電場(chǎng)力的性質(zhì)教學(xué)專題1.知道兩種電荷，元電荷及其帶電量，理解摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實(shí)質(zhì).2.理解點(diǎn)電荷這一理想化模型，掌握庫(kù)侖定律.3.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式及其物理意義.教學(xué)目標(biāo)4.知道幾種典型的電場(chǎng)線的分布，知道電場(chǎng)線的特點(diǎn).教學(xué)重難點(diǎn)授課節(jié)次基本概念的理解;電場(chǎng)強(qiáng)度的意義;電場(chǎng)線及其分布授課內(nèi)容：一、電荷及相關(guān)知識(shí)：1.元電荷e：①e=1.60×10-19C②質(zhì)子或電子所帶的電量就是元電荷③元電荷是世界上電最小的電量④任何帶電體的電量都是元電荷的整數(shù)倍2.檢驗(yàn)電荷(試探點(diǎn)荷)：電量要求：不影響原電場(chǎng)；體積充分小；一定是點(diǎn)電荷。3.點(diǎn)電荷:理想的模型.類似于質(zhì)點(diǎn)4.荷質(zhì)比(比荷)：帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比稱為“荷質(zhì)比”5.電荷守恒定律二、使物體帶電的幾種方式:(起電實(shí)質(zhì):得失電子)1.摩擦起電2.接觸帶電:兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球接觸時(shí)電荷量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分，原帶同種電荷的總電荷量平分。3.感應(yīng)起電：導(dǎo)體接近（不接觸）帶電體，使導(dǎo)體靠近一端帶上相異的電荷，遠(yuǎn)端帶上相同的電荷。三.庫(kù)侖定律1.內(nèi)容：與萬(wàn)有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無(wú)論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）2.公式：，F(xiàn)叫做庫(kù)侖力或靜電力，也叫電場(chǎng)力。叫靜電力常量=3.適用條件：（1）真空；（2）點(diǎn)電荷．引申:同一直線上三個(gè)點(diǎn)電荷的討論和計(jì)算::::::::::::::兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大。:四.電場(chǎng)1.概念：是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體。2.電場(chǎng)的基本性質(zhì)：（1）對(duì)放入電場(chǎng)的電荷有力的作用（2）能使放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象3.場(chǎng):（1）凡是在有電荷的地方，周圍都存在電場(chǎng)（2）在變化的磁場(chǎng)周圍也有電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)周圍存在磁場(chǎng)。（3）電場(chǎng)與磁場(chǎng)是不同于實(shí)體的另一種形態(tài)物質(zhì)。(電場(chǎng)\磁場(chǎng)\重力場(chǎng))五、電場(chǎng)強(qiáng)度(矢量)1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。用E來(lái)表示。2.定義式：（適用于一切電場(chǎng)）3.單位：牛/庫(kù)(N/C)伏/米(v/m)4.電場(chǎng)強(qiáng)度方向：規(guī)定正電荷受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向;電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向.5.物理意義：描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。6.說(shuō)明（1）電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度來(lái)反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小，方向是由電場(chǎng)本身決定的，是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷，以及放入檢驗(yàn)電荷電性多少都無(wú)關(guān)(3)電場(chǎng)的疊加滿足平行四邊形法則六、電場(chǎng)線1.概念：為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。這些曲線就是電場(chǎng)線。(第一個(gè)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的科學(xué)家是——法拉第)2.電場(chǎng)線的特點(diǎn)：（1）電場(chǎng)線是假想曲線，不是真實(shí)。（2）切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向．（3）疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱大?。?）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且等間距直線表示．(平行板電容器間的電場(chǎng)，邊緣除外)（5）始于正電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)），終止負(fù)電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)）（6）任意兩條電場(chǎng)線都不相交，不中斷，不閉合。（7）沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低．但E不一定減?。谎谽方向電勢(shì)降低最快的方向。（8）電場(chǎng)線⊥等勢(shì)面．電場(chǎng)線由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面。（9）電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。3.幾種電場(chǎng)電場(chǎng)線的分布電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)例1.如圖，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電+Q，B帶電–9Q．現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場(chǎng)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為（）A．正B的右邊0.4m處C．負(fù)A的左邊0.2m處B．正B的左邊0.2m處D．負(fù)A的右邊0.2m處例2．兩個(gè)半徑相同的金屬小球，電荷量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上，則相互作用力可能為原來(lái)的A．B．C．D．1．下列說(shuō)法中正確的是（）A．由E=F/q知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比B．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)C．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的2．如圖所示為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在該電場(chǎng)線上有a、b兩點(diǎn)，用Ea、Eb分別表示兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,則A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B．因?yàn)殡妶?chǎng)線由a指向b，所以Ea>EbC．因?yàn)殡妶?chǎng)線是直線，所以Ea=EbD．Ea、Eb的大小關(guān)系不能確定（）1．關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，下列說(shuō)法正確的是()A．由E＝可知，某電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E與q成反比，與F成正比B．正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反，所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C．電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)D．電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí)，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于零2．如圖，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°.電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)镋2.E1與E2之比為()A．1∶2B．2∶1C．2∶D．4∶3．以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確的是()A．電場(chǎng)、電場(chǎng)線都是客觀存在的物質(zhì)，因此電場(chǎng)線不僅能在空間相交，也能相切B．在電場(chǎng)中，凡是電場(chǎng)線通過(guò)的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)不為零，不畫電場(chǎng)線區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C．同一試探電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受電場(chǎng)力大D．電場(chǎng)線是人們假想的，用以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在4．對(duì)于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A．電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式仍成立，即E＝B．在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式為E＝，式中的Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷，式中Q就是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷C．在真空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式E＝D．以上說(shuō)法都不對(duì)，式中q是檢驗(yàn)電荷5．實(shí)線為三條方向未知的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2中的虛線所示(a、b只受電場(chǎng)力作用)，則()A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．電場(chǎng)力對(duì)a做正功，對(duì)b做負(fù)功C．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大D．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大利用補(bǔ)償法和對(duì)稱法求電場(chǎng)強(qiáng)度例1N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，如圖4所示．