2018届高中物理第一轮专题复习选修31全套学案21份人教课标版7精汇教案吐血.docx

第课时电场的力的性质

导学目标 .理解电场强度的概念.会分析计算在电场力作用下电荷的平衡及运动.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，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＝和＝对于任何静电场都是适用的()

[知识梳理 ]

．静电场

() 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．

() 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．

．电场强度

() 物理意义：表示电场的和．

() 定义：电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的的比值叫做该点的电场强度．

() 定义式：＝ .

() 单位：或 .

() 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．

．场强三个表达式的比较

表达式

＝＝＝

比较

意义电场强度定义式

真空中点电荷的匀强电场中与关

电场强度决定式系式

适用条件一切电场①真空；

匀强电场②点电荷

由电场本身决定，由场源电荷和场

决定因素源电荷到该点的由电场本身决定

与无关

距离共同决定

二、电场线

[基础导引 ]

图是等量同种电荷、等量异种电荷的电场线分布图，与′、与′关于连线上中点对称．

试分析：连线上与′，中垂线上与′的场强关系．

图

[知识梳理 ]

．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．

．几种典型电场的电场线分布

() 正点电荷的电场如图甲所示：电场线由出发，到终止．

() 负点电荷的电场如图乙所示：电场线由出发，到终止．

() 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．

() 点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示．

图

() 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

中垂线上最大

连线中点处的场强为

连线上最小由沿中垂线向外场强的变化先后逐渐减小关于点对称的两点与′，与′场

等大、反向、

强的关系

：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？

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

例如图所示，位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷、

、、，四个点电荷的带电量均为，其中点电荷、带正

电，点电荷、带负电，试确定过正方形中心并与正方形垂直

的直线上到点距离为的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：

图

() 确定要分析计算的位置；() 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；() 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 ( ·陕西西安市质检 )如图所示，一个绝缘圆环，当它的

均匀带电且电荷量为时，圆心处的电场强度大小为.现使半

圆均匀带电；而另一半圆均匀带电－.则圆心处的场

强的大小和方向为()

图．，方向由指向

．，方向由指向

．，方向由指向

．

考点二电场线的分布特点及应用

考点解读

．特点

() 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．

() 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．

() 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．

．应用

() 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．

() 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．

() 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 .电场线是人为引入的，不是客观存在的．

．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．

．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

例如图所示，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．粒子先经过点，再经过点．可以判定

()

．粒子在点受到的电场力大于在点受到的电场力

．点的电势高于点的电势

图．粒子带正电

．粒子在点的动能大于在点的动能

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．

() “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．

() “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．

() 一般为定性分析，有时涉及简单计算．

跟踪训练 ( ·新课标全国卷·)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，图中直线为

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，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，是(忽略重力和空气阻力 )()

图

下列幅图中可能正确的

.带电体的力电综合问题的分

析方法

例如图所示，匀强电场方向与水平线间夹角θ＝°，