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2018_2019高中物理第1章电与磁第4节认识电场学案粤教版选修1_1

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                            第四节 认识电场

           学 习 目 标                              知 识 脉 络


  1.了解电荷周围存在的电场.
  2.知道电场线,会用电场线描述
  电场.(重点、难点)
  3.知道电场强度的定义和方
  向.(重点)
  4.知道匀强电场的特点.(重点)


                             [自 主 预 习·探 新 知]
                                    [知识梳理]
    一、电场的描述——电场线
    1.定义:在电场中画出的一系列的从正电荷(无限远)出发到无限远(负电荷)终止的曲
线,用这些曲线可以形象地描述电场.
    2.电场线的特点:曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度的方向一致,曲线的
疏密程度描述电场的强弱,越密的地方,电场越强.
    二、电场的描述——电场强度
    1.电场强度
    (1)物理意义:描述电场强弱和方向的物理量.
    (2)方向:电场强度的方向就是电场中某点电场的方向.
    (3)矢量:电场强度既有大小,又有方向,是矢量.
    (4)单位:牛顿/库仑或伏特/米,符号              N/C 或 V/m.
    2.匀强电场
    (1)定义:在电场中的某个区域,如果电场强度的大小和方向处处相同,这个区域的电
场叫做匀强电场.
    (2)电场线特点:匀强电场的电场线是一组方向相同的等间距平行线.
                                    [基础自测]
    1.思考判断
    (1)电场线是客观存在的物质.(×)
    (2)电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而假想的线.(√)
    (3)电场线稀疏的地方,说明电场弱.(√)
    (4)电场线上任意一点的切线方向就是该点的场强方向.(√)
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    (5)匀强电场就是强度大小不变的电场.(×)
    (6)电场强度的方向就是正电荷受力方向.(√)
    [提示] (1)电场线是人们假想的.
    (5)大小、方向都不变的电场是匀强电场.
    2.以下关于电场及电场线的说法,正确的是(  )
    A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅可以在空间相交,也能相切
    B.电场是客观存在的,其最根本的性质是对放入电场中的电荷有力的作用
    C.电场线是客观存在的,不仅反映了电场的分布,也是电荷之间产生相互作用的物质
基础
    D.电场线实质上就是电场的物质表现形式
    B [电场是客观存在的特殊物质,看不见、摸不着,人们借助于电场线来描绘和理解
电场,因此电场线是一个物理模型,是人们假想出来的,只有电场才是客观存在的,是电
场力产生的物质基础,因此正确的只有                 B 项.]
    3.电场中,初速度为零的带正电粒子在匀强电场作用下,运动方向正确的是(  )


    D [带正电粒子受电场力的方向与电场线方向相同.]
                             [合 作 探 究·攻 重 难]

                                对电场线的理解
    1.电场线的概念
    在电场中画出的一系列从正电荷(无限远)出发到无限远(负电荷)终止的曲线,曲线上
任意一点的切线方向都跟该点的电场方向一致.电场线密的地方电场强,疏的地方电场
弱.电场线不相交,不中断.
    2.电场线的特点  
    (1)电场线是抽象化、理想化的模型,实际并不存在.
    (2)电场线起于正电荷,止于负电荷.
    (3)电场线的疏密表示电场强弱.
    (4)电场线的每一点的切线方向都跟该点电场方向一致.
    (5)电场线不能相交,因为在电场中的任一点处正电荷只有一个受力方向.
          如图    1­4­1 所示是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是(  )
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                                     图 1­4­1
    A.这个电场可能是负点电荷的电场
    B.点电荷    q 在 A 点处受到的电场力比在          B 点处受到的电场力大
    C.正电荷可以沿电场线由           B 点运动到    C 点
    D.点电荷    q 在 A 点处的瞬时加速度比在          B 点处的瞬时加速度小(不计重力)
    B [负点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线,故                               A 错误;

电场线越密的地方场强越大,由题图知                 EA>EB,又因   F=qE,得   FA>FB,故   B 正确;由    a=
F

m知,a∝F,而      F∝E,EA>EB,所以     aA>aB,故   D 错误;正电荷在      B 点受到的电场力的方
向沿切线方向,故其轨迹不可能沿曲线由                  B 到 C,故  C 错误.]


    1电场线并不是粒子运动的轨迹.带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子所受合
外力与初速度共同决定.电场线上各点的切线方向是场强方向,决定着粒子所受电场力的方
向.轨迹上每一点的切线方向为粒子在该点的速度方向.
    2电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件
    ①电场线是直线.
    ②带电粒子只受电场力作用,或受其他力,但其他力的方向沿电场线所在直线.
    ③带电粒子初速度的大小为零或初速度的方向沿电场线所在的直线.

    [针对训练]
    1.如图   1­4­2 所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出),则(  ) 

                                                          【导学号:71082018】


                                     图 1­4­2
    A.A 只能带正电
    B.A 只能带负电
    C.若  A 带正电,则     B 肯定是带负电的
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    D.若  A 带正电,则     B 肯定是带正电的
    C [图示的电场线为两个带等量异种点电荷形成电场的电场线分布,C                            正确,D   错误;
但没有标注电场线的方向,所以不能判断                  A、B 的电性,A、B     错误.]

