2019-2020年高中物理 1.3電場強度學(xué)案 粵教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 1.3電場強度學(xué)案 粵教版選修3-1 1．知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的． 2．理解電場強度、知道電場強度是矢量及方向的規(guī)定． 3．了解常見的電場． 4．知道電場線及特點. 1．電場：電荷之間的相互作用是通過特殊形式的物質(zhì)——電場發(fā)生的，電荷的周圍都存在電場． 2．電場的基本性質(zhì)：對放入的電荷有力的作用． 3．試探電荷：放入電場中探測電場性質(zhì)的電荷稱為試探電荷，試探電荷的電荷量應(yīng)足夠小，使到它放進電場后不會影響原有電場的分布． 4．電場強度． (1)定義：放入電場中某一點的試探電荷所受的電場力的大小與它的電荷量的比值． (2)定義式：E＝． (3)單位：牛每庫，符號N/C． (4)方向：電場強度是矢量，規(guī)定某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受電場力的方向相同．負電荷在電場中某點所受的電場力的方向跟該點電場強度的方向相反． 5．勻強電場：電場中各點的場強大小和方向都相同． 6．真空中點電荷的場強． (1)大?。篍＝k． (2)方向：若Q為正電荷，在電場中的P點，場強方向由Q指向P；若Q為負電荷，場強方向由P指向Q． 7．電場強度的疊加：如果場源電荷是多個點電荷，則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和． 8．電場線定義：在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場方向一致，這樣的曲線就叫做電場線． 9．電場線的特點： (1)電場線是為了形象描述電場而假想的線，實際并不存在． (2)切線方向：電場線上每點的切線方向就是該點電場強度的方向． (3)疏密程度：電場線的疏密反映電場強度的大小(疏弱密強)． (4)起點和終點：電場線始于正電荷或無窮遠，止于負電荷或無窮遠，即電場線不是閉合的曲線． (5)不中斷、不相交：在沒有電荷的空間，電場線不能中斷，兩條電場線也不能相交． (6)勻強電場的電場線是疏密均勻分布的平行直線． 　　等量同種和異種點電荷的電場，兩點電荷連線的中垂線上的電場分布及特點的比較： 比較項目 等量同種點電荷 等量異種點電荷 電場線圖示 連線中點O處的場強 為零 中垂線上最大，連線上最小 由O沿中垂線向外場強的變化 先增大后減小 逐漸減小 關(guān)于O點對稱的兩點A與A′、B與B′場強大小 等大、反向 等大、同向 一、單項選擇題 1．如圖所示，是在同一電場中的a、b、c、d四個點分別引入試探電荷時，電荷所受的電場力F跟引入的電荷電荷量之間的函數(shù)關(guān)系．下列說法正確的是(B) A．該電場是勻強電場 B．這四點的場強大小關(guān)系是Ed＞Eb＞Ea＞Ec C．這四點的場強大小關(guān)系是Eb＞Ea＞Ec＞Ed D．無法比較E值大小 解析：對圖象問題要著重理解它的物理意義．場中給定的位置，放入的試探電荷的電荷量不同，它受到的電場力不同，但是電場力F與檢驗電荷的電荷量q的比值即場強E是不變的量，因為F＝Eq，所以F跟q的關(guān)系圖線是一條過原點的直線，該直線的斜率的大小即表示場強的大小．由此可得出Ed＞Eb＞Ea＞Ec，故選項B正確． 2．根據(jù)電場強度的定義式E＝ ，在國際單位制中，電場強度的單位應(yīng)是(A) A．牛/庫 B．牛/焦 C．焦/庫 D．庫/牛 解析：在國際單位制中，F(xiàn)的單位是牛，q的單位是庫，則根據(jù)電場強度的定義式E＝可知，E的單位是牛/庫．故A正確． 3．下圖所示的各電場中，A、B兩點場強相同的是(C) 解析：場強是矢量，有大小和方向．由點電荷的公式知，A圖中兩點距離場源相同，場強大小相同，但是方向不同，所以場強不同；B圖中兩點場強方向相同但大小不同；D圖中場強大小和方向均不相同；C圖是勻強電場，場強大小和方向均相同． 4．下列選項中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣．坐標原點O處電場強度最大的是(B) 解析：設(shè)帶電圓環(huán)在O點產(chǎn)生的場強大小為E. A圖中坐標原點O處電場強度是帶電圓環(huán)產(chǎn)生的，原點O處電場強度大小為E；B圖中坐標原點O處電場強度是第一象限帶正電圓環(huán)和第二象限帶負電圓環(huán)疊加產(chǎn)生，坐標原點O處電場強度大小等于E；C圖中第一象限帶正電圓環(huán)和第三象限帶正電圓環(huán)產(chǎn)生電場相互抵消，所以坐標原點O處電場強度是帶電圓環(huán)產(chǎn)生的，原點O處電場強度大小為E；D圖中第一象限帶正電圓環(huán)和第三象限帶正電圓環(huán)產(chǎn)生電場相互抵消，第二象限帶負電圓環(huán)和第四象限帶負電圓環(huán)產(chǎn)生電場相互抵消，所以坐標原點O處電場強度為0.所以坐標原點O處電場強度最大的是B. 二、不定項選擇題 5．由電場強度的定義式可知，在電場中的同一點有(BCD) A．電場強度E跟F成正比，跟q成反比 B．