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高二物理教案:《静电场的三个特性》

2021-05-13 09:02:09 浏览量:

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高二物理教案:《静电场的三个特性》

  (一)明确静电场的物质特性。

  静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,是物质的一种形态,只要有电荷就有电场这种物质,它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。不管电场中是否放入电荷,但电场这种物质都是客观存在的。

  (二)明确静电场的力特性。

  电场的基本特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。电场具有力的性质。为了描述这种特性引入电场强度这一概念。

  关于电场强度的常用公式有三个:

  是电场强度的定义式.引入检验电荷q是为了研究电场的力的性质.实际上场强的大小跟检验电荷的电量q的大小无关,场强大小反映了电场的强弱,由电场本身的性质决定.这个公式适用于一切电场,包括变化磁场所产生的感应电场.

  是真空中的点电荷Q产生的场强的决定式,即场强大小跟场源电荷的电量Q成正比,跟离场源电荷的距离r的平方成反比.它是根据定义式和库仑定律公式推出的.它只适用于点电荷在真空中所产生的电场.

  其中d是A、B两点沿场强方向的距离.公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系.它是在匀强电场中根据求功公式和导出的.所以这个公式只适用于匀强电场.

  【例1】:如图所示的是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系。下列是说法正确的是

  A、 该电场是匀强电场

  B、 a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec

  C、 这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed

  D、 无法比较E值大小

  解答:对于电扬中给定的位置,放入的检验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,但是电场力F与检验电荷的电量q的比值F/q即场强E是不变的量,因为F=Eq,所以F跟q的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出Ed>Eb>Ea>Ec。

  (三)明确静电场的能的特性。

  电荷放入电场后就具有电势能。电场力做功是电势能变化的量度:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加;电场力做功的多少和电势能的变化数值相等。引入电势:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。电势用字母φA表示

  电势是相对的,只有选择零电势的位置才能确定电势的值,通常取无限远或地球的电势为零。电势是标量只有大小,没有方向,但有正、负之分,这里正负只表示比零电势高还是低。

  电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功WAB与电荷量的q的比值叫电势差电势差,UAB=

  这个物理量与场中的试探电荷无关,它是一个只属于电场的量。电势差是从能量角度表征电场的一个重要物理量。

  电势差也等于电场中两点电势之差,电势差由电场的性质决定,与零电势点选择无关。

  分析指导 题目中只给出了一条电场线,并不知道电场线的疏密情况,所以不能比较各点场强的大小,这样选项(B)和(D)不能选。

  电场线的方向是从a到c,根据电场线的方向是电势降低的方向,所以Ua>Ub>Uc,这样选项(A)是正确的。在比较a与b之间、b与c之间的电势差时,虽然a、b间距离等于b、c间距离,但是场强情况不知,所以无法比较电势差。(C)不选。只有选项(A)是正确的。



 

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