9.3 电场力 电场强度（2）场叠加原理 匀强电场 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第九章 静电场 第三节 电场力 电场强度 （2）场叠加原理 匀强电场 科技馆的“怒发冲冠”项目 静电荷之间的相互作用 2 “怒发冲冠”并不是分布到了头发上，同性电荷相互排斥 而是电荷累计在头皮，激发了类似的电场，头发受到电场力的作用，使得头发宛如一根根电场线 + + 3 一、电场线 实际情况中，孤立点电荷的情况比较少。 多数情况下要需要观察电场线了解电场特性 + − + + + − 起于正电荷，止于负电荷（无穷远） 不环路（被电荷截断） 不交叉 电场线密的地方场强大 电场线疏的地方场强小 电场线的切线方向就是场强方向 电场线不一定是粒子的运动轨迹 电场线的特点： 4 一、电场线 + − 疏密程度一样，但是方向不一样 方向一样，疏密程度不一样 A B D C EC=ED EA>EB 在同心圆上 在同一条电场线上 5 一、电场线 + + A O B C E D F 在两电荷连线上： 在两电荷连线的中轴线上： EO=0 所以电场从左到右，先减小后增大 Eo=0 当E点在很远的地方，EE=0 EC≠0 中轴线O点到无穷远处，电场强度先变大后变小 6 + − 一、电场线 A O B C E D F 在两电荷连线上： 在两电荷连线的中轴线上： Eo≠0 但是O点场强是AB之间最小的一个点 场强从左到右，先减小后增大 根据电场线的疏密变化规律 中轴线O点到无穷远处，电场强度一直变小 7 A +Q AB之间从库仑力的角度看有 B q1 F1 C q1 F′1 此式子就是孤点电荷在真空中的电场强度决定式 从式子中也可以看出，只跟场源电荷和距离有关 与是否有检验电荷无关 根据电场强度的定义式有 二、场强叠加原理 8 二、场强叠加原理 + − A E+ E- 2r 2r 2r E+ 研究表明，如果在空间中有几个点电荷同时存在，这时在空间的某一点的电场强度等于各个点电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和，这叫做电场的叠加原理。 B Q Q 真空中相距 2r 的点电荷 A、B 带电荷量分别为 +q 和 −q。 两个电荷在 A 点产生的电场 E+、E- 方向相同 两个电荷在 B 点产生的电场 E+、E- 方向不在一条直线上 场强叠加满足平行四边形定则 E- EB 9 二、场强叠加原理 事实上等量异种电荷的电场是由两个等量异种孤点电荷的电场叠加而成 事实上等量同种电荷的电场是由两个等量同种孤点电荷的电场叠加而成 10 二、场强叠加原理 Q 点电荷分布在两个半径不同的同心圆周上，所带电荷量如所示。写出圆心处电场强度的表达式；若在圆心放一个电荷量大小为 q 的负电荷，它所受电场力为多大，方向如何？ r −2q +q R −2q −7q −2q −2q +4q −7q +2q +4q +q 找到对称规律，一对等量同种电荷在圆心出的场强为0 只有一个孤立的+2q在圆心处的场强为 根据 根据同性相互吸引，故电场力竖直向上 11 三、匀强电场 电场 场的大小一样 场的方向一样 电场线 电场线的疏密一样 电场线的方向一样 平行线 匀强电场 理想模型 带等量异号电荷的平行金属板间的电场 12 三、匀强电场 电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这种电场叫做匀强电场。 匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线。 电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。 特点： E 13 总结 含义 公式 决定 因素 方向 单位 电场强度和电场力的对比分析 电场强度E 电场力F 仅指电荷在电场中的受力 是反映电场本身的力的性质的物 理量，其大小表示电场的强弱 定义式： 计算式： E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关 F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定 E是矢量，其方向与正电荷 (+q)在该点受到的电场力的方向相同 F是矢量，其方向对于正电荷(+q)，F与E同向；对于负电荷(-q)，F与E反向  E的单位： F的单位： E=F/q F=qE 牛/库 (N/C) 牛 (N) 14 总结 本质区别 （一切电场）定义式 适用于一切电场 （点电荷电场）决定式 仅对点电荷的电场适用 意义及用途 给出了一种量度电场强弱方法 指明了点电荷场强大小决定因素 Q或q的意义 q表示引入电场的试探电荷（检验电荷）的电荷量 Q表示产生电场的场源电荷的电荷量 E与其它量的关系 E用F与q的比值来表示，但E的大小与二者无关。 E不仅用Q、r来表示，且大小与二者有关。 和 的区别 15 【典型示例1】下列说法中正确的 (1)试探电荷的电荷量和尺寸都很小，放入试探电荷后不引起原电场的明显变化，因此试探电荷就是电荷量很小的点电荷。 (　　) (2)电场强度的方向就是放在该处的试探电荷所受