                               对电场强度的理解
    1.电场强度的意义   
    电场强度是描述电场强弱的物理量,反映电场力的性质.电场中某点的电荷受到的电
场力大小不仅与该点的电场强度有关,还与电荷所带电荷量有关.
    2.对电场强度的理解
    在电场中某点,电场强度由该点在电场中的位置所决定,跟电荷所带电荷量无关,是
反映电场性质的物理量.
    注意电场强度的唯一性和确定性,电场中某一点处的电场强度                          E 是唯一的,它的大小
和方向与放入该点的电荷无关,由产生电场的电荷及空间位置决定.电场中每一点对应着
的电场强度与该点是否放置电荷、放置电荷的电荷量及电性无关.即使该处不放入电荷,
该处的电场强度大小、方向仍不变.
    3.电场强度的方向
    电场强度是矢量,电场中某点电场强度的方向是不变的,可用电荷受力的方法确定:
与正电荷的受力方向相同,与负电荷的受力方向相反.
    4.电场力与电场强度的区别
    物理量                电场力   F                       电场强度     E
   物理意义          电荷在电场中受到的力                描述电场力的性质,是电场的属性
   决定因素          由电场和电荷共同决定                       只由电场本身决定
               正电荷受力与      E 同向;负电
     方向                                 规定   E 的方向为正电荷在该点的受力方向
                    荷受力与    E 反向

     单位                   N                           N/C 或 V/m
          在电场中某点放一个检验电荷,电荷量为                   q,检验电荷受到的电场力为            F,则
                 F
该点电场强度为       E=q,下列说法正确的是(  )
    A.若移去检验电荷,该点的电场强度就变为零
                                                           E
    B.若在该点放一个电荷量为            2q 的检验电荷,该点的场强就变为2
    C.若在该点放一个电荷量为-2q             的检验电荷,则该点电场强度大小仍为                E,但电场强
度的方向与原来的方向相反
    D.若在该点放一个电荷量为            2q 的检验电荷,则该点的电场强度大小仍为                 E,电场强
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度的方向还是原来的电场强度方向
    D [因为电场中某点的电场强度的大小和方向由电场本身决定,跟检验电荷无关,所
以,移去检验电荷或在该点放电荷量为                 2q 或-2q 的检验电荷,该点电场强度均不变.故
D 正确,A、B、C     错误.]


                F
    1公式    E=q是电场强度的定义式,不是决定式.其中                  q 是试探电荷的电荷量.
    2电场强度       E 的大小和方向只由电场本身决定,与是否放入的试探电荷以及放入
试探电荷的正负、电荷量的大小无关.)

    [针对训练]
    2.(多选)关于电场强度的下列说法中正确的是(  ) 
                                                          【导学号:71082019】
    A.电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力
    B.在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零
    C.正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向
    D.负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向
    AC [由电场强度的定义式可知,电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场
力,选项    A 正确;      电场中某点的场强大小由电场本身决定,与试探电荷的电荷量                          q 及其
受力   F 大小无关,选项      B 错误;正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度
的方向,选项      C 正确;负电荷在电场中某点所受电场力的方向与这点电场强度的方向相反,
选项   D 错误.]
                             [当 堂 达 标·固 双 基]
    1.图  1­4­3 中所画的电场线,正确的是(  )


                                     图 1­4­3
    A.(1)(2)和(4)                      B.只有(4)
    C.只有(3)                           D.(2)和(3)
    B [由电场线的分布特点可知(1)(2)(3)错误,(4)正确.选                  B.]
    2.下面关于电场的叙述不正确的是(  )
    A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的
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    B.只有电荷发生相互作用时才产生电场
    C.只要有电荷存在,其周围就存在电场
    D.A 电荷受到     B 电荷的作用,是      B 电荷的电场对      A 电荷的作用
    B [两个电荷之间的作用,实际是一个电荷周围存在着由它产生的电场,另外一个电
荷受到这个电荷的作用力就是通过这个电场给予的,因此,电场的存在是电荷间产生静电
力的条件,故      A、D  正确;电荷周围总存在电场,C            正确,B    错误.]
    3.   (多选)某电场区域的电场线如图            1­4­4 所示,a、b    是其中一条电场线上的两点,
下列说法中正确的是(  )


                                     图 1­4­4
    A.a 点的场强方向一定沿着过           a 点的电场线向右
    B.a 点的场强一定大于        b 点的场强
    C.正电荷在     a 点受到的电场力一定大于它在            b 点受到的电场力
    D.负电荷在     a 点受到的电场力一定小于它在            b 点受到的电场力
    ABC [过  a 点的电场线是一条水平向右的直线,故选项                  A 对.a  点处电场线密集,电

场较强,故     Ea>Eb,选项   B 对.无论电荷正负,根据           F=q·E,Ea>Eb,所以     Fa>Fb,只是正
负电荷所受的静电力的方向相反,故选项                  C 对,选项   D 错.]
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