9.3.2 电场 电场强度 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.3 电场 电场强度 (第二课时) 复习回顾： 1、什么是电场? 2、电场的性质是什么？ 3、什么是电场强度？定义式？ 4、电场强度的物理意义？ 5、电场强度时矢量还是标量？ 6、电场强度的方向如何规定的？ 7、点电荷的场强公式？ 8、两个场强公式的区别和联系？ 2 一、电场强度的叠加 1．电场强度叠加原理 在几个点电荷共同形成的电场中，电场中任意一点的总电场强度等于各个点电荷在该点各自产生的电场强度的矢量和。 Q1 Q2 P E2 E1 E Q1 Q2 P E2 E1 E A B +Q +Q P EA EB +Q +Q A A′ E1 E2 ②不在同一直线上场强的叠加：平行四边形法则 ①同一直线上场强的叠加：同向加反向减 2、合成法则 例1.真空中两个正点电荷A、B所带电量皆为+Q，且相距为r,则距离A为 处的P点的电场强度为多少？ 四、电场强度的叠加 例2.如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是( ) B 例3.如图所示，一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为r，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　 　) A. B. C. D. B 电场既然看不见摸不着无法称量，那么如何形象的描述电场呢？ 法拉第提出场的概念后，又第一个提出用电场线形象的描述电场的大小和方向。 二、电场线 1、定义： 为了直观形象地描述电场分布而在电场中 引入的一些假想的曲线。 电场客观存在 2.描述方法： （1）曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向； （2）电场线的疏密反应电场强度的小大。 3.电场线的特点： (1)不闭合，不中断．电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷。 (2)任意两条电场线不相交． E1 E2 两条电场线相交 如果两条电场线相交，交点处就会有两个切线方向，这与电场中同一点处的场强及其方向是唯一的性质相矛盾 不存在两个电场线相交 (3)电场线是为一种假想曲线，实际上电场中并不存在电场线． （4）两条电场线之间空白处场强不为零。 (5)电场线是整个空间立体分布的，而不只是个平面 内！ （6）理想化模型，不是电荷的运动轨迹 三、几种特殊电场的电场线分布 1、孤立的正点电荷的电场线 （1）电场线从正电荷出发延伸到无限远 正电荷：光芒万丈 带有等量异号电荷的金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，电场有什么特点？ 4.匀强电场： 电场中各点的电场强度大小相等、方向相同 猜想：匀强电场的电场线分布是怎样的？ 所以匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 （2）离点电荷越近电场线越密，越远越疏（近大远小） （3）以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同 （4）点电荷周围不存在场强相同的两点。 2、孤立的负点电荷的电场线 （1）电场线无限远处延伸到负电荷 负电荷：万箭穿心 （2）离点电荷越近电场线越密，越远越疏（近大远小） （3）以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同 （4）点电荷周围不存在场强相同的两点。 3、等量的异种点电荷的电场线 有直有曲 （1）沿着两个点电荷的连线，电场强度先变小，后变大， 中间最小 （2）从两点电荷连线中点 O 沿中垂线到无穷远处，电场强度逐渐减弱。 （3）连线或中垂线上关于 O 点对称 的两点电场强度相同（等大、同向） 4.等量同种电荷电场： （1）两点电荷连线上各点的电场强度先变小后变大，中点 O 电场强度为零。 （2）从两点电荷连线中点 O 沿中垂线到无穷远处，电场强度先变大后变小。 （3）连线或中垂线上关于 O 点对称的两点电场强度等大、反向。 有直有曲 势不两立 两个等量点电荷的电场特征 比较项目 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电场线分布图 连线上中点O处的场强 连线上的场强大小(从左到右) 沿中垂线由O点向外的场强大小 最小但不为零，指向负电荷一侧 为零 先变小，再变大 先变小，再变大 O点最大，向外逐渐减小 O点最小，向外先变大后变小 四、匀强电场 （1）定义：电场中各点电场强度的大小相等，方向相同，这种电场叫匀强电场。 （2）特点： ①电场强度方向处处相同，所以匀强电场的电场线是平行线。 ②电场线疏密程度相同，即电场线分布均匀。 E ③相距很近的一对带等量异种电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外，可以看作匀强电场。 2.电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。 ①电场线是直线； ②电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上； ③电荷只受电场力作用。 3.要使两条曲线能重合，要同时满足一些特殊条件，例如： 1.电场线不是电荷的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向。 五、电场线和运动轨迹的比较 例4、(2024山东济南期中)关于电场线,下列说法正确的是(　　) A.电场线方向一定是带电粒子在电场中受力的方向 B.在电场中两条电场线可以相交 C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 D.在同一电场中电场强度越大的地方,电场线越密 D 例5、(2024海南海口月考)如图所示,a、b是某电场中的两点,若将一 带正电的试探电荷分别放在a、b两点,则(　　) A.该电场为负点电荷的电场 B.试探电荷在a点受到的静电力比在b点时大 C.试探电荷在a点受到的静电力方向向右 D.试探电荷在b点受到的静电力方向向左 C 例6、(多选题)(2024陕西咸阳月考)电场线能很直观、方便地比较电 场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线, 图乙是场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关 于O对称的两点,B、C和A、D也关于O对称。则(　　) 　 A.B、C两点场强大小和方向都相同 B.A、D两点场强大小相等,方向相反 C.E、O、F三点比较,O点场强最强 D.B、O、C三点比较,O点场强最弱 ACD 例7、正检验电荷q在电场中仅受电场力作用下，由P点处开始向Q点做减速运动，且运动的加速度值越来越小，则可以确定它所处的电场可能是（ ） C 例8.(多选)如右图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是(　　) A．带电粒子带负电荷 B．带电粒子带正电荷 C．带电粒子所受电场力的方向向左 D．带电粒子做匀变速运动 ACD A．A球所受绳子拉力为 B．场强方向向右 C．场强大小E= D．B球受到的电场力矢量和为mg 例9、如图所示，把两个质量均为m的带正电的小球A、B（均可视为点电荷）用绝缘细线悬挂在天花板上，同时在空间施加一水平方向的匀强电场 E（方向未知），两球恰好静止在同一水平方向高度上，且B球悬线刚好沿竖直方向，A球悬线与竖直方向夹角θ=30°。已知qB=2qA=2q0，重力加速度为g。则（　　） C Lavf58.12.100 $$