人教版选修3－1 1.3 电场强度 学案.docx

第一章第3节电场强度学案20设计人：薛俊菊审核人：秦银静校对：王子玉丁HAHEPW、学习难点：理解电场、课堂导学一、电场强度（一）问题导学P%3人、K41.-f三、PPV刁弋、电场强度、电场的叠加原理、电场线、匀强电场。1、不接触的电荷是通过什么相互作用？2、如何描述电场中一点电场的强弱？你有什么方法来比拟？（合作讨论）3、电场强度的定义式;；单位及其换算？4、请你推导距点电荷R处电场强度的计算式？5、电场强度的叠加遵循什么法那么？图6十3例3：图926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，a、b是询计上的两点。假设带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（）B.C.D.带电粒子所带电荷的符号带电粒子在a、b两点的受力方向带电粒子在a、b两点的加速度何处较大带电粒子在a、b两点的动能何处较大例4：如图8所示,一个质量为30g带电量-1.7×IO8C的半径极小的小球,用（二）典例探究例1:如下图6-1-3,在其空中有两个点电荷Ql=+3.0x10-8C和Q2=-3.0x10-8C,它们相距0.lm,求电场中A点场强.A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m.丝线悬挂在某匀强电场中，电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30。，由此可知匀强电场方向为,电场强度大小为inc.（g<10ms2）例2:在电场中某点放一检验电荷，其电量为q,检验电荷受到的电场力为F,那么该点电场强度为E=Fq,那么以下说法正确的选项是（）A,假设移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零B.假设在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E/2C.假设在该点放一个电量为-2q的检验电荷，那么该点场强的大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向_幺D,假设在该点放一个电量为5的检验电荷，那么该点场强的大小仍为E,电场强度的方向也仍为原来的场强方向二、电场线（一）问题导学例5：一根长为31的丝线穿着两个相同的质量均为m的小金属圆环A和B,将丝线的两端系于同一点0,如图1所示.当金属环带电后，由于两环间的辞电斥力使丝线构成一等边三角形，此时两环处于同一水平线上,如果不计环与线的摩擦，问两环各带多少电荷量？（静电力常量为k）问题引导1.此题中研究对象是什么？研究对象受哪些力作用？2.题中有几根线？同一条丝线上各处的力有什么特点？图2川变式训练1如图2所示，悬挂在。点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷Ad-回治5的小球B.当B到达悬点0的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平&衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.假设两次实验中B的电荷量分别为ql和q2,0分别为30°和45°,那么第（）A.2B.3C.23D.33B衣A缘手柄F电场线？如何用电场线形象描述电场？k正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。F特点？上匀强电场？匀强电场电场线分布特点？I例探究A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比B.当rO时,E-*;当！-8时，E-OC点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷QD.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强相等2.在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时，测得该点的场强为E,假设在同一点放入电荷量q'=-2q的负电荷时，测得场强为E，那么有()A.E,=E,方向与E相反B.E'=2E,方向与E相同E,=-E2,方向与E相同D.E，=E,方向与E相同3 .图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是图1-3-194 .在同一直线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB,在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2.OXlO-8c的试探电荷，其所受电场力为2.0×10-6N将该试探电荷移去后，B点的场强为,C点的场强为。如果要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的倍的电荷.参考答案：例1.