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导入新课. 要使一个原本不带电的物体带电,你会采用哪些方法?. 小熊打鼓:媒介物是木杆. 离不开媒介物. 通过电磁场通讯. 人造卫星. 空间站. 手机. 想一想. 电荷之间有力的作用,它到底通过什么发生作用呢?. 第一章 电场 直流电路. 第一节 电场. 教学目标. 1. 知识与能力. 知道电荷量、单位及元电荷。. 知道电荷周围存在电场。电场中的电荷受到电场力的作用。. 了解电场中某处电场强度的定义及单位、方向规定。. 了解电场线是一种形象化描述电场的手段。知道怎样用电场线表示电场强度的大小、方向。知道典型点电荷的电场线分布特征。.
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导入新课 要使一个原本不带电的物体带电,你会采用哪些方法?
小熊打鼓:媒介物是木杆 离不开媒介物 通过电磁场通讯 人造卫星 空间站 手机
想一想 电荷之间有力的作用,它到底通过什么发生作用呢?
第一章 电场 直流电路 第一节 电场
教学目标 1. 知识与能力 知道电荷量、单位及元电荷。 知道电荷周围存在电场。电场中的电荷受到电场力的作用。 了解电场中某处电场强度的定义及单位、方向规定。
了解电场线是一种形象化描述电场的手段。知道怎样用电场线表示电场强度的大小、方向。知道典型点电荷的电场线分布特征。了解电场线是一种形象化描述电场的手段。知道怎样用电场线表示电场强度的大小、方向。知道典型点电荷的电场线分布特征。 知道匀强电场是怎样形成的,以及匀强电场的电场线分布。 知道放电现象的产生,列举如何在技术上防止放电的实例。
2. 过程与方法 经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程,获得探究活动的体验。 领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
3. 情感态度与价值观 体验探究物理规律的艰辛与喜悦。 学习科学家严谨科学的态度。
教学重难点 重点 探究描述电场强弱的物理量。 理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行有关的计算。 难点 探究描述电场强弱的物理量。
本节导航 1. 电荷及其相互作用 2. 电场 电场强度 3. 电场线 4. 匀强电场
(1)起电的原因 摩擦起电 接触带电 你能解释起电的原因吗?
结论 物体因得失电子而带电荷。得到电子带正电;失去电子带负电。电荷是物质的一种基本属性,就象质量是物质一种基本属性一样。 物体带电的过程实质上就是电子转移的过程。 物质的电结构
注意 电荷既不能被创造,也不能被消灭,它从一个物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。
(2)电荷量 元电荷 ①电荷量 定义:电荷的多少,用符号Q或q表示 单位:库伦用符合C表示 ②元电荷 定义:电子所带电荷量的多少(物体所带电荷的最小单元),用符号e表示 e=1.6×10-19C 物体所带电荷量都是电子所带电荷量的整数倍 1C=6.25×1018e
探究 (3)电荷之间的相互作用 ① 如a所示,使两个小球带上同种电荷,可以看到什么现象? 如b所示,使两个小球带上异种电荷,又可以看到什么现象? 结论:电荷之间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
P1 P2 P3 θ A F ②把一带正电的物体放在A处,把带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受电场力的大小?
分析 F拉 θ F电 G 带电小球受力情况: 所以, F电=Gtgθ 即偏角θ越大,小球受到的电场力越大 结论:电荷之间的相互作用力,随着距离的增大而减小。
总结 电荷之间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。电荷之间的相互作用力,随着距离的增大而减小。
磁体没有相互接触却发生了力的作用,它是通过磁场发生的。磁体没有相互接触却发生了力的作用,它是通过磁场发生的。 带电体没有相互接触也发生了力的作用,它是通过什么发生的呢? 电荷周围存在电场,电荷通过电场发生相互作用
电荷 电荷 力的作用 通过电场 (1)电场 ① 电荷之间是通过电场发生相互作用的。 ②电场:电场是电荷周围存在的一种特殊物质。 ③电场的基本性质:对放入电场的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。
FA +q +Q +q FB 想一想 (2)电场强度 同一个电荷在电场中的不同位置所受的电场力往往是不同的,我们用什么来表示电场的强弱呢? 物理学中用电场强度来表示某点电场的强弱。
① 电场强度:电场中某点处电荷所受的电场力F跟它所带的电荷量q的比值。用符号E表示。 ② 定义式: ③单位:N/C或V/m 如果1 C的电荷在电场中的某点受到的电场力是1N,这一点的电场强度就是1N/C
A EA FA +Q +q A FA EA +Q -q ④ 方向:物理学中规定,跟正电荷在某点所受的电场力方向相同。 • 根据规定:负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。 ⑤E的物理意义:描述该点的电场强弱和方向
注意 (1)为定义式,适用于一切电场。 (2)某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身(即场源电荷及这点的位置),与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。 (3)电场力:F= E q
