物理"电场强度 "学导案
《电场 电场强度》导学案
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学习目标:
1.知道电荷间的作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质. 2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.
3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算.
4.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行计算. 5. 掌握用对称法、补偿法计算电场强度的方法
学习重点:电场的认识、电场强度的定义、理解及计算 学习难点:对电场强度的理解、计算电场强度 学习方法:小组合作探究、练习、归纳总结 学习过程: 知识篇
一、电场
电场是一种 ,由 产生,电场的基本性质是对放入其中的电荷有 。 二、电场强度
1.物理意义: 。
2. 定义: 。
定义式: 3.单位: 。 4.理解
① 。
② 。
例1:(单选) 关于电场强度的概念,下列说法正确的是( ) .
F
A .由E =可知,某电场的场强E 与q 成反比,与F 成正比
q
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
三、两种重要的电场
1. 真空中点电荷的电场强度 推导:
2. 匀强电场的电场强度
匀强电场:电场中各点电场强度的大小 、方向 的电场。
F kQ
例2.(多选) 下列关于电场强度的两个表达式E =和E = )
q r2
F
A .E =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
q
电荷量
F
B .E =是电场强度的定义式,F 是放入电场中电荷所受的电场力,q 是放入电场中电荷
q
的电荷量,它适用于任何电场
kQ
C .E =Q 是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场
r2
q1q2kq2
D .从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F =k q2产生的电
r2r2
kq1
场在点电荷q1处的场强大小,而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小
r2
方法篇---电场强度的计算方法:
一、公式法
1.(单选) 如图1所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有a 、b 两点,a 点的场强大小为E a ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成30°角.关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系,以下结论正确的是( ) A .E a =
3
3b
1
B .E a =3b
D .E a =3E b 图1
C .E a 3E b
方法归纳:
二、叠加(矢量合成)法
2. (多选) 如图2所示,在x 轴坐标为+1的点上固定一个电荷量为4Q 的正点电荷,坐标
原点O 处固定一个电荷量为Q 的负点电荷,那么在x 坐标轴上,电场强度方向沿x 轴负方向的点所在区域应是
( ) .
A .(0,1)
B .(-1,0) D .(1,+∞) 图2
C .(-∞,-1)
3.(单选) 图3中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ,则该三角形中心O 点处的场强为
( ) .
6kq
A. a 方向由C 指向O 3kq
C. a ,方向由C 指向O
方法归纳:
6kq
B. a 方向由O 指向C
3kq
D. a ,方向由O 指向C 图3
三、对称法
4.(单选) 如图4,一半径为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) ( ) .
3q 10q A .k R B .k 9R Q +q 9Q +q
C .k R D .k 9R 图4
方法归纳:
四、补偿法
5. 如图所示,把一根金属丝弯成半径为r 的圆弧,但在A 、B 之间留有宽度为d 的间隙,且d 远远小于r ,将电量为Q 的正电荷均匀分布于金属丝上,求圆心处的电场强度。
方法归纳:
图5
课堂小结:
课后练习:
1.(叠加法) (单选) 如图所示,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
1
2.(叠加法+对称法) (单选) 下列选项中的各41
且电荷均匀分布,各O 处电场强度最大的是( ) .
4
3.(补偿法)如图所示,一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有+Q 的电荷,球心O 上场强为零.现在球壳上M 处挖去半径为r(r≪R) 的一个小圆孔,则此时球心O 上的场强大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)
拓展训练:(单选) 如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z >0的空间为真空.将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z =h 处,则在xOy 平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的.已h
知静电平衡时导体内部电场强度处处为零,则在z 轴上z =(k为静
2电力常量)
4q A .k h 32q C .k 9h
4q B .k 9h 40q D .k 9h