1.3.1 电场强度 电场强度的叠加 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

Physics 第1课时 电场强度　电场强度的叠加 第一章 静电场的描述 理解电场强度及其定义式，并能用该公式进行有关计算。 02 知道电场的概念及电场的基本性质。 01 重点 掌握点电荷的电场特点和电场强度的叠加。 03 难点 电荷的周围存在电场，电荷之间的相互作用是通过电场发生的。 公司logo 公司logo 情境导入 电场 电场强度 01 电场 检验电荷 q：放入电场中探测电场性质的电荷。 a.电量应足够小； b.体积也应足够小，可视为点电荷 场源电荷 Q：产生电场的电荷，简称源电荷。静止场源电荷在其周围产生的电场是静电场 + Q q 电场对电荷的作用力——电场力 F 电荷的周围存在电场，电荷之间的相互作用是通过电场发生的 【想一想】相同电荷不同位置受到的电场力大小不同，不同电荷相同位置受到的电场力大小也不同。怎样描述一个电场的强弱呢？ + Q q q F F’ 2F 2q 电场强度 E 1.定义：放入电场某点处的试探电荷受到的电场力F与它的电量q之比 3.单位：牛顿每库仑，符号：N/C 4.方向：与正电荷在该点所受电场力的方向相同 E = 2.定义式： 与负电荷在该点所受电场力的方向相反 +Q +q F E -q F E 矢量 5.物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量 匀强电场：各点场强的大小和方向都相同的电场 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)E＝中的q是场源电荷的电荷量。(　　) (2)若在电场中某点放置负试探电荷，则该点的电场强度方向与放置正试探电荷时相反。(　　) (3)若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0。 (　　) (4)电场强度公式E＝表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍。(　　) × × × × 辨析 1.在一带负电荷的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q1＝－2.0×10-8 C的电荷，测出其受到的电场力F1大小为4.0×10-6 N，方向如图，则：  (1)B处电场强度多大？方向如何？ 答案　 (1) 200 N/C　方向与F1方向相反　 (2) 8.0×10-5 N　200 N/C　 (3) 200 N/C (2)如果换成一个q2＝＋4.0×10-7 C 的电荷放在B点，其受力多大？此时B处电场强度多大？ (3)如果将B处电荷拿走，B处的电场强度是多大？ 例题 (1)EB== N/C=200 N/C 因为B处是负电荷，所以B处电场强度方向与F1方向相反。 (2)q2在B点所受电场力大小F2=q2EB=4.0×10-7×200 N=8.0×10-5 N 方向与电场强度方向相同，也就是与F1方向相反。 此时B处电场强度大小仍为200 N/C，方向与F1方向相反。 (3)某点电场强度大小与有无试探电荷无关，故将B处电荷拿走，B处电场强度大小仍为200 N/C。 02 点电荷的电场 A处固定一电荷量为Q的正点电荷，P为空间内一点，A、P之间的 距离为r，一带正电的点电荷q在P点所受静电力为F。静电力常量为k。  (1)判断P点电场的方向； 与q在P点所受静电力F方向相同 (2)计算F的大小； F＝k (3)根据电场强度的定义，计算P点的电场强度。 点电荷Q在P点产生的电场强度为E＝＝k， 方向沿AP的连线由A指向P 点电荷的电场强度 （适用条件：真空、静止、点电荷） E =k 1.大小： 2.点电荷电场的方向 当Q为正电荷时，电场强度E的方向沿半径向外 当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径向内 球面上各点电场强度 大小相等，方向不同 公司logo 公司logo 要点归纳 一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。 带电球体的场强 Q r P r P Q 等效替代法 整个球体所带电荷量 球心到该点的距离 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)根据公式E＝k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量Q成正比，与r2成反比。(　　) (2)由E＝知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同。 (　　) (3)在计算式E＝k中，r→0时，电场强度为无穷大。(　　) √ × × 辨析 2.(多选)如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，间距为L，A、B两点场强大小分别为E和4E，方向沿直线MN向左，则  A.该点电荷一定是正电荷 B.