人教版 (新课标)选修1二、电场导学案及答案

这是一份人教版 (新课标)选修1二、电场导学案及答案，共6页。学案主要包含了电场，电场强度，电场线等内容，欢迎下载使用。

1.通过实验,认识电场,了解场的概念的建立是人类对客观世界认识的一个重要进展。了解场这种物质存在的特点。
2.理解电场强度的概念,会用电场强度描述电场。
3.了解什么是电场线,会用电场线来描述电场的强弱和方向。
4.通过分析电场中不同点所受电场力F与电荷量q的比例关系,使学生理解比值Fq反映的是电场的强弱,知道电场叠加的一般方法。
5.培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
一、电场
电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场的根本性质是对放入其中的电荷有① 力的作用 。电荷之间是通过② 电场 发生相互作用的。
二、电场强度
1.物理意义:描述电场具有③ 力 的性质的物理量。
2.定义:在电场中某点放入一个试探电荷,它所受到的④ 电场力 跟它所带⑤ 电荷量 的比值,叫作这一点的电场强度。
3.公式:⑥ 。
4.单位:⑦ N/C 。
5.方向:电场强度是矢量,不仅有⑧ 大小 ,还有⑨ 方向 。物理学上规定:⑩ 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,那么 负电荷 所受电场力的方向与该点电场强度的方向相反。
三、电场线
1.概念
为了直观形象地描述电场中各点电场强度的分布,在电场中画出一系列曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的 电场强度 方向。
2.电场线的特点
(1)始于 正电荷 (或无限远),终止于 无限远 (或负电荷)。
(2)任意两条电场线都不 相交 。
(3)在同一电场分布图中,电场强度越强的地方,电场线 越密 。
3.匀强电场
电场强度的 大小与方向 处处相同的电场,叫作匀强电场,匀强电场中的电场线是 距离相等的平行线 。平行正对的两金属板分别带有 等量的异种 电荷后,在两板之间的电场(除边缘外)就是匀强电场。
一、电场
例1 关于电场,以下说法正确的选项是( )。
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B.电场是为了方便研究电荷之间的作用而假想出来的,是客观上不存在的
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场的根本性质是对放入其中的电荷有力的作用
D.电荷只有通过接触才能产生力的作用
【分析】电荷周围一定存在电场,电场是客观存在的一种物质,它是电荷间相互作用的媒介。
二、电场强度
例2 把一个电荷量q=-1×10-6 C 的试探电荷,依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处,如下图,受到的电场力大小分别是FA=5×10-3 N,FB=3×10-3 N。
(1)画出电荷q在A、B两处的受力方向。
(2)求出A、B两处的电场强度。
(3)如在A、B两处分别放上另一电荷量q'=1×10-5 C 的试探电荷,那么其受到的电场力的大小各为多少?
【分析】电荷q在A、B两处的受力方向必定在与Q的连线上;电场强度可由电场强度定义式E=Fq来计算,某点的电场强度只由该质点位置及场源电荷决定,与试探电荷无关,所以根据第(2)问求得的电场强度可以计算第(3)问的电场力。
例3 研究说明,地球外表的电场强度不为零。假设地球外表附近的电场强度的平均值为20 N/C,方向垂直地球外表向下,那么地球外表带 电,平均每平方米外表带电荷量q= 。(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,π取3.0,地球半径R=6.4×106 m)
【分析】地球可看成正球体,外表均匀带电,计算时可等效认为所有电荷集中于球心。
三、电场线
例4 在电场中静止释放质量为m的正点电荷q,它在运动的过程中只受电场力的作用,下面表达中正确的选项是( )。
A.点电荷的运动轨迹必定与电场线重合
B.点电荷的速度方向,必定与所在点的电场线的切线方向一致
C.点电荷的加速度方向,必定与所在点的电场线的切线方向一致
D.点电荷的受力方向,必定与所在点的电场线的切线方向一致
【分析】电场线的切线方向就是正电荷在该点的受力方向,当然也是其加速度的方向。
1.电场中有一点P,以下说法中正确的选项是( )。
A.假设放在P点的试探电荷的电荷量减半,那么P点的电场强度减半
B.假设在P点处没有试探电荷,那么P点的电场强度为零
C.P点的电场强度越大,同一试探电荷在P点受到的电场力就越大
D.P点的电场强度方向就是放在该点的电荷所受电场力的方向
2.某电场的电场线如下图,假设某点电荷在A和B所受电场力的大小分别为FA、FB,那么它们的大小关系是( )。
A.FA>FB B.FAC.FA=FBD.电荷的正负不明,故无法判断
3.在真空中有一匀强电场,电场中有一质量m=0.01 g、带电荷量q=-2×10-8 C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,g=10 m/s2,那么( )。
A.电场强度的方向一定沿水平方向B.电场强度的方向一定竖直向下
C.电场强度的方向一定竖直向上D.电场强度的大小一定为5×103 N/C
4.如下图,在真空中相距为5L的A、B两点分别固定着带电荷量为64Q和-27Q的两个点电荷,空间一点C与A、B分别相距4L和3L,试求C点电场强度的大小和方向。
参考答案
课时1.2 电 场
知识体系梳理
①力的作用 ②电场 ③力 ④电场力 ⑤电荷量 ⑥E=Fq ⑦N/C ⑧大小 ⑨方向 ⑩正电荷 负电荷 电场强度 正电荷 无限远 相交 越密 大小与方向 距离相等的平行线 等量的异种
重点难点探究
例1 AC 【解析】经过长期的科学研究,人们认识到:只要有电荷存在,电荷的周围就有电场;电场的根本性质是对放入其中的电荷有力的作用;电荷是客观存在的物质。应选项A、C正确,B错误。电荷之间发生力的作用不需要接触,应选项D错误。
例2
(1)如下图
(2)EA=5×103 N/C,EB=3×103 N/C,其方向分别沿着A、B两点与点电荷Q的连线向外
(3)5×10-2 N 3×10-2 N
【解析】(1)试探电荷q在A、B两处的受力方向分别沿着它们与点电荷Q的连线向内,如图中FA、FB所示。
(2)A、B两处的电场强度大小分别为:
EA=FAq=5×10-310-6 N/C=5×103 N/C
EB=FBq=3×10-310-6 N/C=3×103 N/C
电场强度的方向与正电荷的受力方向相同,与负电荷的受力方向相反,因此A、B两处的电场强度方向分别沿着A、B两点与点电荷Q的连线向外,如图中EA、EB所示。
(3)当在A、B两点放上试探电荷q'时,受到的电场力大小分别为:
FA'=q'EA=5×103×10-5 N=5×10-2 N
FB'=q'EB=3×103×10-5 N=3×10-2 N。
例3 负 1.85×10-10 C
【解析】把地球等效为一个均匀带电的球体,将其外表的电荷量看作全部集中于地球的球心,由地球外表附近的电场强度方向垂直地球外表向下可知地球外表带负电。由E=kQR2,得Q=ER2k,每平方米均匀带电荷量q=Q4πR2,代入数值得q=1.85×10-10 C。
例4 CD 【解析】正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,电荷将沿电场线运动,但电场线如果是曲线,电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),应选项A不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与电场方向不在一条直线上(初始时刻除外),应选项B不正确;而点电荷的加速度方向,也即电荷所受电场力方向必与该点的电场强度方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,应选项C、D正确。
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1.C 2.A 3.BD
4.5kQL2 方向平行于AB向右