1、第2单元 电场 电场强度【教学目标】1、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。2、知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。【教学内容】一、电场强度1、电场和电场强度电场是存在于 周围的一种物质，对放入期中的电荷有 ；静止电荷产生的电场称为 。电场强度和定义式放入电场中某点的电荷所受的 跟该电荷所带 的比值叫做该点的电场强度公式： ，单位： ，或 。物理意义是描述电场力的性质的物理量，用以反映电场的 。唯一性电场中某一点的电场强度E是唯一的，其大小和方向由 决定，只与形成电场的电荷和该点位置有关，与 无关矢标性电场强度的方向与 在该点所受电场力的方向相同，与 受
2、电场力的方向相反；几个电场叠加时，合电场场强需按 定则进行合成。二、电场线（1）电场线是人们为了 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以大致反映电场的 和 。（2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。疏密程度反映了电场的 ，电场线密集的地方场强 ；电场线稀疏的地方场强 。任一电场中，两条电场线不能 。（3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来 。【例1】有关电场强度的理解，下述正确的是（ ）A、由E=F/q可知，电场强度E跟放入的电
3、荷q所受的电场力成正比。B、当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C、由E=KQ/r2可知，在离点电荷很近，r趋近于零处，电场强度趋近于无穷大D、电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关。【例2】在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点其中a、b两点电场强度相等的是( )A甲图中与点电荷等距的a、b两点B乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D丁图中非匀强电场中的a、b两点【例3】如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E1.25104 N/C，一根长L1.5 m
4、、与水平方向的夹角为37的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q4.5106 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106 C，质量m1.0102 kg.现将小球从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？【例4】如图所示，半径为r的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有与x轴正方向相同的匀强电场，同时，在0点固定一个电荷量为+Q的点电荷，如果把一个带电量为-q
5、的试探电荷放在c点，则恰好处于平衡，那么该匀强电场的场强大小为 ，a、d两点的合场强大小分别为 、 。【例5】如图所示，初速度为的带电粒子(重力不计)，从A点射入电场，沿虚线运动到B点，判断：（1）粒子带什么电？（2）粒子速度如何变化？（3）粒子加速度如何变化？（4）画出A、B两点的加速度方向。 【课后训练】1下列关于电场强度的两个表达式EF/q 和EkQ/r2 的叙述正确的是( )AEF/q 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量BEF/q 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场CEkQ/r2是真空
6、中点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式Fkq1q2/r2，式中kq2/r2是点电荷q2产生的电场在 q1处的场强大小，而kq1/r2是点电荷q1产生的电场在q2处的场强大小2.如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，若带电粒子q(|Q|q|)由a点运动到b点，电场力做正功，则下列判断正确的是( )A若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFb D若Q为负电荷，则q带正电，FaFb3匀强电场的电场强度E5.0103 V/m，要使一个电荷量
7、为3.01015 C的负点电荷(不计重力)沿着与电场强度方向成60角的方向做匀速直线运动，则所施加外力的大小和方向应是( )A1.51011 N，与场强方向成120 B1.51011 N，与场强方向成60C1.51011 N，与场强方向相同 D1.51011 N，与场强方向相反4.如图所示，两个带等量的正电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘的水平面上，P、N是小球A、B的连线的水平中垂线上的两点，且POON.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点的运动的过程中，下列关于小球C的速度图象中，可能正确的是( )5.如图所示，在竖直放置的光滑
8、半圆形绝缘细管的圆心O处放一个点电荷，将一个质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管的端点A处由静止释放，小球沿细管滑到最低点B处时，对管壁恰好无压力，则处于圆心O处的电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为( )AE BE CE D无法计算6.如图所示，倾角为的斜面AB是粗糙且绝缘的，AB长为L，C为AB的中点，在A、C之间加一方向垂直斜面向上的匀强电场，与斜面垂直的虚线CD为电场的边界现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小物块(可视为质点)，从B点开始在B、C间以速度v0沿斜面向下做匀速运动，经过C后沿斜面匀加速下滑，到达斜面底端A时的速度大小为v.试求：(1)小物块与斜面间的动摩擦因数；(2)匀强电场场强E的大小7.一根长为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，如图所示，丝线与竖直方向成37角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)小球经过最低点时丝线的拉力