1、第二課時電場線第九章2022內(nèi)容索引0102課前篇 自主預(yù)習(xí)課堂篇 探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是電場線并掌握電場線的特點。(物理觀念)2.知道孤立正負點電荷、等量同種(異種)點電荷、勻強電場電場線的分布特點。(科學(xué)思維)3.根據(jù)矢量疊加原理,掌握兩個等量同種(異種)點電荷連線及中垂線上的電場變化規(guī)律。(科學(xué)思維)4.知道勻強電場及其特點,理解電場線在解決物理問題中的作用。(物理觀念)思維導(dǎo)圖課前篇 自主預(yù)習(xí)【必備知識】一、電場線1.電場線的概念英國物理學(xué)家法拉第采用畫電場線的方法來描述電場。電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線,曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向,電場線的疏密表示電

2、場強度的大小。2.電場線的特點想一想地球上的經(jīng)線、緯線實際存在嗎?它的主要作用是什么?提示 不存在;主要作用是更形象直觀地描述物體的位置。(1)電場線從正電荷(或無限遠)出發(fā),終止于無限遠(或負電荷)。(2)電場線在電場中不相交。二、勻強電場1.概念:如果電場中各點的電場強度的大小相等、方向相同,這個電場就叫作勻強電場。如帶等量異種電荷且相距很近的一對平行金屬板間的電場,除邊緣外,可以看作勻強電場。2.勻強電場的電場線可以用間隔相等的平行線來表示?！咀晕覚z測】正誤判斷,判斷結(jié)果為錯誤的小題說明原因。(1)電場線上某點的切線方向與電荷在該點受力方向可以不同。()答案 (2)在多個電荷產(chǎn)生的合電場

3、中,電場線是可以相交的。()答案 解析 電場中任意一點的電場強度不可能有兩個方向。(3)電場線是閉合的曲線。()答案 解析 電場線從正電荷或無窮遠出發(fā),終止于負電荷或無窮遠,不是閉合的曲線。(4)沿電場線的方向,電場強度必定越來越小。()答案 解析 電場線的疏密表示電場強度的大小,與電場線的方向無關(guān)。課堂篇 探究學(xué)習(xí)探究一電場線的理解及點電荷的電場線【情境導(dǎo)引】1.電荷周圍存在著電場,法拉第采用了什么簡潔方法來描述電場?要點提示 法拉第采用了畫電場線的方法描述電場。2.在實驗室,可以用實驗?zāi)M電場線:把頭發(fā)碎屑懸浮在蓖麻油里,加上電場,頭發(fā)碎屑的排列顯示了電場線的形狀,這能否說明電場線是實際存

4、在的線?要點提示 電場線實際不存在,但可以用實驗?zāi)M?！局R歸納】正點電荷的電場線從正點電荷出發(fā)延伸到無限遠處,負點電荷的電場線由無限遠處延伸到負點電荷,如以下圖。其特點有:(1)單一點電荷形成的電場中,不存在電場強度相同的點,離電荷越近,電場線越密集,電場強度越強。(2)假設(shè)以點電荷為球心作一個球面,電場線處處與球面垂直。在此球面上電場強度大小處處相等,方向各不相同。2.電場線不是帶電粒子在電場中的運動軌跡,只有當(dāng)電場線是直線,且?guī)щ娏Ｗ又皇莒o電力作用(或受其他力,但方向沿電場線所在直線),同時帶電粒子的初速度為零或初速度方向沿電場線所在直線時,運動軌跡才和電場線重合,這只是一種特殊情況?！?/p>

5、典例示范】例1以下各電場中,A、B兩點電場強度相同的是()答案 C解析 A圖中,A、B兩點電場強度大小相等,方向不同;B圖中,A、B兩點電場強度的方向相同,但大小不等;C圖中是勻強電場,那么A、B兩點電場強度大小、方向相同;D圖中A、B兩點電場強度大小、方向均不相同。應(yīng)選C。規(guī)律方法 (1)大小:按照電場線畫法的規(guī)定,電場強度大處電場線密,電場強度小處電場線疏,根據(jù)電場線的疏密可以比較電場強度的大小。(2)方向:根據(jù)電場線的定義,電場線每點的切線方向就是該點電場強度的方向。(3)特點:正電荷所受靜電力的方向與電場線的切線方向相同,負電荷所受靜電力的方向與電場線的切線方向相反。探究二兩個等量同種

