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高中物理第2章電場與示波器探究電場的力的性質(zhì)學(xué)案滬科版選修3-1-文庫吧資料

2024-11-27 23:12本頁面
  

【正文】 答案 在電場中,某點(diǎn)電場線的切線方向表示該點(diǎn)場強(qiáng)方向;電場線的疏密表 示電場強(qiáng)度的相對大小,電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密,反之較疏. 2.電場線是真實(shí)存在的嗎?能不能相交? 答案 不是.如果相交,則在同一點(diǎn)的切線方向有兩個,電場強(qiáng)度的方向也有兩個,這與電場強(qiáng)度的方向只有一個相矛盾,所以不可能. [要點(diǎn)提煉 ] 1.電場線的特點(diǎn)有: (1)起始于無限遠(yuǎn)或正電荷,終止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn). (2)任意兩條電場線不相交. (3)在同一幅圖中,電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,電場線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向. 2.勻強(qiáng)電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同;電場線是距離相等的平行直線. [延伸思考 ] 、等量同號點(diǎn)電荷、等量異號點(diǎn)電荷電場的電場線有何特點(diǎn)? 2.電場線和帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡相同嗎? 答案 :正電荷的電場線從正電荷出發(fā)延伸到無限遠(yuǎn)處,負(fù)電荷的電場線由無限遠(yuǎn)處延伸到負(fù)電荷,如圖所示,其特點(diǎn)有: (1)點(diǎn)電荷形成的電場中,不存在場強(qiáng)相同的點(diǎn). (2)若以點(diǎn)電荷為球心作一個球面,電場線處處與球面垂直.在此球面上場強(qiáng)大小處處相等,方向各不相同. 等量同號點(diǎn)電荷的電場:電場線分布如圖所示 (以等量正點(diǎn)電 荷為例 ),其特點(diǎn)有: (1)兩點(diǎn)電荷連線上,中點(diǎn) O 處場強(qiáng)為零,向兩側(cè)場強(qiáng)逐漸增大,方向指向中點(diǎn). (2)兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn) O 沿中垂面 (中垂線 )到無限遠(yuǎn),電場線先變密后變疏,即場強(qiáng)先變大后變小,方向背離中點(diǎn). 等量異號點(diǎn)電荷的電場:電場分布如圖所示,其特點(diǎn)有: (1)兩點(diǎn)電荷連線上的各點(diǎn)場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷,沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大,中點(diǎn)處場強(qiáng)最小. (2)兩點(diǎn)電荷連線的中垂面 (中垂線 )上,電場 線的方向均相同,即電場強(qiáng)度方向都相同,總與中垂面 (或中垂線 )垂直且指向負(fù)點(diǎn)電荷一側(cè).沿中垂面 (中垂線 )從中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處,場強(qiáng)大小一直減小,中點(diǎn)處場強(qiáng)最大. 勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖所示,勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)有: (1)場強(qiáng)的大小、方向處處相同. (2)電場線為間隔相等、相互平行的直線. 2.不一定相同.電場線是為了形象地描述電場而引入的假想曲線,規(guī)定電場線上每點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向,也是正電荷在該點(diǎn)的受力方向 (與負(fù)電荷受力方向相反 ).運(yùn)動軌跡是帶電粒子在 電場中實(shí)際通過的徑跡,徑跡上每點(diǎn)的切線方向?yàn)榱W釉谠擖c(diǎn)的速度方向.在力學(xué)的學(xué)習(xí)中我們就已經(jīng)知道,物體運(yùn)動速度的方向和它的加速度的方向是兩回事,不一定相同,因此,電場線與運(yùn)動軌跡不能混為一談,不能認(rèn)為電場線就是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡.只有當(dāng)電場線是直線,且?guī)щ娏W又皇莒o電力作用 (或受其他力,但方向沿電場線所在直線 ),同時帶電粒子的初速度為零或初速度方向沿電場線所在直線時,運(yùn)動軌跡才和電場線重合,這只是一種特殊情況. 一、對電場強(qiáng)度的理解 例 1 如圖 3 所示,在一帶負(fù)電的導(dǎo)體 A附近有一點(diǎn) B,若在 B 處放置一個 q1=- 10- 8 C 的電荷,測出其受到的靜電力 F1 大小為 10- 6 N,方向如圖,則: 圖 3 (1)B 處場強(qiáng)是多少?方向如何? (2)如果換成一個 q2= 10- 7C 的電荷放在 B 點(diǎn),其受力多大?此時 B 處場強(qiáng)多大? 解析 (1)由場強(qiáng)公式可得 EB= F1|q1|= 10- 10- 8 N/C= 200 N/C 因?yàn)槭秦?fù)電荷,所以場強(qiáng)方向與 F1 方向相反 (2)q2在 B點(diǎn)所受靜電力 F2= q2EB= 10- 7200 N= 10- 5 N,方向與場強(qiáng)方向相同,也就是與 F1 反向.此時 B 處場強(qiáng)仍為 200 N/C 不變,方向與 F1 相反. 答案 (1)200 N/C 方向與 F1 相反 (2)10- 5 N 200 N/C 二、點(diǎn)電荷的電場 電場強(qiáng)度的疊加 例 2 如圖 4 所示,真空中,帶電荷量分別為+ Q 和- Q 的點(diǎn)電荷 A、 B 相距 r,則: 圖 4 (1)點(diǎn)電荷 A、 B 在中點(diǎn) O 產(chǎn)生的場強(qiáng)分別為多大?方向如何? (2)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn) O 的場強(qiáng)為多大? (3)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,距 A、 B 兩點(diǎn)都為 r 的 O′點(diǎn)的場強(qiáng)如何? 解析 分別求+ Q 和- Q 在某點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向,然后根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理,求出該點(diǎn)的合場強(qiáng). (1)如圖甲所示, A、 B 兩點(diǎn)電荷在 O 點(diǎn)產(chǎn)
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