电场力的性质学案
电场力的性质导学案
第2讲电场力的性质一、学习目标：1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.2.熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题．二、自主学习导学提纲（一）、电场强度1．静电场(1)电场是存有于电荷周围的一种，静电荷产生的电场叫静电场．(2)电荷间的相互作用是通过实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有2．电场强度(1)物理意义：表示电场的和(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的的比值叫做该点的电场强度．(3)定义式：.点电荷的电场强度：匀强电场的电场强度：(4)标矢性：电场强度是矢量，规定正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从定则．（二）、电场线1．定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的及，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的方向表示该点的电场强度方向，曲线的表示电场强度的大小．2．特点：(1)电场线是假想的，不是真实存有的。
(2)电场线从正电荷或出发，终止于或无限远处；（3）静电场中的电场线、、；(4)在同一电场里，电场线越密的地方场强越；电场线上某点的方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向；(6)电场线和等势面在相交处互相．3．几种典型电场的电场线(如图3所示)．基础演练1、关于电场强度的概念，下列说法准确的是 ( )A ．由E ＝F q 可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比B ．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负相关C ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零2、对于由点电荷Q 产生的电场，下列说法准确的是 ( )A ．电场强度的定义式仍成立，即E ＝F Q，式中的Q 就是产生电场的点电荷 B ．在真空中，电场强度的表达式为E ＝kQ r2，式中Q 就是产生电场的点电荷 C ．在真空中，电场强度的表达式E ＝kq r2，式中q 是检验电荷 D ．以上说法都不对3、以下关于电场和电场线的说法中准确的是 ( )A ．电场、电场线都是客观存有的物质，所以电场线不但能在空间相交，也能相切B ．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零C ．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D ．电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存有课堂互动（一）、电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的场强的矢量和．(2)运算法则： ．例1、如图所示，在水平向右、大小为E 的匀强电场中，在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷，A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点，B 、D 连线与电场线平行，A 、C 连线与电场线垂直．则 ( )A ．A 点的场强大小为 E 2＋k 2Q 2r 4 B ．B 点的场强大小为E －k Q r2 C ．D 点的场强大小不可能为0 D ．A 、C 两点的场强相同例2、如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点电场强度的大小变为E 2.E 1与E 2之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3例3、如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) ( )A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 2例4、一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷，另一电量为+q 的点电荷放在球心O 处，因为对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r ，(r<<R)的一个小圆孔，则剩余的绝缘球壳在球心处产生的场强大小为多少？方向如何？(已知静电力恒量为k)（二）、两个等量点电荷电场的分布等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向例5、如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能准确的是( )A．速度先增大，再减小B．速度一直增大C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D．加速度先减小，再增大一课一练1．两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场的电场线(方向未画出)如图所示，一电子在A、B 两点所受的电场力分别为F A和F B，则它们的大小关系为( )．A．F A＝F B B．F A<F BC．F A>F B D．无法确定2．一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能准确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )3．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )．A ．