第2課時(shí)電場(chǎng)的力的性質(zhì)導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念2會(huì)分析計(jì)算在電場(chǎng)力作用下電荷的平衡及運(yùn)動(dòng)3會(huì)利用電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布分析問(wèn)題一、電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度基礎(chǔ)導(dǎo)引判斷下列說(shuō)法是否正確電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與試探電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/Q，但與試探電荷的受力大小及電荷量無(wú)關(guān)電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即試探電荷在該點(diǎn)的受力方向公式E和EK對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的FQQR2知識(shí)梳理1靜電場(chǎng)1電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種_，靜電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)2電荷間的相互作用是通過(guò)_實(shí)現(xiàn)的電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有_2電場(chǎng)強(qiáng)度1物理意義表示電場(chǎng)的_和_2定義電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的_的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度3定義式EFQ4單位N/C或V/M5矢量性電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵從_定則3場(chǎng)強(qiáng)三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式比較EFQEKQR2EUD意義電場(chǎng)強(qiáng)度定義式真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U關(guān)系式適用條件一切電場(chǎng)真空；點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)決定因素由電場(chǎng)本身決定，與Q無(wú)關(guān)由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)由電場(chǎng)本身決定的距離R共同決定二、電場(chǎng)線基礎(chǔ)導(dǎo)引圖1是等量同種電荷、等量異種電荷的電場(chǎng)線分布圖，A與A、B與B關(guān)于連線上中點(diǎn)O對(duì)稱試分析連線上A與A，中垂線上B與B的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系圖1知識(shí)梳理1電場(chǎng)線的定義為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的_及_，在電場(chǎng)中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的_方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向，曲線的_表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小2幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布1正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)如圖2甲所示電場(chǎng)線由_出發(fā)，到_終止2負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)如圖乙所示電場(chǎng)線由_出發(fā)，到_終止3勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖丙所示特點(diǎn)間隔相等的平行直線4點(diǎn)電荷與帶電金屬板的電場(chǎng)線的分布如圖丁所示圖25等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)兩點(diǎn)電荷的連線及其中垂線上的電場(chǎng)分布及特點(diǎn)的比較如下比較項(xiàng)目等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線圖示連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)為_中垂線上最大連線上最小由O沿中垂線向外場(chǎng)強(qiáng)的變化先_后_逐漸減小圖3圖4關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A，B與B場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系等大、反向_、_在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，以點(diǎn)電荷為球心的同一球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同嗎思考考點(diǎn)一電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算與疊加考點(diǎn)解讀電場(chǎng)疊加原理多個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則典例剖析例1如圖3所示，位于正方形四個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有點(diǎn)電荷A、B、C、D，四個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量均為Q，其中點(diǎn)電荷A、C帶正電，點(diǎn)電荷B、D帶負(fù)電，試確定過(guò)正方形中心O并與正方形垂直的直線上到O點(diǎn)距離為X的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向思維突破電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)遵從平行四邊形定則，分析電場(chǎng)疊加問(wèn)題的一般步驟是1確定要分析計(jì)算的位置；2分析該處存在的幾個(gè)分電場(chǎng)，先計(jì)算出各個(gè)分電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，判斷其方向；3利用平行四邊形定則作出矢量圖，根據(jù)矢量圖求解跟蹤訓(xùn)練12011陜西西安市質(zhì)檢如圖4所示，一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的1/4均勻帶電且電荷量為Q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電2Q；而另一半圓ADC均勻帶電2Q則圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向?yàn)锳2E，方向由O指向D2B4E，方向由O指向DC2E，方向由O指向B2D0考點(diǎn)二電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)及應(yīng)用考點(diǎn)解讀1特點(diǎn)1不閉合電場(chǎng)線起始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)處或負(fù)電荷，即電場(chǎng)線不能形成閉合曲線2不中斷、不相交在沒有電荷的空間，電場(chǎng)線不中斷，兩條電場(chǎng)線也不能相交3不是電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡只有當(dāng)電場(chǎng)線為直線、電荷初速度為零或初速度平行于電場(chǎng)線、電荷僅受電場(chǎng)力作用時(shí)，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重合2應(yīng)用1表示場(chǎng)強(qiáng)的方向圖5圖6電