若移去位于圓周上P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為________，方向________．(已知靜電力常量為k)(1)補(bǔ)償法：(2)對(duì)稱法：利用帶電體(如球體、薄板等)產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)來(lái)求電場(chǎng)強(qiáng)度的方法．練1如圖5所示，在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在O點(diǎn)固定一電荷量為Q的正電荷，A、B、C、D為以O(shè)為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點(diǎn)，B、D連線與電場(chǎng)線平行，A、C連線與電場(chǎng)線垂直．則()A．A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為B．B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E－kD．A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同C．D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不可能為0練2均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)．如圖6所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的直線，在直線上有M、N兩點(diǎn)，＝2R.已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()＝A.－EB.C.－ED.＋E等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，指為零向負(fù)電荷一方連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小沿連線先變小，再變大(從左到右)沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向例2如圖7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連線的水平中垂線上的兩點(diǎn)，且PO＝ON.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)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列關(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．速度一直增大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，再增大練1如圖8所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q，c是線段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在d、c、e點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力分別為Fd、Fc、Fe，則下列說(shuō)法中正確的是()A．Fd、Fc、Fe的方向都是水平向右B．Fd、Fc的方向水平向右，F(xiàn)e的方向豎直向上C．Fd、Fe的方向水平向右，F(xiàn)c＝0D．Fd、Fc、Fe的大小都相等練2如圖9所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a和c關(guān)于MN對(duì)稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上．以下判斷正確的是()A．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．試探電荷＋q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能例3如圖10所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿MN豎直固定在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝1.0×105N/C、與水平方向成θ＝30°角的斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，帶電荷量為Q＝＋4.5×10－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，帶電荷量為q＝＋1.0×10－6C，質(zhì)量為m＝1.0×10－2kg.現(xiàn)將小球B從桿的N端由靜止釋放，小球B開始運(yùn)動(dòng)．(靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g＝10m/s2)(1)求小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a；(2)當(dāng)小球B的速度最大時(shí)，求小球距M端的高度h1；(3)若小球B從N端運(yùn)動(dòng)到距M端的高度為h2＝0.61m時(shí)，速度v＝1.0m/s，求此過(guò)程中小球B電勢(shì)能的改變量ΔEp.1．如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷．已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()A．kB．kC．kD．k2．如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的三物塊A、B、C放在傾角為30°的固定斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上，三物塊的質(zhì)量分別為mA＝0.60kg，mB＝0.30kg，mC＝0.50kg，其中A不帶電，B、C均帶正電，且qC＝1.0×10－5C，開始時(shí)三個(gè)物塊均能保持靜止且與斜面間均無(wú)摩擦力作用，B、C間相距L＝1.0m．現(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上做加速度a＝1.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假定斜面足夠長(zhǎng)．已知靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g＝10m/s2.求：(1)B物塊的帶電量qB；(2)A、B運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)距離后開始分離．3．如圖，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R＝0.40m．在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×104N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s＝1.0m的位置，由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，求：(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；(2)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中，摩擦力做的功．?題組1電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及計(jì)算1．下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2的敘述，正確的是()A．E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量B．E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷所受的電場(chǎng)力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)C．E＝kQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D．從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式F＝k，式是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小2．如圖1所示，真空中O點(diǎn)有一點(diǎn)電荷，在它產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea，方向與ab連線成60°角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Eb，方向與ab連線成30°角．關(guān)于a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小Ea、Eb的關(guān)系，以下結(jié)論正確的是()圖1A．Ea＝EbB．Ea＝EbC．Ea＝EbD．Ea＝3Eb3．如圖2甲所示，在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為軸上三點(diǎn)，放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示，則()圖2A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103N/CB．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103N/CC．點(diǎn)電荷Q在A、B之間D．點(diǎn)電荷Q在A、O之間?題組2電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成問(wèn)題4．用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱．如圖3甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱．則()圖3A．B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同B．A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反C．E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)D．B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱5．如圖4所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)，在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，除A點(diǎn)處的電荷量為－q外，其余各點(diǎn)處的電荷量均為＋q，則圓心O處圖4A．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向B．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿OA方向D．場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向沿AO方向，方向沿AO方向C．場(chǎng)強(qiáng)大小為7．在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線和圓周的交點(diǎn)．當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷＋q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖6所示，不