高三物理教案：《電場力的性質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

　　知道幾種典型的電場線的發(fā)布，知道電場線的特點(diǎn)，理解電場強(qiáng)度的定義式及其物理意義。

　　考點(diǎn)1.電場強(qiáng)度

　　1.電場

　　(1)定義：存在電荷周圍能傳遞電荷間相互作用的一種特殊物質(zhì)。

　　(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用。

　　2.電場強(qiáng)度

　　(1)定義：放入電場中的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的比值，叫做改點(diǎn)的電場強(qiáng)度。

　　(2)單位：N/C或V/m。

　　(3)電場強(qiáng)度的三種表達(dá)方式的比較

　　(4)矢量性：規(guī)定正電荷在電場中受到的電場力的方向?yàn)楦狞c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，或與負(fù)電荷在電場中受到的電場力的方向相反。

　　(5)疊加性：多個(gè)電荷在電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫做電場強(qiáng)度的疊加，電場強(qiáng)度的疊加尊從平行四邊形定則。

　　考點(diǎn)2.電場線、勻強(qiáng)電場

　　1.電場線：為了形象直觀描述電場的強(qiáng)弱和方向，在電場中畫出一系列的曲線，曲線上的各點(diǎn)的切線方向代表該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向，曲線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小。

　　2.電場線的特點(diǎn)

　　(1)電場線是為了直觀形象的描述電場而假想的、實(shí)際是不存在的理想化模型。

　　(2)始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，終于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷，電場線是不閉合曲線。

　　(3)任意兩條電場線不相交。

　　(4)電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，它不表示電荷在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　(5)沿著電場線的方向電勢(shì)降低;電場線從高等勢(shì)面(線)垂直指向低等勢(shì)面(線)。

　　3.勻強(qiáng)電場

　　(1)定義：場強(qiáng)方向處處相同，場強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱之為勻強(qiáng)電場。

　　(2)特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場中的電場線是等距的平行線。平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩板之間除邊緣外的電場就是勻強(qiáng)電場。

　　(3)幾種典型的電場線：孤立的正電荷、負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、正點(diǎn)電荷與大金屬板間、帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場線。

　　電場強(qiáng)度即疊加屬于中頻考查，且一般單獨(dú)考查，在考題中多結(jié)合幾種典型電場的特點(diǎn)，綜合利用電場的疊加原理，考查電場強(qiáng)度大小的計(jì)算方法和方向的判斷方法。電場力的大小和方向?qū)儆诟哳l考點(diǎn)，且多和力學(xué)知識(shí)綜合，來達(dá)到綜合考查學(xué)生能力層次的目的。

　　誤區(qū)提醒

　　1.電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系根據(jù)電場線的定義,一般情況下,帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場線重合,只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí),兩者才會(huì)重合:

　　(1)電場線為直線;

　　(2)電荷初速度為零,或速度方向與電場線平行;

　　(3)電荷僅受電場力或所受其他力合力的方向與電場線平行.

　　2.等量同種電荷和等量異種電荷的電場

　　(1)等量同種電荷的電場如圖甲所示

　　①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為零,此處無電場線.

　　②兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近電場線非常稀疏,但場強(qiáng)不為零.

　　③從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面(線)到無限遠(yuǎn),電場線先變密后變疏,即場強(qiáng)先變大后變小.

　　④兩點(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向和中垂線平行.

　　⑤關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′、B與B′的場強(qiáng)等大、反向.

　　(2)等量異種電荷的電場如圖乙所示.

　　①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷,沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大.

　　②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(線)上,電場線的方向均相同,即場強(qiáng)方向相同,且與中垂面(線)垂直.

　　③關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′、B與B′的場強(qiáng)等大同向.

　　例題1. 如圖，A、B兩質(zhì)點(diǎn)分別帶QA=2×10-8C，QB=-2×10-8C的電量，用絕緣細(xì)線懸于同一水平線上，相距3cm，在水平方向的勻強(qiáng)電場作用下，它們保持相對(duì)靜止，絕緣細(xì)線沿豎直方向，

　　求：(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的大小和方向

　　(2)A、B兩質(zhì)點(diǎn)連線中點(diǎn)處的場強(qiáng)大小和方向

　　答案：

　　(1)E=2×105N/C方向水平向左(2)E中=1.4×106N/C方向水平向右N/C方向水平向右

　　解析：

　　(1)對(duì)A受力分析，E的方向?yàn)橛蒕B指向QA， 對(duì)于A水平方向受到B對(duì)A的吸引力、還受到外加的電場力，根據(jù)平衡條件有：EQA=kQAQB/r2

　　解得E=2×105N/C方向水平向左

　　(2)對(duì)于A、B連線中點(diǎn)，有3處場強(qiáng)疊加。分別是E和EB和EA，其中E與(EA和EB)反向，

　　所以E中=E+EB+EA=(8+8-2)×105=1.4×106N/C方向水平向右。

　　例題2. 在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為+4Q和-Q的點(diǎn)電荷。

　　① 將另一個(gè)點(diǎn)電荷放在該直線上的哪個(gè)位置，可以使它在電場力作用下保持靜止?

　　②若要求這三個(gè)點(diǎn)電荷都只在電場力作用下保持靜止，那么引入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷?電荷量是多大?

　　答案：①B的右側(cè)，和A關(guān)于B對(duì)稱②負(fù)電荷，電荷量為4Q

　　解析：

　　①若第三個(gè)點(diǎn)電荷C帶正電

　　所以，不論C電性如何，只能在B點(diǎn)的右側(cè)

　　設(shè)A、B之間的距離為r, B、C之間的距離為