無論試探電荷q的值如何變化，F(xiàn)與q的比值始終不變 C．電場中某點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零 D．一個不帶電的小球在P點受到的電場力為零，則P點的場強不一定為零 解析：電場強度的大小和方向與放入該點電荷q的正負、電荷量多少和有無等因素都無關(guān)，由場源電荷和位置決定，選項A錯誤；無論試探電荷q的值如何變化，場強不變，也就是F與q的比值始終不變，選項B正確；由F＝Eq，電場中某點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零，選項C正確；不帶電的小球不受力不能判斷場強一定為零，選項D正確． 6．對電場強度公式E＝k有幾種不同理解，其中正確的是(BD) A．只要帶電體電量為Q，在距離r處激發(fā)的電場都能用此公式計算場強E B．以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強E相同 C．當(dāng)離點電荷距離r→0時，場強E→∞ D．當(dāng)離點電荷距離r→∞時，場強E→0 解析：A.E＝k是真空中點電荷產(chǎn)生的電場強度計算式，只適用于點電荷產(chǎn)生的電場，不是任何帶電體激發(fā)的電場都能用此公式計算場強E，故A錯誤． B．以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強大小相等，但方向不同，電場強度是矢量，有大小和方向，所以場強不同，故B正確． C．場強公式E＝k是根據(jù)E＝和庫侖定律推導(dǎo)出來的，只適用于點電荷，當(dāng)r→0時，帶電體不能看成點電荷，此公式就不適用，所以得不到E→∞.故C錯誤． D．當(dāng)r→∞時，也就是距離場源電荷距離很遠，所以E→0，故D正確． 7．如圖所示為點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，若一帶負電的粒子從B點運動到A點時，加速度增大而速度減小，則可判定(BC) A．點電荷一定帶正電 B．點電荷一定帶負電 C．點電荷一定在A的左側(cè) D．點電荷一定在B的右側(cè) 解析：帶負電的粒子從B點運動到A點時，加速度增大，說明電場力增大，由F＝Eq，場強也在增大，由點電荷的場強公式E＝k，r越小，場強越大，則點電荷一定在A的左側(cè)．而速度減小，說明力與運動方向相反，粒子受到排斥力，粒子帶負電，所以點電荷也帶負電． 8．如圖甲所示，AB是一點電荷電場中的電場線，乙是放在電場線上a、b處檢驗電荷的電荷量與其所受電場力大小間的函數(shù)關(guān)系圖象，由此可判定(AC) A．場源可能是正電荷，位置在A側(cè) B．場源一定是正電荷，位置在B側(cè) C．場源可能是負電荷，位置在A側(cè) D．場源一定是負電荷，位置在B側(cè) 解析：由乙圖斜率表示場強大小知，a點場強大于b點，由點電荷的場強公式知，r越小，場強越大，則點電荷一定在A側(cè)，可能是正電荷也可能是負電荷． 9．用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點的強弱．如圖，左邊是等量異種點電荷形成電場的電場線，右邊是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱．則(ABCD) A．B、C兩點場強大小和方向都相同 B．A、D兩點場強大小相等，方向相同 C．E、O、F三點比較，O的場強最強 D．B、O、C三點比較，O的場強最弱 解析：觀察等量異種點電荷電場的電場線可以得出B與C兩點、E與F兩點、A與D兩點的電場強度分別相等，所以選項AB正確．又從O點開始沿中垂線到無限遠電場強度逐漸減小到零，選項C正確．在兩電荷連線之間從中點向兩邊電場強度逐漸增大，所以選項D正確． 三、非選擇題(按題目要求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明，方程和重要的演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 10．如圖所示，兩極板沿水平方向放置，它們之間是勻強電場．一個電荷量q＝＋1.010－8 C的點電荷，在電場中的A點所受電場力F＝2.010－4 N．求： (1)A點電場強度E的大?。? (2)請在圖中畫出該點電荷所受電場力F的方向. 解析：(1)根據(jù)電場強度定義式E＝， 代入數(shù)據(jù)解得 E＝2.0104 N/C. (2)點電荷在A點所受電場力的方向如答圖所示： 11．如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，靜止時懸線向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g. (1)判斷小球帶何種電荷． (2)求電場強度E. (3)若在某時刻將細線突然剪斷，求：經(jīng)過t時間小球的速度v. 解析：(1)負電． (2)對小球受力分析如圖所示，其中電場力F＝qE. 由平衡條件得： F＝mgtan θ ，E＝. (3)剪斷細線后小球做初速度為零的勻加速直線運動：F合＝＝ma，v＝at，v＝.速度方向與豎直方向夾角為θ斜向下． 答案：(1)負電 (2)E＝ (3)　方向與豎直方向夾角為θ斜向下