例题 例1一个电荷量为4.0×10-8C的正电荷在电场中某点所受的电场力为6.0×10-4N,求该点的电场强度。若将一电荷量为2.0×10-8C的负电荷置于该点,该点电场强度是否变化?求它所受的电场力大小和方向? 解: 根据电场强度的定义式有
因为某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身,与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。所以该点电场强度不变。负电荷所受电场力的大小为:因为某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身,与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。所以该点电场强度不变。负电荷所受电场力的大小为: F=E q=1.5×104N/C×2.0×10-8C=3.0×10-4N 力的方向与该点电场强度方向相反。
例2如图所示Q为真空中的点电荷,画出A、B所受电场力、电场强度。例2如图所示Q为真空中的点电荷,画出A、B所受电场力、电场强度。 EA A FA + +Q B EB - FB 电场力如图所示: 电场强度如图所示:
+Q 怎样形象的表示电场呢? 如图所示,正电荷周围电场强度不同: 我们用磁感线来描述磁场:
E1 E2 E3 注意 法拉第提出用电场线来表示电场的方法 (1)定义:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。 电场线是人们假想存在的曲线。切线方向表示场强方向,疏密表示场强大小
(2)电场线的特点 ①电场线的切线方向表示电场强度的方向 。 ②电场线越密,电场强度越大。 ③电场线总是以正电荷出发,终止于负电荷或无穷远。如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷 。 ④电场线不相交也不闭合。 ⑤电场线为直线时,电场线方向与电场强度方向相同。
E1 A E2 想一想 ? 任意两条电场线为什么不相交 分析:如果相交,交点处就会有两个切线方向,而同一点电场强度的大小和方向是唯一的。
例题 A B C 某电场的电场线分布如图示,A、B、C是电场中的三个不同位置点,试完成下列问题: (1)哪一点的电场强度大呢? (2)画出各点场强的方向; (3)画出B点处放入一个负的点电荷时,受到的电场力的方向。
EA EB EC EB A A F B B C C 解析: (1)电场线越密,电场强度越大。所以A点场强最大 (2) (3)
匀强电场 (1)定义:在电场中的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场。 (2)特点: ① 各点电场强度的大小方向都相同 ② 匀强电场的电场线是间距相等的平行直线 如:带等量异种电荷的金属板平行正对放置之间的电场。
课堂小结 电荷 电荷 力的作用 通过电场 1. 电荷之间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。电荷之间的相互作用力,随着距离的增大而减小。 2. 电场:电荷周围存在电场,电荷之间是通过电场发生相互作用的
A EA FA +Q +q 3.电场强度:电场中某点处电荷所受的电场力F跟它所带的电荷量q的比值。用符号E表示。 定义式: 方向:物理学中规定,跟正电荷在某点所受的电场力方向相同。 某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身(即场源电荷及这点的位置),与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。
4. 电场线:电场线是人们假想存在的曲线。切线方向表示场强方向,疏密表示场强大小。 特点: a. 电场线总是以正电荷出发,终止于负电荷或无穷远。如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷 。 b.电场线不相交也不闭合。 c.电场线为直线时,电场线方向与电场强度方向相同。
5. 匀强电场:在电场中的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场。 特点:a.各点电场强度的大小方向都相同 b.匀强电场的电场线是间距相等的平行直线
课堂练习 1. 在电场中A点放一个+2×10-2C的电荷,受到的电场力为4×10-6N,把电荷拿走后,A点的场强为( ) A. 0 B. 2 × 10-4 N/C C. 5× 10-3N/C D. 无法确定 B
2. 电场中某点置试探电荷q,其所受电场力为F,则下列说法不正确的是:( ) A.该点的场强大小为F/q; B.若移走该试探电荷,该点的场强大小为F/q; C.若在该点换上2q的试探电荷,该点的场强大小仍为F/q; D.以上说法都不对。 D
3. 如图是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是( ) BD A.A点场强一定大于B点场强 B.在B点释放一个电子,将一定向A点运动 C.这点电荷一定带正电 D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向
4. 关于电场线,下列说法正确的是 ( ) A.电场线上每一点的切线方向都和该点场强方向一致 B.没有画电场线的地方,场强肯定为零 C.电场线是非封闭曲线,始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远 D.沿着电场线的方向电场强度越来越小 A C
5. 如图展示了某个电场的电场线,针对这个电场,下列说法正确的是( ) A.从A点释放一个带电粒子,它肯定会沿电场线运动到C点 B.从A点释放一个带正电的粒子,不计重力,它肯定会沿电场线运动到C点 C.A点的场强最大 D.B点的场强为零 B C
课外拓展 生活中的静电现象