教學(xué)目的:
了解電場(chǎng)的概念,理解電場(chǎng)強(qiáng)度和電力線的概念,掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定 義式。
重點(diǎn)難點(diǎn):
電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解,電場(chǎng)線的意義。
教學(xué)安排:
引入:力的相互作用有兩種方式:直接接觸作用和間接作用。手按臺(tái)對(duì)臺(tái)作用壓力,是直接作用;馬拉車,馬通過繩子作媒介拉車,屬間接作用;間接作用必須通過另一種物質(zhì)作媒介。電荷間存在相互作用,是一種間接作用,是通過什么作媒介的呢?
新課:
1、電場(chǎng)
(1)電荷相互作用的媒介物質(zhì),叫電場(chǎng)。電場(chǎng)是無形卻又客觀存在的東西。
(2)只要有電荷存在(不管是點(diǎn)電荷還是非點(diǎn)電荷),電荷周圍就有電場(chǎng)。
(3)電場(chǎng)具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì),即是對(duì)放在其中的電荷有力的作用,同 時(shí)電荷具有能。
2、電場(chǎng)強(qiáng)度
在一個(gè)電荷Q的電場(chǎng)中,有ABC三點(diǎn),我們發(fā)現(xiàn),電荷q在ABC三點(diǎn)受到的作用力不同。這說明電場(chǎng)具有力的性質(zhì),但不同位置力的在大小和方向不同。為了描述電場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的力的性質(zhì)在大小和方向的不同,我們引入電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)概念。
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義:放在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的作用力跟它的電量的 比值,叫電場(chǎng)強(qiáng)度。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的表示符號(hào)和表達(dá)式:E=F/q
說明:(1)定義式只是計(jì)算式,不能說成E與F成正比與q成反比。
(2)場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)本身固有性質(zhì)的物理量,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向由電場(chǎng)本身決定,與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)荷的大小、正負(fù)無關(guān)。放入質(zhì)點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)依然是原值 證明:在電場(chǎng)中的某一點(diǎn),放入不同的檢驗(yàn)電荷q,電荷受到的作用力為F,若放入的檢驗(yàn)電荷電量為2q,則從庫侖定律知,它們的電場(chǎng)力為2F,但F/q保持不變,電場(chǎng)的方向也不變。
(3)電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值上等于單位點(diǎn)電荷在該受的電場(chǎng)力。
(4)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。規(guī)定:正電荷在電場(chǎng)中所受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)慢場(chǎng)強(qiáng)度的方向。負(fù)電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反。
(5)場(chǎng)強(qiáng)的單位:牛頓/庫侖。
3、電場(chǎng)線
(1)定義:人為地假想出來的能形象描述電場(chǎng)的曲線,曲線的切線方向表示電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,曲線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。這樣的曲線叫電場(chǎng)線。
(2)幾種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線
(3)電場(chǎng)線的特點(diǎn):從正電荷出,負(fù)電荷入的不閉合曲線。同一點(diǎn)電場(chǎng)線不相交。
(4)、在真空中距離一個(gè)電量為Q的點(diǎn)電荷r遠(yuǎn)的一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
推導(dǎo):由和E=F/q 得,
【例】在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中的一點(diǎn)P放一個(gè)9×10-8庫侖電量的正電荷,它受到的電場(chǎng)為27×10-4牛頓,求P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
如果在P點(diǎn)放一個(gè)5×10-8庫侖的正電荷,此電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力多大P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大?
如果在P點(diǎn)放一個(gè)6×10-8庫侖的負(fù)電荷,此電荷受到的電場(chǎng)力多大?
如果在P點(diǎn)根本不放檢驗(yàn)電荷,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度又如何?
【分析】
據(jù)E=F/q得P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E= F/q
電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)自身決定,放什么檢驗(yàn)電荷都是不變的又F=qE可求得檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力大小。
小結(jié):本節(jié)我們學(xué)習(xí)電場(chǎng)的概念,應(yīng)該知道,電荷周圍存在電場(chǎng),電場(chǎng)對(duì)放在其中的電荷有力的作用。反映電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度E,E=F/q.。要注意兩公式適用條件的不同。F=qE.
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