－F 2 B.F 2C ．－FD ．F4．如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m ，带电荷量为q ，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止( )．A ．垂直于杆斜向上，场强大小为mg cos θ/qB ．竖直向上，场强大小为mg /qC ．垂直于杆斜向上，场强大小为mg sin θ/qD ．水平向右，场强大小为mg cot θ/q5．如图所示，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为v A 和v B ，最大动能分别为E k A 和E k B ，则( )．A ．m A 一定小于mB B ．q A 一定大于q BC ．v A 一定大于v BD ．E k A 一定大于E k B6．如图所示，两质量均为m 的小球A 和B 分别带有＋q 和－q 的 电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg .现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是( )A ．悬线OA 向右偏，OA 中的张力大于2mgB ．悬线OA 向左偏，OA 中的张力大于2mgC ．悬线OA 不发生偏离，OA 中的张力等于2mgD ．悬线AB 向左偏，AB 线的张力比不加电场时要大7．在竖直平面内固定一半径为R 的金属细圆环，质量为m 的金属小球(视为质点)通过长为L 的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q (未知)时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图8所示．已知静电力常量为k .则下列说法中正确的是( )．A ．电荷量Q ＝ mgL 3kR B ．电荷量Q ＝ mg (L 2－R 2)L 32kRC ．线对小球的拉力F ＝mgR LD ．线对小球的拉力F ＝mgR L 2－R 2。
电场力的性质训练学案
《电场力的性质》训练学案编制人：赵忠海 审核人:高二物理组（时间40分钟）使用说明：1、自主闭卷完成，定时完成，要有时间观念，手、眼、脑并用，积极思考。
2、带“★”者B 层同学必须完成，带“★★”者A 层同学必须完成。
1、如图4，真空中三个点电荷A 、B 、C ，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB ＞BC ，则根据平衡条件可断( ) A ．A 、B 、C 分别带什么性质的电B ．A 、B 、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷 C ．A 、B 、C 中哪个电量最大D ．A 、B 、C 中哪个电量最小2、如图所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a 和c 带正电，b 带负电,a 所带电量的大小比b 的电量小。
已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是：（ ） A 、F 1 B 、F 2 C 、F 3 D 、F 43、一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性很好，内部有两个完全相同的弹性金属小球A 和B ，带电量分别为9Q 和—Q ，两球从图示的位置由静止释放，那么两球再次经过图中的原静止位置时，A 球的瞬时加速度为释放时的（ ） A ．16/9倍 B ．9/16倍 C ．1倍 D ．3/20倍 4、如图所示，一带电粒子从A 飞到B ，径迹如虚线所示，下列结论错误的是（ ） A ．粒子带负电 B ．粒子的加速度不断变小 C ．粒子在A 点时动能较大 D ．B 点的场强比A 点的场强大5、在x 轴上有两个点电荷，一个带正电Q 1，一个带负电-Q 2，且Q 1=2Q 2，用E 1和E 2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上 A. E 1=E 2之点只有一处，该点合场强为0B. E 1=E 2之点共有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2E 2C. E 1=E 2之点共有三处，其中两处合场强为0，另一处合场强为2E 2D. E 1=E 2之点共有三处，其中一处合场强为0，另两处合场强为2E 26、两个可自由移动的点电荷分别放在A 、B 两外，如图，A 处电荷带正电Q 1，B 处电荷带负电 Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷Q 3放在AB 直线上。
《电场力的性质》教案-青岛3中梁爽
电场力的性质（教学简案）
一、教学目标：
[知识与技能]1.辨析电场强度、电场力、电场线的概念。
2.分析两种典型电场
[过程与方法]1.通过讲练结合，引导学生深度理解领会概念，完善知识结构。
2.运用问题讨论式方法和推理法加深对典型电场的认识。
[情感态度价值观]体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。
二、重点与难点分析：电场强度和电场力概念和应用，分析两种典型电场。
三、教学方法：联系、推理、讨论
四、教学过程
为两个固定的带等量正电荷的点电荷，在其连线的中垂线
青岛市公开课、研究课
课题：电场力的性质（高三一轮复习课）
执教人：青岛三中梁爽
2007年10月10日。
电场力的性质教案
