9.3 电场 电场强度 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

§9.3 电场强度 1、关于电场线的几种说法中，正确的是（ ） A、沿电场线方向，场强必定越来越小； B、在复杂电场中的电场线是可能相交的； C、点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线相重合； D、电场线越密的地方，同一检验电荷所受的电场力就越大 预习检测 初始条件 2、如图为一条电场线，下列说法正确的是（ ） A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、A、B两点的场强方向不能确定 A B + - + - 匀强电场: + + - 无法确定 3、如图，是静电场的一部分电场线的分布，不计重力，下列说法正确的是（ ） A. 这个电场只能是负电荷的电场 B. 点电荷 q 在A、B两处受到的电场力FB>FA C. 点电荷 q 在A、B两处的加速度大小，aA > aB D. 负电荷在 B 点处受到的电场力方向沿 B 点切线方向 A B 4、一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图所示．则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的(　　) 都逐渐增大 知识回顾 1.电荷之间的相互作用力叫做 力 2.库仑力的大小F= 3.库伦力的方向： K= r为 4.多个点电荷对一个点电荷的作用力等于 5.三个自由电荷平衡的规律： 库伦/静电 9.0×109N·m2/C2 两个点电荷之间的距离 在两个点电荷的连线上 各个电荷对它的库仑力的矢量和 两同夹异 三点共线 两大夹小 近小远大 阅读以下材料，用自己语言说说什么叫电场 一、电场 电荷周围存在着的一种特殊物质 电荷A 电荷B 电场 看不见、摸不着，但是真实存在 对放入电场中的电荷有力的作用 由静止的电荷产生的电场 用来检验电场是否存在 及研究电场性质的电荷 激发电场的电荷 1.任何电荷均能激发电场。 2.试探电荷的电荷量必须充分小，不能影响被研究的电场 试探电荷的体积也应充分小，便于研究电场中各点情况 注意 q1 q2 + Q P 电场中的同一点，不同电荷所受的静电力不同，但比值F/q是一定的。 电场中的不同点，同一电荷所受的静电力不同，比值F/q也不相同。 实验表明： +q + Q P +2q +4q F 2F 4F + Q P 思考：试探电荷增加时 1.电场力怎么变化？ 2.电场力与电荷量的比值如何变化？ 二、电场强度 用来描述电场中某点电场 和 的物理量 叫做该点的电场强度。简称场强。 （适用于一切电场） 牛顿每库仑 简称N/C 强弱 方向 检验电荷： （1）电量足够小；（2）点电荷。 与正电荷在该点所受静电力的方向相同。 与负电荷在该点所受静电力的方向相反。 +Q +q F E -Q +q F E +Q -q F E E -Q -q F 电场强度的大小只由场源电荷决定。与试探电荷的受力和电荷量无关 与放不放电荷也无关 对于这个公式，注意不能说 例1、电场中有一点P，下列说法中正确的有（ ） A.若放在P点的电荷的电量减半，则P点的场强减半 B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大 D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向 场强由电场本身决定，与检验电荷大小、正负、有无都无关系，场强的方向与正的检验电荷的受力方向一致。 C 例.在电场中的某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力向左，下列说法正确的是（　　） A．只有在该点放入电荷时，该点才有电场 B．该点的电场方向一定向右 C．电场强度的方向与电场力的方向相同 D．电场强度方向与所放入的电荷电性无关 B 因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反． 移走q1，B处的场强仍为200 N/C． 如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10－8 C的点电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图所示．则B处场强多大？若将q1移走，B处的场强是多大？ 解：由场强公式可得 q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5 N，方向与场强方向相同，也就是F2与F1反向． 此时B处场强仍为200 N/C，方向与F1相反 [针对训练] 1．如果换用一个q2＝4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？ 例2 、 球在P点静止后，测出悬线与竖直方向夹角为37°。已知P点场强方向在水平方向上，小球重力为4.0×10-3N。所带电量为0.01C，取Sin37°= 0.6，求P点的电场强度的大小和方向？ 37 0 P — Eq mg F拉 E 解：对小球受力分析 场强方向水平向右 37 0 +Q A点 F E +q ∵ 已知：在真空中有一个电荷量为Q的证点电荷，求距这个场源电荷的距离为r处的A点的电场强度。 ∵ 方向：水平向右 只适用于真空中点电荷产生的电场 三、点电荷的场强 r ：该点到场源电荷Q的距离 Q ：场源电荷所带的电荷量 当Q为负电荷时，E的方向沿Q和该点的连线并指向Q。 当Q为正电荷时，E的方向沿Q和该点的连线指向该点。 + E +Q - E -Q + - 光芒四射 万箭穿心 在以点电荷为球心的同一球面上，各处的电场强度相同吗？ 