6、點電荷和等量異種點電荷的電場線分布【情境導(dǎo)引】在裝有蓖麻油的玻璃器皿里撒上一些細小的頭發(fā)屑,再加上電場,頭發(fā)屑會重新排列。圖甲是根據(jù)頭發(fā)屑在一對等量異種電荷形成的電場中的排列情況畫出的電場線分布圖;圖乙是根據(jù)頭發(fā)屑在一對等量同種電荷形成的電場中的排列情況畫出的電場線分布圖。請結(jié)合電場線分布圖分析沿兩點電荷連線和兩點電荷連線的中垂線電場強度如何變化?要點提示 根據(jù)電場線分布特點,可以看出等量異種點電荷連線上由中點向兩側(cè)電場強度越來越大,在中垂線上由中點向兩側(cè)電場強度越來越小。等量同種點電荷連線上由中點向兩側(cè)電場強度越來越大,在中垂線上由中點向兩側(cè)電場強度先增大后減小。【知識歸納】等量異種點電荷與

7、等量同種點電荷形成的電場中電場強度分布特點的比較比較項目等量異種點電荷等量同種(正)點電荷電場線分布圖比較項目等量異種點電荷等量同種(正)點電荷連線上的電場強度大小O點最小,從O點沿連線向兩邊逐漸變大O點為零,從O點沿連線向兩邊逐漸變大中垂線上的電場強度大小O點最大,從O點沿中垂線到無限遠處逐漸變小O點為零,從O點沿中垂線到無限遠處先變大后變小關(guān)于O點對稱的點A與A、B與B的電場強度等大同向等大反向要點筆記 等量同種點電荷的中垂線上電場強度有兩個極值點,等量異種點電荷的中垂線上電場強度方向均相同?！镜淅痉丁坷?兩個帶等量正電荷的點電荷,O點為兩電荷連線的中點,a點在連線的中垂線上,如以下圖,

8、假設(shè)在a點由靜止釋放一個電子,關(guān)于電子的運動,以下說法正確的選項是()A.電子在從a向O運動的過程中,加速度越來越大,速度越來越大B.電子在從a向O運動的過程中,加速度越來越小,速度越來越大C.電子運動到O時,加速度為零,速度最大D.電子通過O后,速度越來越小,加速度越來越大,一直到速度為零答案 C解析 帶等量正電荷的兩點電荷連線的中垂線上,中點O處的電場強度為零,向中垂線的兩邊先變大,到達一個最大值后,再逐漸減小到零。但a點與最大電場強度點的位置關(guān)系不能確定,當(dāng)a點在最大電場強度點的上方時,電子在從a點向O點運動的過程中,加速度先增大后減小;當(dāng)a點在最大電場強度點的下方時,電子的加速度那么一

9、直減小,故A、B錯誤。但不管a點的位置如何,電子在向O點運動的過程中,都在做加速運動,所以電子的速度一直增加,當(dāng)?shù)竭_O點時,加速度為零,速度到達最大值,C正確。通過O點后,電子的運動方向與電場強度的方向相同,與所受靜電力方向相反,故電子做減速運動,由能量守恒定律得,當(dāng)電子運動到a點關(guān)于O點對稱的點時,電子的速度為零。同樣因該點與最大電場強度的位置關(guān)系不能確定,故加速度大小的變化不能確定,D錯誤。 隨堂訓(xùn)練1.如以下圖是某靜電場的一局部電場線分布情況,以下說法中正確的選項是()C.假設(shè)只受靜電力作用,正電荷可以沿電場線由B點運動到C點D.點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小(不考

10、慮其他作用力)答案 B解析 負點電荷的電場線是從四周無限遠處不同方向指向負點電荷的直線,故A錯誤;電場線越密的地方電場強度越大,由題圖知EAEB,又因F=qE,故FAFB,故B正確;由 知,aF,而FE,EAEB,所以aAaB,故D錯誤;正電荷在B點受到的靜電力的方向沿切線方向,故其軌跡不可能沿電場線由B到C,故C錯誤。2.(多項選擇)如以下圖是電場中某區(qū)域的電場線分布,a、b是電場中的兩點,那么()C.正電荷放在a點靜止釋放,在靜電力作用下運動的軌跡與電場線一致答案 BD3.(多項選擇)如以下圖,在等量異種點電荷連線的中垂線上取A、B、C、D四點,B、D兩點關(guān)于O點對稱,那么關(guān)于各點電場強度的關(guān)系,以下說法中正確的選項是()A.EAEB,EB=EDB.EAEB,EAECC.EAEBEC,EB=EDD.可能EA=ECEB,EB=ED答案 BC解析 據(jù)等量異種點電荷的電場特點,中垂線上各點的電場強度關(guān)于電荷連線對稱,中點電場強度最大,向兩側(cè)電場強度逐漸減小,電場強度方向垂直于中垂線;由于B、D兩點關(guān)于O