电场力的性质教案I要点梳理I一、电荷电荷守恒定律1元电荷、点电荷(1) 元电荷：e= 1.60 x 10「19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍—(2) 点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型.2 •电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保扌___________________⑵三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电.⑶带电实质：物体得失电子.⑷电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和」下的电荷再平分. ____________________二、库仑定律1 •内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.2 .表达式F = ，式中k = 9.0x 109N•iS/C2，叫做静电力常量.3. 适用条件真空中的静止点电荷.(1) 在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式.(2) 当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷.4. 库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，畫种电荷相互吸引. _三、电场、电场强度1. 电场(1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质；(2) 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用.2. 电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值.⑵定义式：E =-；单位：N/C或VLm.q⑶矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向. 3.点电荷的电场：真空中距场源电荷 Q 为r 处的场强大小为 E = k Q .四、电场线的特点1 .电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电________ 2. 电场线在电场中不相交.3. 在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，理场强度较小的地方电场线较疏. ______考点一库仑定律的理解和应用1 •库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用. 2.对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷， r 为球心间的距离.3. 对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图 4所示.(1)同种电荷：F v k q r q ； (2)异种电荷：F > k*乎.4. 不能根据公式错误地认为 r T 0时，库仑力F TB ，因为当r T 0时，两个带电体已不能看做点电荷了.【例1】已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图 所示，半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在过球心荷q 受到的电场力的大小为(答案 BR 3 Q 2 Q kq§= ~RTQ ="8，实心小球对q 的库仑力F 2= -歹2=黑2,则检验电荷q 所受的电场力F = F 1- F 2= 7k ^，选项B 正确. 18R 36 R 【变式1 科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷.如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等O 的直线上有A 、B 两个点，0和B 、B 和A 间的距离均为R.现以0B 为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为 k ,球的体积公式为 V = £n 3,则A 点处检验电 5kqQA. 36R 27kqQ C32R 2D 瞬 D. 16R 2解析 实心大球对q 的库仑力F 1 = 器，挖出的实心小球的电荷量 Q '图4的位置时，则此带电尘埃将（ ）A .向地球表面下落B .远离地球向太空运动 答案 C【例2 如图6,三个固定的带电小球 a 、b 和c ,相互间的距离分别为 ab = 5 cm , bc = 3 cm , ca = 4 cm.小球c 所受库仑力的合力的方向平行于 a 、b 的连线•设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则（）答案 D解析由小球c 所受库仑的合力的方向平行于a 、b 的连线知a 、b 带异号电荷.a 对c 的库仑力Fa =嚳⑰ b 对c 的库仑力 F b = k0qbq r ®bc设合力向左，如图所示，根据相似三角形得沽存3 由①②③得k = — = ac 3= 64, D 正确.q b bc 3 27考点二库仑力作用下的平衡问题涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如 下:确定曰究对彖飞町比糾》剛8需熱选择他-JL曼力井折~n ~飞參r 电场力（F ・牛賽成F ■牡）飞心"或F 戶叩,F"注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.【例3】如图7甲所示，用OA 、OB 、AB 三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为 m 的带等量同种电荷的小球 （可视为质点）, 三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB 绳水平，OB 绳对小球的作用力大小为 F T .现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力 F ，使装置静止在图乙所示的位置，此时 OA 绳竖直，OB 绳对小球的作用力大小为 F T '•根据 以上信息可以判断F T 和F T '的比值为（）C •仍处于悬浮状态D •无法判断A . a 、b 的电荷同号, 16 C . a 、b 的电荷同号,64 k = 27B . a 、b 的电荷异号, 16 ~9 D . a 、b 的电荷异号,64则AB 绳的拉力与库仑力大小相等，方向相反，再对 B 球受力分析，受拉力、重力、OB 绳的拉力、AB 间的库仑力以及AB 绳的拉力，而 AB 间的库仑力与 AB 绳的拉力的合力为零，图中可以不画，如图 （b ）所示.