【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-1第1章1-3电场及其描述.ppt

电场线的特点及应用2．某静电场中的电场线如图1－3－7所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，粒子由M运动到N，以下说法正确的是()．A．粒子必定带正电荷B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能解析本题是由电场线和粒子运动轨迹判断粒子运动情况的题目．其关键是抓住粒子受电场力的方向指向粒子轨迹弯曲的一侧(即凹侧)并沿电场线的切线方向．根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受电场力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A选项正确．由于电场线越密，场强越大，点电荷受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此点电荷在N点加速度大，C选项正确，粒子从M点到N点，电场力做正功，根据动能定理得此点电荷在N点动能大，故D选项正确．答案ACD电学中的力学规律应用3．如图1－3－8所示，在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中的竖直平面内，有一绝缘光滑的半圆形轨道，在轨道的最高点A处有一质量为m、电荷量为q带正电的小球．使小球由静止开始滑下，试求小球经过最低点B时，对轨道的压力N的大小．单击此处进入活页规范训练自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练第3节电场及其描述特殊物质静止电荷强弱静电力电荷量强弱N/C正电荷无穷远点电荷大小相等方向相同平行直线间隔相等曲线切线方向电场正电荷无穷远相交密匀强电场一、电场和电场强度1．关于电场的三点说明(1)电场是一种特殊的物质，并非由分子、原子组成，虽然看不见摸不着，但它与实物一样客观存在着，它能通过一些性质表现其存在，它与实物一样也具有物质的一般的重要属性，如质量、能量等．(2)电荷的周围一定存在电场，静止电荷的周围存在着静电场．本章所研究的规律只适用于静电场．(3)电荷间的相互作用是通过电场发生的．不是超距作用，是通过电场来传递的．2．电场强度的理解(1)电场强度是描述电场的力的性质的物理量．(2)电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关．(3)电场强度是矢量，它遵循矢量的特点和运算法则．3．电场和电场强度的关系电场强度是为描述电场而引进的物理量，场强的大小和方向分别表示电场的强弱和方向．三、电场线与带电粒子的运动轨迹1．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的比较电场线运动轨迹(1)电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的(2)曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点的加速度的方向(1)粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的(2)轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向粒子做曲线运动时，速度方向与加速度方向不在一条直线上，所以粒子只在电场力作用下做曲线运动时电场线与运动轨迹不重合2.电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件(1)电场线是直线．(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线．(3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线．以上三个条件必须同时满足．【典例1】在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图1－3－2所示．求：(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)M、N两点的场强哪点大？解析电场强度是矢量，其性质由场源电荷决定，与试探电荷无关；而静电力则与场强和试探电荷都有关系，逐项分析如下：答案CDC由F＝qE知：当E＝0时，F＝0，即q不受静电力作用√D只要电场确定了，电场中某点的场强就是确定的，试探电荷q只是用来体现电场强弱的手段，它的有无不会改变电场的客观性质√【典例2】把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是()．A．点电荷的轨迹一定和电场线重合B．点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致C．点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D．点电荷将沿电场线切线方向抛出做抛物线运动解析本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件．仅当电场线为直线、电荷的初速度为零，或者电荷初速度不为零，但初速度方向和场强方向在同一直线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A错．点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错．由牛顿第二定律知，加速度方向与合外力方向一致，而点电荷在电场中受电场