不同 方向不同 正的点电荷 负的点电荷 如果以Q为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小相等 例.如图所示，a、b两点位于以正点电荷+Q（Q＞0）为球心的球面上，c点在球面外，则（　　） A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小 C．a点场强跟b点相同 D．c点的场强最小 D 关于两个电场强度表达式的比较 表达式 适用范围 注意点 定义式 决定式 适用于一切电场 q是检验电荷 且E与q无关 与F无关 适用于真空中的点电荷 Q是场源电荷 E与Q成正比 与r2成反比 +Q +Q +Q -Q 四、电场强度的叠加 若有多个场源电荷，电场中某点的场强为各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。 即电场的作用是可以相互叠加的。且实际场强为合场强。 +Q1 -Q2 E合 E2 E1 P 30。 r 30。 8、AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷(　　) A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2q C．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝q E1 E2 E0 Q=q 先将＋q、－q在O点产生的场强合成 因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示 要使O点合场强为零，放入的电荷Q在O点产生的场强必与E0等大反向 Q=-q CD 四、电场线 在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致。 正点电荷电场分布 负点电荷电场分布 常见的电场线分布 光芒四射 万箭穿心 等量异种电荷电场分布 常见的电场线分布 心心相印 常见的电场线分布 势不两立 常见的电场线分布 1.电场线实际不存在，是假想曲线。 2.电场线与带电粒子在电场中运动的轨迹没有必然联系。 3.电场线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处。 4.电场线不闭合也不相交 5.电场线的疏密表示电场的强弱，即电场强度的大小 6.电场线在某点的切线方向表示该点的场强方向 电场线： A B 五、匀强电场 电场强度大小和方向都相同的电场 匀强电场是大小和方向都相同的电场 故匀强电场的电场线是平行等距的直线 带电粒子在其中受到恒定的电场力 等量异种电荷的电场 -q +q l E+ E- E+ E- 连线上 大小：先减小后增大 方向：沿连线指向负电荷 A E- E+ B E+ E- 中垂线上 E合 E+ E- E合 E合 E合 方向：垂直于中垂线指向负电荷 大小：向两侧逐渐减小 等量异号点电荷 特点： 1.两电荷连线上： 2.连线中垂线上： 场强先小后大，中点O最小 场强O点最大，向外减小，方向相同 O 方向：沿连线指向负电荷 方向：垂直于中垂线指向负电荷 等量异种电荷的电场 +q1 +q2 l E2 E1 E2 E1 连线上 大小：先减小后增大 方向：沿连线指向中点 A E1 E2 B E2 E1 中垂线上 E合 E2 E1 E合 E合 E合 方向：沿中垂线指向两侧 大小：先增大后减小 等量同号点电荷 特点： 1.两电荷连线上： O点场强为零，向外先增大后减小 场强先小后大，中点O处为零，两边对称 2.连线中垂线上： O 方向：沿中垂线指向两侧 方向：沿中垂线指向两侧 A D E F G B C D 等量异种电荷电场分布 等量同种电荷电场分布 a b c 3．(多选)A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如图所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法正确的是(　　) A．这两点电荷一定是同种电荷 B．这两点电荷一定是异种电荷 C．D、C两点电场强度相等 D．C点的电场强度比D点的电场强度大 6.右图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况不能使P点场强方向指向MN的左侧？(　　) A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2 B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2| C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2 D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2| B ACD F [针对训练] 3.实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)．则(　　) A．a一定带正电，b一定带负电 B．电场力对a做正功，对b做负功 C．a的速度将减小，b的速度将增大 D．a的加速度将减小，b的加速度将增大 D 例4.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)(　　) B 【方法规律】　利用带电体电荷分布具有对称性，或带电体产生的电场具有对称性的特点求合场强． Lavf57.62.100 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 vid:v0300fg10000c2r2tjetn7o0n0tmvprg $$