根据平衡条件，有：F T '亍2mg ,可见一= 3，故选A.cos 60 F T 3 【变式3如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m ,所带电荷量分别为+ q 和一q ,两球间用绝缘细线 2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为 E ,且有qE = mg ,平衡时细线都被拉直•则平衡时的可能位置是哪个图（ ）答案 A解析 先用整体法，把两个小球及细线 2视为一个整体.整体受到的外力有竖直向下的重力 2mg 、水平向左的电场 力qE 、水平向右的电场力 qE 和细线1的拉力F T 1，由平衡条件知，水平方向受力平衡，细线 1的拉力F T 1 —定与重力2mg 等大反向，即细线 1 一定竖直.再隔离分析乙球，如图所示.A.C. 答案 A屮 乙图7B. .3D •条件不足，无法确定解析 题图甲中，对B 球受力分析，受重力、0B 绳的拉力F T 、AB 绳的拉力F TA 、AB 间的库仑力F A ,如图⑻所示:根据平衡条件，有:F T =mgcos 302 3mg ；题图乙中，先对小球A 受力分析，受重力、AO 绳的拉力,AB 间的库仑力以及 AB 绳的拉力, 由于A处于平衡状态,乙球所受合力为零，细线2必须倾斜.设细线2与竖直方向的夹角为e,则有tan e= mg = 1, e= 45°故A 图正确. 考点三库仑力作用下的变速运动问题【例4】（多选）如图9所示，光滑绝缘的水平面上有一带电荷量为一 q 的点电荷，在距水平面高 h 处的空间内存在一 场源点电荷+ Q ,两电荷连线与水平面间的夹角e= 30°现给-q —水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动（恰好不受支持力），已知重力加速度为 g ，静电力常量为k ,则（ ）电荷之间的引力在水平方向上的分力充当向心力，两点电荷间距离R =煮，Fn = kQq • co e联立解得Fn =签，A 错误，B 正确；点电荷一 q 做匀速圆周运动的半径 r = toh e 因为F n =根据F n = m*，可得v =yj 3gh ,C 正 确，D 错误.【变式4 在匀强电场中，有一质量为m ，带电荷量为+ q 的带电小球静止在 0点，然后从0点自由释放，其运动轨 迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为 e,如图10所示，那么下列关于匀强电场的场强大小的说法中正确的是（）乙球受到的力为：竖直向下的重力A .点电荷一 q 做匀速圆周运动的向心力为.3kQq 4h 2B .点电荷一 q 做匀速圆周运动的向心力为 3kQq 8h 2C .点电荷一 q 做匀速圆周运动的线速度为D .点电荷一 q 做匀速圆周运动的线速度为,3gh 3gh 2答案 BC解析 恰好能在水平面上做匀速圆周运动，点电荷- q 受到竖直向下的重力以及点电荷+Q 的引力，如图所示,mg 、F T 2和甲球对乙球的吸引力 F 引.要使A •唯一值是mgta口qB •最大值是咱，+口mgsi n 0C •最小值是——q答案C解析小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，其所受合力方向沿直线向下，由三角形定则知电场力最命题点四电场强度的理解和计算.类型i点电荷电场强度的叠加及计算1. 电场强度的性质（i）矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向；⑵唯一性：电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷（场源电荷）及空间位置；（3）叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和2. 三个计算公式公式适用条件说明定义式F E=-q任何电场某点的场强为确定值，大小及方向与q无关决定式E= kp r 真空中点电荷的电场E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定关系式E =Ud匀强电场d是沿电场方向的距离3•等量同种和异种点电荷的电场强度的比较比较项目图10D .不可能是mg q小为qE = mgsin 0,故场强最小为E=m T J，故C正确.电场线的分布图等量异种点电荷等量同种点电荷【例5 如图11各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q 的负点电荷置于 H 点时，F 点处的电场强度恰好为零•若将H 点的负电荷移到0点，则F 点处场强的大小和方向为（静电力常量为k ）（ ）图11C.3kQ ，方向向右 d 答案 D解析 当负点电荷在H 点时，F 点处电场强度恰好为零，根据公式E = kQ 可得负点电荷在F 点产生的电场强度大小为E = kQ 2,方向水平向左，故两个正点电荷在 F 点产生的电场强度大小为 E = kQ ，方向水平向右；负点电荷移到0 点，在F 点产生的电场强度大小为 E 1 = k^j?，方向水平向左，所以F 点的合场强为 呼一请=呼，方向水平向左,故D 正确，A 、B 、C 错误.【变式5 如图12所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为 Q ,分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为 a ,则正方形两条对角线交点处的电场强度i^~jl ■■■■■■ ■ ■ ■ ■ ■图12A .大小为4‘于？，方向竖直向上a B .大小为，方向竖直向上A.4jkQ ，方向向右B 等,方向向左方向向左C .大小为4 j2kQa 2方向竖直向下类型2非点电荷电场强度的叠加及计算1. 等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景.