解析：真空中点电荷Ql和Q2的电场在A点的场强分别为El和E2,它们大小相等，方向如图6-1-4,合场强E,场强El,场强E2向上平移后的矢量，kQ三者构成一正三角形，故E与Q1Q2平行，且E=El=E2=r2=2.7xlO4N/C例6、如图3所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m,电荷量为q为了保证当丝线与竖直方向的夹角=60°时，小球处于平衡状态，那么匀强电场的电场强度大小可能为()图3mgtan60A.qmgcos60°B.QC.mgsin60°D等变式训练2如图4所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内.假设用图示方向的水平推力F作用于小球B,那么两球静止于图示位置；如果将小球B向右推动少许，那么两球重新到达平衡时，两个小球的受力情况与原来相比()A.推力F将增大B.竖直墙面对小球A的弹力将减小C.地面对小球B的弹力一定不变D.两个小球之间的距离增大三、管电场与牛顿笫二定律的结合月星顿第二定律解答务力学问题的前提是做好受力分析，在匀强电场中F=Eq,电场力由电场和电荷的电荷量及电性决定；库仑力的计算要注意电性和点电荷间的间距.例7如图5所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为In,间距均为r,A、B带正电，电荷量均为q现对C施一水平力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距I不变，求：(I)C球的电性和电荷量；(2)水平力F的大小.变式训练3如图6所示，在光滑绝缘水平面上固定着质量相等的三个带电小球a、b、C,三球在一条直线上.取向右为正方向，假设释放a球，a球的初始加速度为一lms2;假设释放C球，c球的初始加速度为3ms2,那么释放b球时，b球的初始加速度为多少？图6有效训练1.以下关于点电荷的场强公式E二中的几种不同的理解，不正确的选项是mgsin6ymg那么Eq=IngSin,得E=所以，该匀强电mg2q方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力为最小，如右图所示.场的场强大小可能值为E2争.2q答案ACD变式2.答案BCD方法总结例5是在3个力作用而平衡时采用了正交分解法，变式训练1那么采用了力的合成的方法；例6是平行四边形定那么的应用；变式训练2是整体法的应用.这些方法在必修1中都常用，是处理力学问题的根本方法，此处仅仅多了一个电场力.例7.问题引,导1.由题中“间距不变”我们能否得出这样的结论:三球在运动过程中速度时刻相等？三球在运动过程中加速度相等？2.三球间距不变，那么能否把它们视为一个整体？解析对A球进行受力分析如下图，A球受到B球的库仑斥力Fl和C球的库仑力F2后，产生向右的加速度，故F2为引力,CF球带负电，根据库仑定律得：Fl=嚼.，F2=甯又F2sin30o=Fl,所以qC=2q6a砧后F合1对A球有：a=V=m=对A、B、C整体有：F=3ma故F=3.答案(I)C球带负电，电荷量为2q(2)F=33kq2r2方法总结整体法与隔离法是处理物体系问题的根本方法.库仑力是两个点电荷间的作用力，当把两个点电荷看做整体时，变式3.答案一2ms2解析设b对a、b对c、对a有：Fl÷F3=maa对b有：一FlF2=mab库仑力属于内力，一定要注意.这类问题往往是整体法与隔离法相结合，恰中选取研究对象，可使问题变得简捷.C对a的作用力的大小分别为Fl、F2、F3,那么对C有：-F3+F2=mac联立解得：ab=-2ms2.答案：1、BcD2、D3、C4、100Nq,6.25Nq,9,正例2D例3BCD例4解析:分析小球受力，重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右.小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以F=mgtg30o又F=Eq%=mgtg30°E=mgtg30o30x1(3i1.7×108=1.0×W7N/C例5.解析因为两个小环完全相同，它们的带电情况可认为相同，设两小环带电均为q,同时小环又可视为点电荷.取右环B为研究对象，受力分析如下图，将OB线对小环B的拉力沿竖直方向和水平方向分解，由库仑定律得B受到A的斥力F=蜷.根据平衡条件，竖直方向有FTCOS30o=mg；水平方向有FT+FTsin30°变式1.答案C解析确定研究对象，对研究对象进行受力分析，根据平衡条件列方程求解.设细线长为1,A的带电荷量为Q.A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析作出受力图，如图所示.根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tan6,其中F=1.1岁°ZmgIsinWz方小共诩组Ingtansin212两式整理得：q=正jgquHQ>BtzHq2tan45°sin245C广将题干中的两种情况代入济i=tan30osin230o=2V-例6.解析取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用.因小球处于平衡状杰，那么它受到的合外力等于零.由平衡条件知，F和Eq的合力与Ing是一对平衡力.根据力的平行四边形定那么可知，当电场力Eq的