内容正文:
第九章 静电场及其应用
9.3 课时2 电场的叠加 电场线
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外,我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢?
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1.知道电场强度的叠加原理,并能用这一原理计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
2.会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线。
3.知道匀强电场的概念。
学习目标
电场强度的叠加:
电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
如果场源电荷不只是一个点电荷,那么电场强度又是多少呢?
一、电场强度的叠加
+
1
Q
2
Q
P
1
E
2
E
1
E
2
E
+
1
Q
2
Q
P
E
E
独立性:同一空间内各个场强对电荷的作用互不影响。
新知探究
电场强度的运算遵循平行四边形定则
+Q
-Q
E1
E2
E
+Q
+Q
E1
E1
E2
E2
E
新知探究
5
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。
Q
r
P
r
Q
P
新知探究
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外,形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。
法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场,那就是电场线。
法拉第
二、电场线
新知探究
7
电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
新知探究
点电荷的电场
等量电荷电场
几种常见的电场线
新知探究
1.同一幅图中可以用电场线的疏密表示电场强度的大小。
2.在静电场中,电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远,是不闭合的曲线。
3.同一电场的电场线在电场中不相交。
4.电场线不是实际存在的线,是为了形象地描述电场而假想的线。
电场线的特点:
新知探究
电场线的模拟
新知探究
2.两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直。在中垂线上到O点等距离处各点的场强相等,中点场强最大。
O
1.两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷。连线上,
中点场强最小;
3.在中垂面(线)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面(线)垂直,因此,在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功。
拓展1:等量异种电荷的电场特点
新知探究
2.中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零。
O
1.两点电荷连线中点O处场强为零,此处无电场线。
4.在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强
先变强后变弱.
拓展2:等量同种电荷的电场特点
3.两点电荷连线中垂面(中垂线上),场强方向总沿面(线)远离O(等量正电荷)
新知探究
不等量电荷
点电荷与导体
拓展3:其他电场线
新知探究
新知探究
1.定义:各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。
2.匀强电场的电场线:间隔相等的平行直线。
实例:相距很近带有等量异种电荷的一对平行金属板间的电场(忽略边缘)可以看做匀强电场。
三、匀强电场
新知探究
1.关于电场线,下述说法中正确的是( )
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C.电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同
D. 沿电场线方向,场强一定越来越大
C
随堂练习
2. (多选)如图所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示两处场强的大小,则( )
A. a、b两点的场强方向相同
B. 因为电场线由a指向b,所以Ea>Eb
C. 因为电场线是直线,所以Ea=Eb
D. 因为不知道a、b附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea、Eb的大小关系
A D
a
b
随堂练习
3.如图,一电子沿等量异号电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( )
A.先变大后变小,方向水平向左;
B.先变大后变小,方向水平向右;
C.先变小后边大,方向水平向左;
D.先变小后变大,方向水平向右。
+
B
A
O
-
B
随堂练习
4.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
D
随堂练习
单位
矢量
叠加
电场
强度
定义
性质
电场
电荷周围存在的特殊物质。
特
点
电场线
为了描述电场而假想的线。
课堂小结
Lavf59.23.100
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Lavf58.12.100
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