【例6 一无限大接地导体板 MN 前面放有一点电荷+ Q ,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板图14A . a 点的电场强度大小为 E = 4kQjB . a 点的电场强度大小大于 b 点的电场强度大小,C . b 点的电场强度和e 点的电场强度相同D .一正点电荷从 a 点经b 、e 运动到d 点的过程中电势能的变化量为零 答案 B解析 由题意可知，点电荷+ Q 和金属板MN 周围空间电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以a 点的电场强答案解析 场强为一个点电荷在两条对角线交点 0产生的场强大小为kQ 2kQE = kQ = 2kQ ，对角线上的两异种点电荷在0处的合厶2 a 2 a E 合=2E =4g Q ，故两等大的场强互相垂直，合场强为故选 C.例如：一个点电荷+ q 与一个无限大薄金属板形成的电场,等效为两个异种点电荷形成的电场， 如图 13 甲、乙所示.MN 存在的 情况下，由点电荷+ Q 与其像电荷一 Q 共同激发产生的•像电荷一 Q 的位置就是把导体板当作平面镜时,电荷+ Q在此镜中的像点位置•如图 14所示, 已知+ Q 所在位置P 点到金属板 MN 的距离为L , a 为0P 的中点，abed 是边 长为L 的正方形，其中ab 边平行于MN •则( )a 点的电势高于b 点的电势,方向竖直向下D .大小为 ,方向竖直向Eo="jE 合 2+ E 合2 =A图133•微元法由图可知E a >E b ,叔〉（jb , B 正确；图中b 、c 两点的场强不同，C 错误；由于a 点的电势大于d 点的电势，所以一正 点电荷从a 点经b 、c 运动到d 点的过程中电场力做正功，电荷的电势能减小， D 错误.2. 对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化.3例如：如图15所示，均匀带电的3球壳在0点产生的场强，等效为弧 BC 产生的场强，弧 BC 产生的场强方向，又4 等效为弧的中点 M 在0点产生的场强方向.【例7 如图16所示，一电荷量为+ Q 的均匀带电细棒，在过中点 c 垂直于细棒的直线上有 a 、b 、d 二点，且ab =bc = cd = L ,在a 点处有一电荷量为+ 2的固定点电荷•已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为（k 为静电力常量）（）A • k 5^B • k 3L QC .D . k^答案 A解析 电荷量为+ Q 的点电荷在b 处产生的电场强度为 E =是，方向向右，b 点处的场强为零，根据电场的叠加原 理可知细棒与+号在b 处产生的电场强度大小相等，方向相反，则知细棒在b 处产生的电场强度大小为 E '=黑,方向向左.根据对称性可知细棒在d 处产生的电场强度大小为2k Q 2，方向向右；而电荷量为+ Q 的点电荷在d 处产生的电场强度为E " = 2kQL 2= 18吉，方向向右，所以d 点处场强的大小为 E d =器，方向向右，故选项 A 正确.亠3L 2 ~2,A 错误；等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如图所示40kQ图15图16将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强.作业1.（多选）在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图1中实线所示.一初速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则（）A .小球带正电B .恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能与v方向相反D .在A、B两点小球的速率不可能相等答案AB解析由小球从A点到C点的轨迹可知，小球受到的电场力方向向右，带正电，选项A正确；小球从C点到B点,所受合力指向轨迹凹侧，当水平恒力F水平向左时，合力可能向左，符合要求，当恒力F的方向与v方向相反时,合力背离CB段轨迹凹侧，不符合要求，选项B正确，C错误；小球从A点到B点，由动能定理，当电场力与恒力F做功的代数和为零时，在A、B两点小球的速率相等，选项D错误.2•如图2所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A T O T B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是（）■*«图2A .先变大后变小，方向水平向左B .先变大后变小，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左 D .先变小后变大，方向水平向右答案B解析根据等量异种点电荷周围的电场线分布知，从A T O T B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小，则电子所受电场力的大小先变大后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右，故B正确，A、C、D错误.3. （多选）如图3所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，箭头表示运动方向，a、b是轨迹上的两点.若粒子在运动中只受电场力作用.根据此图能作出的正确判断是（）C .粒子在a 、b 两点何处速度大D . a 、b 两点电场的强弱 答案 BCD解析 由题图中粒子的运动轨迹可知粒子在 a 、b 两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确 定粒子的电性，故 A 错误，B 正确；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子 动能减小，电势能增大，则粒子在a 点的速度较大，故 C 正确；根据电场线的疏密程度可判断 弱，故D 正确.14•如图4所示，一个绝缘圆环，当它的 才均匀带电且电荷量为+ q 时，圆心o 处的电场强度大小为答案1解析当圆环的4均匀带电且电荷量为+ q 时，圆心0处的电场强度大小为E ，由如图所示的矢量合成可得,当半圆ABC 均匀带电+ 2q 时，在圆心0处的电场强度大小为.2E ，方向由0指向D ;当另一半圆ADC 均匀带电 —2q 时，同理，在圆心 0处的电场强度大小为.2E ，方向由0指向D ;根据矢量的合成法则，圆心 0处的电场强 度的大小为2 2E ，方向由0指向D.5.