9.3電場強度(第2課時)教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念:使學生感悟到用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的做法是科學研究中一種重要的思想方法。科學思維:領略用虛擬的圖線描述抽象的物理概念的物理學研究方法。科學探究:經(jīng)歷了解“典型電場的電場線分布圖”的過程,獲得探究的樂趣。科學態(tài)度與責任:體驗探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅,體會科學家嚴謹科學的態(tài)度。教學重難點重點:掌握電場線、勻強電場的內(nèi)容與特征難點:利用電場線判斷場強的變化。教學過程新課引入計算電場強度的公式有哪些?定義式:  適用于一切電場決定式:   適用于真空中靜止的點電荷除了用數(shù)學公式描述電場外,形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場,那就是畫電場線。本節(jié)課,我們學習電場線的知識。新知探究一、電場線1. 電場線為了形象地描述電場中各點電場強度的強弱及方向,在電場中畫出一些有方向的曲線,曲線上每一點的__切線方向都跟該點的電場強度方向一致,曲線的疏密表示電場的強弱 .這樣的曲線叫電場線.如在右圖中畫出AB兩點的電場強度方向,比較電場強度的大小EA <EB。2. 電場線的特點①切線方向—E方向②疏處—E小,密處—E③從正電荷或無窮遠出發(fā),終止于負電荷或無窮遠④不同的電場線不相交、閉合思考:為什么任意兩條電場線不相交?如圖所示,如果兩條電場線相交,交點就會有兩個切線方向,而同一點的場強和方向是唯一的。3. 對電場線的理解(1) 電場線不存在電場線是為了形象描述電場而假設的,是一種科學抽象出來的物理模型。(2) 電場線模擬電場線的形狀可以用實驗來模擬。把頭發(fā)碎屑懸浮在蓖麻油里,加上電場,碎屑就按電場強度的方向排列起來,顯示出電場線的分布情況。電場線不是實際存在的線,而是為了形象地描述電場而假想的線。這個實驗只是用來模擬電場線的分布。(3)電場線不是帶電粒子的運動軌跡。電場線與帶電粒子運動軌跡重合的條件:①電場線是直線;②帶電粒子只受靜電力作用,或受到的合力方與電場線平行;③帶電粒子初速度為零或初速度方向與電場線平行。【例1】如圖所示,帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線,在這條線上有A、B兩點,用EAEB表示A、B兩處的電場強度,則( AD????????????? ) A.A、B兩處的電場強度方向相同B. 因為A、B在一條電場線上,且電場線是直線,所以EA=EB C.電場線從A指向B,所以EA>EBD.不知AB附近電場線的分布情況,EAEB的大小不能確定二、幾種常見電場的電場線的分布 1. 正點電荷的電場線形狀:發(fā)散狀中心對稱圖形.    特點:①從正電荷出發(fā),終止于無窮遠.②以點電荷為球心作球面,在此球面上場強大小處處相等,方向不同。③離點電荷越遠,電場線越疏,場強越小2. 負點電荷的電場線形狀:會聚狀中心對稱圖形.     特點:①起始無窮遠處,終止于負電荷.②以點電荷為球心作球面,在此球面上場強大小處處相等,方向不同。③離點電荷越遠,電場線越疏,場強越小。【例2】如圖(a)AB是一個點電荷電場中的電場線,圖(b)則是放在電場線上a、b處的檢驗電荷的電量與所受電場力間的函數(shù)圖線,由此可以判定( AC )A.場源是正電荷,位于AB.場源是正電荷,位于BC.場源是負電荷,位于AD.場源是負電荷,位于B3. 等量異種點電荷的電場線形狀:關于兩電荷連線和中垂線的軸對稱圖形. (相吸狀)       特點:①兩電荷連線上各點的場強方向從正電荷指向負電荷. 連線上中點的場強最小.②兩電荷連線的中垂線()上,各點的場強方向相同,且與中垂線()垂直. 中垂線()上中點的場強最大.③關于O點對稱的兩點AA′、BB′的場強等大同向.【例3】如圖所示,在真空中等量異種點電荷形成的電場中,O是電荷連線的中點,CD是連線中垂線上關于O對稱的兩點,A、B是連線延長線上的兩點,且到正、負電荷的距離均等于兩電荷間距的一半。則以下結論正確的是( AB )A.B、C兩點電場強度方向相反B.A、B兩點電場強度相同C.C、O、D三點比較,O點電場強度最弱D.A、OB三點比較,O點電場強度最弱 4. 