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致2比較場(chǎng)強(qiáng)的大小電場(chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小，即電場(chǎng)的強(qiáng)弱同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越弱3判斷電勢(shì)的高低在靜電場(chǎng)中，順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來(lái)越低特別提醒1電場(chǎng)線是人為引入的，不是客觀存在的2雖然電場(chǎng)線是用來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的，但只根據(jù)一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷電場(chǎng)強(qiáng)弱和場(chǎng)源情況3沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)雖然越來(lái)越低，但場(chǎng)強(qiáng)不一定越來(lái)越小典例剖析例2如圖5所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)可以判定A粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力BM點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)C粒子帶正電D粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能思維突破正確分析電場(chǎng)中的“拐彎現(xiàn)象”當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條與電場(chǎng)線、等勢(shì)線都不重合的曲線時(shí)，這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱為“拐彎現(xiàn)象”，其實(shí)質(zhì)為“運(yùn)動(dòng)與力”的關(guān)系通常只有電場(chǎng)力，有時(shí)也有重力等一般要綜合性地運(yùn)用“牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能”的知識(shí)分析求解1“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫出“速度線”運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線與“力線”在初始位置電場(chǎng)線的切線方向，從二者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情景2“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知三不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況有時(shí)各種情景的討論結(jié)果是歸一的3一般為定性分析，有時(shí)涉及簡(jiǎn)單計(jì)算跟蹤訓(xùn)練22010新課標(biāo)全國(guó)卷17靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器某除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板，圖6中直線AB為該收塵板的橫截面工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是忽略重力和空氣阻力圖7圖85帶電體的力電綜合問(wèn)題的分析方法例3如圖7所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平線間夾角30，方向斜向右上方，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，質(zhì)量為M的小球帶負(fù)電，以初速度V0開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場(chǎng)方向一致1若小球的帶電荷量為Q，為使小球能做勻速直線MGE運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)小球施加的恒力F1的大小和方向各如何2若小球的帶電荷量為Q，為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)小球施加的最小恒力F22MGE的大小和方向各如何方法提煉1解答思路2運(yùn)動(dòng)情況反映受力情況1物體靜止保持F合02做直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)合0變速直線運(yùn)動(dòng)F合0，且F合與速度方向總是一致3曲線運(yùn)動(dòng)F合0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，且總指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線凹的一側(cè)4F合與V的夾角為，加速運(yùn)動(dòng)0EB，ABBEAEB，ABDEAEQ，PQBEPEQ，PQDEPEQ，PQ8如圖8所示，兩個(gè)帶等量負(fù)電荷的小球A、B可視為點(diǎn)電荷，被固定在光滑的絕緣水平面上，P、N是小球A、B的連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且POON現(xiàn)將一個(gè)電荷量很小的帶正電的小球C可視為質(zhì)點(diǎn)，由P點(diǎn)靜止釋放，在小球C向N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，關(guān)于小球C的說(shuō)法可能正確的是A速度先增大，再減小B電勢(shì)能先增大，再減小C加速度先增大再減小，過(guò)O點(diǎn)后，加速度先減小再增大D加速度先減小，再增大92011重慶理綜19如圖9所示，電量為Q和Q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有A體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B體中心和各邊中點(diǎn)C各面中心和各邊中點(diǎn)D體中心和各面中心10如圖10所示，電荷均勻分布在半球面上，在這半球的中心O處圖11圖12電場(chǎng)強(qiáng)度等于E0兩個(gè)平面通過(guò)同一條直徑，夾角為，從2半球中分出這一部分球面，則剩余部分球面上在“大瓣”上的電荷電荷分布不變?cè)贠處的電場(chǎng)強(qiáng)度AEE0SINCOSBEE0SINCOS22CEE0SINDEE0COS22二、非選擇題11一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線吊著一質(zhì)量為M，帶電荷量為Q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖11所示，絲線與豎直方向成37角，現(xiàn)突然將該電場(chǎng)方向變?yōu)樨Q直向下且大小不變，不考慮因電場(chǎng)的改變而帶來(lái)的其他影響重力加速度為G，COS3708，SIN3706，求1勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)絲線的拉力12如圖12所示，一帶電荷量為Q、質(zhì)量為M的小物塊處于一傾角為37的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好靜止重力加速度取G，SIN3706，COS3708求1水平向右的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；2若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的，小物塊的加速度是多大；123電場(chǎng)強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能復(fù)習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引知識(shí)梳理11物質(zhì)2電場(chǎng)力的作用21強(qiáng)弱方向2電荷量Q5平行四邊形二、基礎(chǔ)導(dǎo)引甲EAEA，方向相反；EBEB，方向相反乙EAEA，方向相反；EBEB，方向相反丙EAEA，方向相同；EBEB，方向相同知識(shí)梳理1強(qiáng)弱方向切線疏密21正電荷