如图7所示，正方形线框由边长为 L 的粗细均匀的绝缘棒组成， 0是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷, 现在线框上侧中点 A 处取下足够短的带电荷量为 q 的一小段，将其沿 0A 连线延长线向上移动 专的距离到B 点处, 若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时 0点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( )A •带电粒子所带电荷的符号B .粒子在a 、b 两点的受力方向 a 、b 两点电场的强E ,现使半圆ABC A . 2 2E ，方向由0指向D均匀带电+ 2q ,而另一半圆 0指向B( ) I)c.B.答案C解析设想将线框分为n个小段，每一小段都可以看成点电荷, 由对称性可知，线框上的电荷在O点产生的场强等效为与A点对称的电荷量为q的电荷在0点产生的场强，故kq 4kq 1 L2 L22B点的电荷在0点产生的场强为E2= 由场强的叠加可知 E = E l —E2= 3L2q.。
电场的力的性质 教案
第九单元 电场（一）电场的力的性质教学目标1.知道两种电荷，元电荷及其带电量，理解摩擦起电、感应起电、接触带电的实质.2.理解点电荷这一理想化模型，掌握库仑定律.3.理解电场强度的定义式及其物理意义.4.知道几种典型的电场线的分布，知道电场线的特点.重点：对基本概念的理解难点：带电质点在电场中的受力分析以及与牛顿定律相结合的综合问题一、电场1、电荷周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场产生的，电场是客观存在的一种特殊物质形态。
2、电场的基本性质①对放入其中的电荷有力的作用；②能使放入电场中的导体产生静电感应现象。
二、电荷1、元电荷：c e 19106.1-⨯= 所有带电体所带的电荷量均为元电荷的整数倍2、比荷：也叫荷质比m q 电子的荷质比c m e e111076.1⨯= 3、起电方式（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，带上等量导种的电荷。
（2）接触起电：分配规律：完全相同的带电金属小球相接触，带同种电荷时，平均分配总电荷量；带异种电荷时，先中和后平均分配剩余电荷量。
（3）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与带电体电荷相同的电荷。
（近端和远端）a ．使带电体C (如带正电)靠近相互接触的两导体A 、B (如图甲)．b ．保持C 不动，用绝缘工具分开A 、B .c ．移走C ，则A 带负电，B 带正电(如图乙)．如果先移走C ，再分开A 、B ，那么原来A 、B上感应出的异种电荷立即中和，不会使A 、B 带电．注意：当一端接地时，导体为近端，大地为远端场的提出 （1）凡是在有电荷的地方， 周围都存在电场 （2）在变化的磁场周围也有电场； 变化的电场周围存在磁场。
（3）电场与磁场是不同于实体的另一种形态的物质。
4、物体带电的实质：电子从一个物体转移到另一个物体，即电子的转移。
各种物质的原子核对电子的束缚能力不同，因而物质得失电子的本领也不同，这就造成了摩擦起电等各种带电现象。
电场力的性质教学设计
《电场力的性质》教学设计一、教学目标：1．知识目标加深理解库仑定律、电场强度、电场线等重点概念。
2．能力目标在熟练掌握基本概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。
3．物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。
二、重难点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用静电场部分的内容概念性强，规律内容含义深刻，是有关知识应用的基础．但由于概念和规律较抽象，对掌握这些概念和规律造成了一定的难度．所以，恰当地建立有关的知识结构，处理好概念之间、规律之间的关系，是解决复习困难的有效方式．三、教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学四、教具：多媒体，学案，五、教学过程引入新课：教师：从本节课开始，我们复习静电场的有关知识。
请同学观看电荷之间的相互作用视频。
教师：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
思考一：如何使物体带电？思考二：电荷之间的相互作用力是如何产生的？主要教学过程：思考一：使物体带电的方式和本质？物体带电的规律以及所带电荷量满足的规律？（一）电荷221r Q Q k F 在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。
用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。
物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大。
在实践中使物体带电有三种方式：1、起电的方法（1）、摩擦起电的实质：（2）、接触起电： （3）、感应起电： 各种起电方式的实质：电子从一个物体转移到另一个物体2、电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量不变。
3、元电荷：电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。
电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.6×10-19C 。
