高中物理 第2章 电场与示波器 2.1 探究电场的力的性质教案 沪科版选修3-1-沪科版高二选修3-1物理教案.doc

2.1探究电场的力的性质教学目标重点难点1．知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。2．记住电场强度的定义、公式、单位和方向。3．能推导点电荷的电场强度公式并能进行有关的计算。4．记住电场线的定义和特点会用电场线判断有关问题。重点：电场强度E＝eq\f(Fq)和E＝keq\f(Qr2)的区别与联系电场线。难点：用比值法定义场强。1．电场电荷周围存在着它产生的电场场是物质存在的一种形态。电场最基本的性质是能够对电场中的电荷有力的作用这个力叫做电场力。静止的电荷的电场称为静电场。2．怎样描述电场(1)试探电荷：是一种理想化的物理模型。试探电荷的电荷量和尺寸都必须足够小以至于放入电场时可以忽略对原来电场的影响。(2)电场强度①定义：电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值叫做电场强度简称场强用E表示。②定义式：E＝eq\f(Fq)点电荷的场强公式：E＝keq\f(Qr2)。③电场强度具有方向是矢量。电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力的方向相同。④单位：N/C该单位为导出单位由力的单位和电荷量的单位共同决定。⑤物理意义：如果1C的电荷在电场中某点受到的电场力是1N则该点的电场强度就是1_N/C。它是描述电场强弱的物理量。(3)电场线①什么是电场线：在电场中画出一些曲线曲线上任一点的电场强度方向就在该点的切线方向上这样的曲线叫电场线。用电场线的疏密来大致表示电场强度的大小。②物理模型：是为了形象地描述电场而假想的线电场中实际并不存在这些线。③匀强电场：物理学中把大小和方向都处处相同的电场叫做匀强电场。预习交流1用比值法定义电场强度：E＝eq\f(Fq)从定义式如何知道电场强度是电场的固有属性？定义式还表达电场强度哪些性质？答案：对电场中某点eq\f(Fq)为不变量故E与F和q无关是电场的固有属性。E＝eq\f(Fq)在定义场强的同时也确定了E、F、q的关系其变形式F＝Eq可求静电力。3．电场强度的叠加原理许多点电荷在某点的场强等于各点电荷在该点场强的矢量和这叫做电场的叠加原理。预习交流2相距为a的A、B两点分别带有等量异种电荷Q、－Q在A、B连线中点处的电场强度为()。A．零B．且指向－QC．且指向－QD．且指向－Q答案：D4．匀强电场中金属导体的电荷分布(1)静电平衡：物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。(2)导体的内部场强：处在静电平衡下的导体内部场强处处为零。(3)在导体表面附近电场线与表面的关系：垂直。(4)电荷分布：处于静电平衡下的导体电荷只分布在导体的外表面。预习交流3如下图所示长为L的金属杆原来不带电在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷。问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强为多大？答案：(1)导体处于静电平衡时内部场强处处为零故金属杆中点处场强为零。(2)所以E感－E＝0E感＝E＝。一、电场及电场强度(1)已知公式E＝eq\f(Fq)则E与F和q是否有关？(2)公式E＝eq\f(Fq)与E＝eq\f(kQr2)有何不同？答案：(1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量。虽然E＝eq\f(Fq)但E与F和q都无关它是由电场本身决定的物理量。E＝eq\f(Fq)是从检验电场的角度上定义的决不能理解成E与F成正比与q成反比。(2)公式E＝eq\f(Fq)是电场中电场强度的定义式适用于一切电场公式E＝eq\f(kQr2)是真空中点电荷场强的决定式仅适用于真空中点电荷的电场；E＝eq\f(Fq)提供了量度电场强度的普遍方法E＝eq\f(kQr2)则提供了真空中点电荷电场强度的计算方法；在E＝eq\f(Fq)中q是引入的检验电荷E与q无关而在E＝eq\f(kQr2)中Q是场源电荷的电荷量E与Q成正比。一检验电荷q＝＋4×10－9C在电场中P点受到的电场力F＝6×10－7N。求：(1)P点的场强大小；(2)没有检验电荷时P点的场强大小；(3)放一电荷量为q′＝1.2×10－6C的电荷在P点其受到的电场力F′是多大？答案：(1)1.5×102N/C(2)1.5×102N/C(3)1.8×10－4N解析：(1)E＝eq\f(Fq)＝eq\f(6×10－74×10－9)N/C＝1.5×102N/C。(2)场强是描述电场的物理量跟检验电荷无关所以场强仍是1.5×102N/C。(3)F′＝q′E＝1.2×10－6×1.5×102N＝1.8×10－4N。(1)电场强度①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做这一点的电场强度简称场强用符