该点电荷一定是负电荷 C.该点电荷一定在距A点的右侧2L处 D.该点电荷一定在距A点的左侧L处 √ √ 例题 因为场强方向沿直线MN向左，且B点场强较大，可知点电荷一定是正电荷且在B点右侧位置，设点电荷与A点距离为x，则根据4E＝， E＝，解得x＝2L，故选A、C。 3.(2024·广州市番禺区期中)如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心，半径分别为r或2r球面上的三点，电荷量为－q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，则  A.Q带负电 B.b、c两点电场强度相同 C.a、b两点的电场强度大小之比为4∶1 D.将a处试探电荷电荷量变为＋2q，该处电场强度变为原来两倍 √ 例题 电荷量为－q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，电场强度方向背离Q，则Q带正电，故A错误； 根据公式E＝k，知b、c两点电场强度大小相等，但方向不同，故B错误； 根据公式E＝k，可知，故C正确； 场强由电场本身决定，与试探电荷无关，所以a处的试探电荷电荷量变为＋2q，该处场强不变，故D错误。 03 电场强度的叠加 如图所示，真空中，带电量分别为＋Q和－Q 的点电荷A、B相距为r，静电力常量为k，则：  (1)点电荷A、B在其连线的中点O产生的场强分别为多大？方向如何？ (2)电场强度是矢量，则两点电荷连线的中点O处的场强为多大？ 方向如何？ EB EA A在O点的场强大小EA＝k＝4，方向由A指向B。 B在O点的场强大小EB＝k＝4，方向由A指向B。 规定向右为正方向，EO＝EA＋EB＝8，方向由A指向B。 (3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的C点的场强为多大？方向如何？ EA'＝EB'＝ 互成角度的场强叠加，合成时遵循平行四边形定则。 C EA' EB' EC 由平行四边形定则知C点场强方向水平向右， 大小为EC＝EA'＝ 4.(2024·汕尾市高二检测)如图所示，A、B、C是半径为r的圆周上等间距的三个点，在这些点上各固定一个点电荷，A点处的电荷量为－q，B、C两点处的电荷量均为＋q，静电力常量为k，则圆心O处  A.场强大小为，方向沿OA方向 B.场强大小为，方向沿AO方向 C.场强大小为，方向沿OA方向 D.场强大小为，方向沿AO方向 √ 例题 由点电荷的场强公式可知，三点电荷在O点产生的场强大小均为E＝k，电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则，如图所示，A、B、C三个点电荷的合场强大小为E'＝，方向由O指向A。 1.根据点电荷电场强度表达式，确定每个场源电荷产生的电场强度。 电场叠加问题的解题方法 2.电场强度是矢量，合成遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则)，与力的合成一样，常用方法:图解法、正交分解法等。 E = 公司logo 公司logo 总结提升 电场：电荷周围存在电场 遵循矢量运算法则 电场强度 电场强度的叠加 电场 电场强度 点电荷 的电场 电场强度 的叠加 电场力：电场对电荷的作用力 电场强度： E = 均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $指南针也是中国古代的四大发明之一，在宋代的时候，指南针已经成为了一种重要的方法工具，但除了用于航海，在我国的历史当中，指南针还有一个更广泛的应用，那就是给道士用来看风水，这一点在一些影视剧当中都有体现，那么问题来了，古人为什么会用指南针来看风水呢？这其中有一个非常重要的原因就在于当时的人们发现两个磁体之间不需要接触隔空就能产生力的作用，这对当时的古人来说，那可是非常震惊的，并且他们也无法解释这样的现象，这就好比你在大街上亲眼看见一个人隔空捏爆一辆汽车，对于这样无法理解的超自然现象，当时的人们很自然的就把它和占卜和风水系在了一起。毕竟科学解释不了的事情，就只能勉强用神学来解释了。当然作为一个21世纪的中学生，上过初中的同学都知道，磁铁之间能够隔空发生作用力，其中的原因就在于磁体的周围存在磁场，两个磁铁之间就是通过磁场来实现力的作用的。那么问题来了，在前两节课的学习中，我们学习到除了磁体以外，两个带电体也不需要相互接触就能产生力的作用。那这又该怎么去解释呢？同学们要明白，在自然界当中很多物理现象都具有统一性。聪明的同学应该一下就能想到，磁铁是通过磁场实现相互作用的，那么带电体就应该是通过电场来实现相互作用的那什么是电厂呢？最早提出厂这个概念的科学家是来自英国的物理学家法拉第。法拉第认为无论是磁体还是带电体，他们的周围都存在着一种人的眼睛，看不见摸不着，但是却真实存在着一种物质，那就是场电荷之间的库仑力。带电体之间的磁力实际上都是通过场之间的作用来传递力的。在物理学中，我们之所以把敞视作为一种物质，是因为科学家们通过大量的实验发现场具有能量，这是一个物质才有的基本属性。所以场是一种真实存在的特殊物质。 nullnull