos 37°＝，sin 37°＝，求： (1)匀强电场的电场强度的大小；图12(2)小球经过最低点时丝线的拉力．12．如图12所示，一带电荷量为＋q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置置于一水平向右的匀 强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g ，sin 37°＝ ，cos 37°＝.求：(1)水平向右的电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的12，小物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后小物块下滑距离L 时的动能．基础再现一、基础导引①×②√③×④×知识梳理 1.(1)物质(2)电场力的作用2．(1)强弱方向(2)电荷量q (5)平行四边形二、基础导引甲：EA＝EA′，方向相反；EB＝EB′，方向相反乙：EA＝EA′，方向相反；EB＝EB′，方向相反丙：EA＝EA′，方向相同；EB＝EB′，方向相同知识梳理 1.强弱方向切线疏密 2.(1)正电荷无穷远(2)无穷远负电荷(5)零变大变小等大同向思考：大小相等，方向不同．课堂探究例1 场强为零例2 BC跟踪训练2 A例3 (1)3mg 方向与水平线夹角60°斜向右上方(2)32mg 方向与水平线夹角60°斜向左上方跟踪训练3 mgcos θqv0gsin θ分组训练1．C6．AC课时规范训练1．A3．A 4．BCD 5．B 6．D 7．A 8．AD 9．D 10．D11．(1)3mg4q(2)4920mg12．(1)3mg4q(2)0.3g (3)。
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2.1 探究电场力的性质编号：④
1、理解下列基本概念：电场强度、点电荷、检验电荷和场源电荷等
2、理解并熟练运用的规律：电荷守恒定律和库仑定律
重点：电场强度的概念及其定义。
难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。
一、电场、电场强度
1．电场：带电体周围客观存在的一种物质．它是间相互作用的媒体，具有力和能的性质．
2．电场强度
(1)意义：描述电场和的物理量．
(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值．
(3)公式：E＝，单位：V/m或.
(4)方向：在该点的受力方向相同，是矢量．
(5)决定因素：电场强度决定于电场本身，与q无关．
遵循的规律是：
二、电场线
1、定义：为了形象地描述电场中各点场强的及，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的。
2、几种典型电场的电场线分布
(1)正点电荷的电场如图甲所示：电场线由出发，到终止
(2)负点电荷的电场如图乙所示：电场线由出发，到终止．
(3)等量同种和异种点电荷的电场
为最
先后逐渐
(4)匀强电场的电场线分布如图丙所示．特点：
．
(5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．
【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。
场看不见、摸不着，但却客观存在。
你知道自然界存在哪些场吗？
【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场？
【问题3】要研究电场，必须在电场中放入电荷。
无论放置什么样的带电体都可以吗？
【问题4】小组讨论：甲同学说：“由电场强度的定义q F E 可知，E 跟F 成正比，E 跟q
成反比。
”乙同学说：“电场强度E 跟q 、F 无关。
”请说出你们小组的观点。
如果以检验电荷q 的带电量值为横轴，它在电场中A 点受到的静电力F 为纵轴画出直角坐标系，你认为F 与q 的关系图线应是什么样的曲线？
【问题5】．电场线的特点
1. 不闭合：电场线起始于 ，终止于 ，即电场线不能
形成闭合曲线．
2. 不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断， 两条电场线也不能相交．
3. 在同一电场里，电场线越密的地方场强 。
4. 电场线上某点的 方向表示该点的场强方向
5. 沿电场线方向电势逐渐
6. 电场线和等势面在相交处互相
7. 设问：是不是电荷在电场中的运动轨迹？
提示：电场线切线表示什么方向？运动轨迹的切线方向表示什么方向？
【问题6】小组讨论：如图所示，点电荷q 分别放在A 、B 两点上，请比较同一图中静电力F A 、F B 的大小。
你能画出点电荷q 在A 点所受静电力的方向吗？
(1)
(2)
(3)
(4)
+q +q
A B
+q +q E
+
+q A B
-q -q A B -q -q
E
-q -q E +q +q A B E -q -q A B
E
1. 下列关于点电荷的场强公式2r
Q
k
E =的几种不同的理解，不正确的是( ) A.在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2
成反比 B.当r→0时，E→∞；当r→∞时，E→0
C.点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q
D.以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强相等
2. 在电场中某点放入电荷量为q 的正电荷时，测得该点的场强为E ，若在同一点放入电荷量q′=-2q 的负电荷时，测得场强为E′，则有( )
A.E′=E，方向与E 相反
B.E′=2E，方向与E 相同
C.E 2
1
E =
'，方向与E 相同
D.E′=E，方向与E 相同
3. 图1-3-19所示的各电场中，A 、B 两点场强相同的是( )
4．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q ，相距r ，两点电荷连线中点处的场强为 [ ] A ．0 B ．2kq ／r 2
C ．4kq ／r 2
D ．8kq ／r 2
5. 在同一直线上依次有A 、B 、C 三点，且BC =3AB ，在A 点固定一个带正电的小球，在B 点
引入电量为2．0×10-8c 的试探电荷，其所受电场力为2．0×10-6
N 。
将该试探电荷移去后，B 点的场强为___________，C 点的场强为______________。
1、在真空中O 点放一点电荷Q=1.0×10－9
C 。
直线M 、N 通过O 点，OM 的距离r=30cm 。
在M 点放一点电荷q=－1.0×10－10
C ，如下图所示。
（1）q 在M 点受到的作用力。
（2）M 点的场强。
（3）拿走q 后M 点的场强。
（4）M 、N 两点的场强哪点大？
（5）若把Q 换成－1.0×10－9
C 的点电荷，情况又如何？
O。