等量同種電荷的電場線形狀:關于兩電荷連線和中垂線的軸對稱圖形. (相斥狀)      特點:①兩電荷連線中點O處的場強為零,此處無電場線.②兩電荷連線中垂線上各點的場強方向沿著中垂線,從中點O沿中垂線()到無限遠,場強先變大后變小.③關于O點對稱的兩點AA′、BB′的場強等大、反向.【例4】如圖為真空中兩點電荷A、B形成的電場中的一簇電場線,已知該電場線關于虛線對稱O點為A、B電荷連線的中點,a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點,則下列說法正確的是(????????????? D????????????? )A.A、B可能為帶等量異號的正、負電荷B.A、B可能為帶等量的正電荷C.a、b兩點處無電場線,故其電場強度可能為零D.同一試探電荷在a、b兩點處所受靜電力大小相等, 方向一定相反解析:根據(jù)電場線的方向及對稱性,可知該電場為等量同種電荷形成的,故A、B均錯誤;a、b兩點雖沒有畫電場線,但兩點的電場強度都不為零,只有O點和無窮遠處的電場強度才為零,所以C錯誤;根據(jù)等量同種電場的特點可知,同一電荷在a、b兩點所受靜電力等大反向,D正確。5. 強電場勻強電場電場中各點的電場強度大小相等、方向相同強電場線: 平行等距直線      相距很近的一對帶等量異種電荷的兩平行金屬板之間的電場,除邊緣外,可看成強電場。拓展:點電荷與帶電金屬板的電場線電場線特點:(1) 以過點電荷的平板垂線為軸, 電場線左右對稱(2) 帶電平板表面場強與平板垂直(3) 電場線的分布類似于等量異種點電荷的電場線,帶電平板恰為兩電荷連線的垂直平分線(4) 某點的場強大小可用等量異種點電荷的場強合成求得。         【例5如圖所示,正方形線框由邊長為L的粗細均勻的絕緣棒組成,O是線框的中心,線框上均勻地分布著正電荷,現(xiàn)在線框上側中點A處取下足夠短的帶電荷量為q小段,將其沿OA連線延長線向上移動的距離到B點處,若線框的其他部分的帶電荷量與電荷分布保持不變,則此時O點的電場強度大小為(  )Ak       Bk        Ck       Dk答案 C解析 線框上的電荷在O點產(chǎn)生的場強等效為與A點關于O點對稱的電荷量為q的電荷在O點產(chǎn)生的電場,故E1,B點的電荷在O點產(chǎn)生的場強為E2,由場強的疊加可知EE1E2.課堂小結1. 電場線是畫在電場中的條條有方向的曲線,曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。2. 特點①假想的,不是電荷的運動軌跡閉合:電場線從正電荷或無限遠出發(fā),終止于無限遠或負電荷;③不中斷:在無電荷的區(qū)域內(nèi)不會中斷;3. 掌握幾種常見電場中電場線的分布。4. 強電場的特點①勻強電場各點電場強弱相同,電場線密疏程度一樣。②勻強電場各點電場方向相同。隨堂演練1. 以下關于電場和電場線的說法中正確的是 ( CD )A. 電場和電場線都是客觀存在的物質,因此電場線不僅能在空間相交,也能相切B.在電場中,凡是電場線通過的點電場強度不為零,不畫電場線區(qū)域內(nèi)的點的電場強度為零C.同一試探電荷在電場線密集的地方所受靜電力大D.電場線是人們假設出來的,用以形象表示電場的強弱和方向,客觀上并不存在。 2. 某電場的電場線分布如圖所示,下列說法正確的是 ( C ) A.c點的電場強度大于b點的電場強度B. 若將一試探電荷+qa點靜止釋放,它將沿電場線運動到bC. b點的電場強度大于d點的電場強度D. a點和b點的電場強度的方向相同3. 負電荷從電場中A點由靜止釋放,只受靜電力作用,沿電場線運動到B點,它運動的速度—時間圖像如圖所示。則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是(????????????? C????????????? )    4.(多選)帶電粒子從電場中的A點運動到B點,徑跡如圖中虛線所示,不計粒子所受重力,則(BCD A. 粒子帶正電B. 粒子加速度逐漸減小C.A點的場強大于B點的場強D.粒子的速度不斷減小 5.用細線將一質量為m,電荷量為q的小球懸掛在天花板下,設空間存在沿水平方向的勻強電場,小球靜止時位置如圖所示?,F(xiàn)將細線燒斷,則小球將做( C????????????? ) A.自由落體運動B.曲線運動C.沿懸線的延長線作勻加速直線運動D.變加速直線運動 

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