高考物理一轮复习导学案8.1电场的力的性质
8.1库仑定律 电场的力的性质〖教学目标〗1.知道电荷的概念、电荷的特性、物体带电的本质及三种带电方式，知道元电荷、点电荷的概念；2.掌握库仑定律，掌握含库仑力在内的共点力平衡问题的分析求解方法；3.理解电场的概念，掌握电场强度的定义及物理意义，掌握电场线的知识。
〖教学过程〗活动一、请复习以下内容：（1）电荷的概念及特性：（2）物体带电的本质：（3）物体带电方法：（4）电量、元电荷：（5）点电荷概念 例1. 如图所示，两个不带电的导体A 和B ，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A 、B 下部的金属箔都张开( )A. 此时A 带正电，B 带负电B. 此时A 带正电，B 带正电C. 移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合D. 先把A 和B 分开，然后移去C ，贴在A 、B 下部的金属箔都闭合活动二、复习库仑定律1.内容：2.表达式：3.适用条件： 例2如图所示，+Q 1和+Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1。
现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（ ）A.Q 3应为负电荷，放在Q 1的右边 B ．Q 3应为负电荷，放在Q 2的右边 C ．Q 3应为正电荷，放在Q 1的左边 D ．Q 3应为正电荷，放在Q 2的右边练1如图所示，A 、B 、C 为放置在光滑水平面上的三个带电小球（可视为点电荷），其中B 与C 之间用长为L 的绝缘轻质细杆相连，现把A 、B 、C 按一定的位置摆放，可使三个小球都保持静止状态。
已知小球B 的带电量为q ，小球C 的带电量为+4q ，则以下判断正确的是（ ）A.小球A 的带电量可以为任何值B.轻质细杆一定处于被拉伸状态C.小球A 与B 之间的距离一定为4L D.若将A 向右平移微小距离释放，则A 一定向左运动 例3如图所示，物块M 静止在粗糙绝缘水平桌面上，轻质绝缘绳通过小滑轮把带电小球Q 与物块M 连接，在滑轮正下方一定距离的竖直绝缘墙上固定一带电小球P ，初始时P ，Q 电荷量均为q +，细绳拉直与竖直方向夹角为θ，假设P 电荷量保持不变，Q 缓慢漏电，在Q 电荷量自q +变为18q +过程中，两球均可看作点电荷，且M 始终不动，下列说法正确的是（ ）A ．M 受到的摩擦力变小B ．M 受到的摩擦力变大C ．PQ 之间的距离变为原来的34D ．PQ 之间的距离变为原来的12 练2如图所示，定滑轮通过细绳OO '连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A 、B ，其质量分别为1m 、2m ()12m m ≠。
6.1电场力的性质学案
【课题】第六章第1讲电场力的性质共同体_______ 学生姓名__________【课型】复习课【课时】2课时【编写人】李杰【审核人】秦玉庆【学习目标】1、掌握电场强度的定义及场强的叠加．2、明确几种特殊的电场中电场线分布，尤其是等量同种或异种电荷。
3、能够对带点物体在电场中的动力学问题进行处理【重点难点】场强的叠加；带点物体在电场中的动力学问题。
【自主学习】1、场强的定义及点电荷场强公式的推导：场源电荷的电量为+Q，在距离r处有一试探电荷+q，该处的电场强度的大小为若试探电荷的电量为+2q，则在该点的场强为2、等量异种电荷中场强的叠加真空中存在两个等量异种电荷，在其连线的中垂线上距离两电荷均为r的P点，其场强的大小是多大？方向如何？你能得到什么结论？如果是等量同种电荷呢？3、电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系：（1）请论证：在如图所示的电场中若将带电粒子从静止释放，电场线是否会与运动轨迹重合？（2）在同时满足哪几个条件，电场线才与轨迹线重合？【合作探究】一.基本概念【问题情境1】下列关于电场强度的两个表达式FEq=和2QE kr=叙述正确的是A．FEq=是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．FEq=是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场C ．2Q E kr =是真空中点电荷场强的计算式，Q 是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D ．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式122q q F kr = ，式中22q k r 是点电荷2q 产生的电场在点电荷1q 处的场强大小，而12q kr 是点电荷1q 产生的电场在点电荷2q 处的场强大小 【总结】【针对训练】在电场中P 点放一个检验荷-q ,它所受的电场力为F ，则关于P 点电场强度E 正确的说法是A.E = F/q ,方向与F 相同B.若取走-q ,P 点的电场强度E = 0C.若检验电荷为-2q ,则E = F/2qD.E 与检验电荷无关二.场强的叠加【问题情境2】等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示，现将一个带负电的检验电荷先从图中的a 点沿直线移动到b 点，再从b 点沿直线移动到c 点，则检验电荷在此全过程中（）A ．所受电场力的方向不变B ．所受电场力的大小恒定C ．b 点场强为0，电荷在b 点受力也为0D ．在平面内与c 点场强相同的点总共有四处【总结】【针对训练】如图，M 、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P 点（离O 点很近）放一静止的点电荷q (负电荷)，不计重力，下列说法中正确的是（ ）A ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C ．点电荷运动到O 点时加速度为零，速度达最大值D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零【08年山东改】如图所示，在y 轴上关于0点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ，在x 轴上C 点有点电荷-Q 且CO=OD ，∠ADO=600。
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电场力的性质（45分钟）
命题人：赵忠海审核人：高二物理组
[学习目标]：
1、理解下列基本概念：电场强度、点电荷、检验电荷和场源电荷等
2、理解并熟练运用的规律：电荷守恒定律和库仑定律
[知识回顾]：
一、元电荷及电荷守恒定律（10分钟）
1．元电荷：科学实验发现的最小电荷量是电子的电荷量，质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反．人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e＝. 2．电荷守恒定律
(1)起电方式：、、．
(2)带电实质：物体带电的实质是．
(3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量．
说明：
(1)当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电荷量平均分配，异种电荷先中和后平分．
(2)任何带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍．
二、点电荷及库仑定律
1．点电荷：忽略形状、大小和电荷分布状况的可看成一个点的带电体，是一种理想化的模型．2．库仑定律
(1)内容：中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的成正比，与它们的成反比，作用力的方向在．
(2)表达式：，式中k＝，叫静电力常量．
(3)适用条件：中的
说明：
当两带电体离得较近时，它们不能视为点电荷，库仑定律不再适用，但它们之间仍存在库仑力．3、．三个自由点电荷的平衡问题
(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．
(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；
“两同夹异”——正负电荷相互间隔；
“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；
“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．
三、电场、电场强度(10-15分钟)
1．电场：带电体周围客观存在的一种物质．它是电荷间相互作用的媒体，具有力和能的性质．2．电场强度
(1)意义：描述电场强弱和方向的物理量．
(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的它的的比值．
(3)公式：E＝，单位：V/m或.
(4)方向：在该点的受力方向相同，是矢量．
(5)决定因素：电场强度决定于电场本身，与q无关．
公式适用条件特点
定义式E＝
某点的场强为确定值，大小及
方向与q无关
决定式E＝
E由场源电荷Q和场源电荷
到某点的距离r决定
关系式E＝d是沿电场方向的距离
4、电场的叠加：
遵循的规律是：
四、电场线
1、定义
为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
2．特点
(1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)，即电场线不能形成闭合曲线．
(2)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断，两条电场线也不能相交．
（3）在同一电场里，电场线越密的地方场强
（4）电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向
（5）沿电场线方向电势逐渐
（6）电场线和等势面在相交处互相
(7)设问：是不是电荷在电场中的运动轨迹？
提示：电场线切线表示什么方向？运动轨迹的切线方向表示什么方向？
3、几种典型电场的电场线分布
(1)正点电荷的电场如图6－1－1甲所示：电场线由出发，到终止．
(2)负点电荷的电场如图6－1－1乙所示：电场线由出发，到终止．
(3)等量同种和异种点电荷的电场
两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较如下
比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷
电场线图示
连线中点O处的场强为最
由O沿中垂线向
外场强的变化
先后逐渐
关于O点对称的
两点A与A′、B
与B′场强的关系
、、
(4)匀强电场的电场线分布如图6－1－1丙所示．特点：
．
(5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图6－1－1丁所示．
[典型例题]
1、在真空中O点放一点电荷Q=1.0×10－9C。
直线M、N通过O点，OM的距离r=30cm。
在M点放一点电荷q=－1.0×10－10C，如下图所示。
（1）q在M点受到的作用力。
（2）M点的场强。
（3）拿走q后M点的场强。
（4）M、N两点的场强哪点大？
（5）若把Q换成－1.0×10－9C的点电荷，情况又如何？2、如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是
A．a点的电势高于b点的电势
B．该点电荷带负电
C．a点和b点电场强度的方向相同
D．a点的电场强度大于b点的电场强度
3.(2012·济南模拟)如图6－1－12所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()
A．可能受到2个力作用
B．可能受到3个力作用
C．可能受到4个力作用
D．可能受到5个力作用
**4、有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度图象如图所示，则A、B在电场区域的电场线分布可能是图6－1－12中的
教学反思：
M N
q
O
+。