9.3 电场 电场强度 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电场强度的叠加”核心知识点，从电场强度矢量性切入，通过同一直线与互成角度的合成复习，逐步过渡到多个点电荷、均匀带电球体（球壳）外及非点电荷（微元法、对称法等）的场强叠加，搭建从基础到综合的学习支架。 其亮点在于典例覆盖等量异种电荷、等边三角形电荷、均匀带电圆环等多种情境，运用微元法、对称法等科学思维方法，结合电场线与粒子运动轨迹、动力学问题，培养学生物理观念中的相互作用观念和科学推理能力。学生能深化场强叠加原理理解，教师可借助系统例题与方法指导提升教学效率。

第九章 静电场及其应用 专题 电场和电场强度 授课教师：XXX 人教版（2019）高中物理（必修三） 电场强度是矢量，对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算，对于互成角度的电场强度的叠加，合成时遵循平行四边形定则。 +Q -Q E1 E2 E +Q +Q E1 E1 E2 E2 E 一、电场强度的叠加 某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。如图，P点的电场强度E等于点电荷+Q1和-Q2在该点产生的电场强度E1、E2的矢量和。  注意: ①独立性——各个场源电荷产生的电场互不干扰 ②叠加原理——只有同时作用在同一区域内的电场才可以进行叠加 一、电场强度的叠加 1. 场源电荷是多个点电荷 【典例1】(2024·天津市武清区高二期中)如图所示，相距为2d的A、B两点固定着等量异种点电荷，电荷量分别为+Q和-Q。在AB连线的中垂线上取一点P，PO⊥AB，α=60°。已知静电力常量为k。求： (1)O点的电场强度大小和方向； (2)P点的电场强度大小和方向。 一、电场强度的叠加 【解析】 一、电场强度的叠加 【典例2】如图所示，等边三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、－q、－q，已知三角形边长为L，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度大小、方向如何？ 一、电场强度的叠加 【解析】 一、电场强度的叠加 ② 均匀带电球体(或球壳)外某点电场强度 均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度E=k，式中r是球心到该点的距离(r>R，R为球的半径)，Q为整个球体(或球壳)所带的电荷量。 一、电场强度的叠加 2. 均匀带电球体（或球壳）外某点电场强度 【典例3】如图所示，一个半径为r的均匀带电圆环，带电量为+Q，在其中轴线上有一点A，该点距圆环中心的距离为r已知静电力常量为K，则A点的电场强度大小为(     ) A 一、电场强度的叠加 3. 非点电荷电场强度的叠加及计算方法——微元法 【解析】 一、电场强度的叠加 【典例4】如图，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、c三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均R为，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( ) B 一、电场强度的叠加 3. 非点电荷电场强度的叠加及计算方法——对称法 【解析】 一、电场强度的叠加 【典例5】（2024·广东揭阳·二模）均匀带电 的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集 中于球心处产生的电场。如图所示，在半球 面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=3R，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为（　　） A 一、电场强度的叠加 3. 非点电荷电场强度的叠加及计算方法——对称法 【解析】 一、电场强度的叠加 【典例6】（2020秋•怀化月考）已知均匀带电球体 在球的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。如图所示，半径 为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V，在挖掉球体部分前后，A点处场强的大小之比为（　　） A 一、电场强度的叠加 3. 非点电荷电场强度的叠加及计算方法——补偿法 【解析】 一、电场强度的叠加 1.带电粒子仅受静电力作用做曲线运动时，静电力指向轨迹曲线的内侧。静电力沿电场线方向或电场线的切线方向，粒子速度方向沿轨迹的切线方向。 2.分析方法 (1)由轨迹的弯曲情况，结合电场线确定静电力的方向； (2)由静电力和电场线的方向可判断电荷的正负； (3)由电场线的疏密程度可确定静电力的大小，再根据牛顿第二定律，可判断带电粒子加速度的大小； (4)根据力和速度的夹角，由静电力做功的正负，动能的增大还是减小，可以判断速度变大还是变小，从而确定不同位置的速度大小关系。 二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题 【典例7】若实线为电场线，虚线为带电粒子的运动轨迹，带电粒子只受静电力的作用从A点向B点运动。回答以下问题： (1)画出粒子在A点的运动方向和加速度方向； (2)判断粒子的电性； (3)判断粒子从A到B过程中，加速度大小的变化情况； (4)判断粒子从A到B过程中，速度大小的变化情况。 二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题 【典例8】某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则(　　) A.粒子一定带负电 B.粒子一定是从a点运动到b点 C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度 C 二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题 【解析】 二、电场线与带电粒子的运动轨迹结合的问题 分析带电体在电场中的加速运动时，与力学问题分析方法完全相同，牛顿第二定律仍适用。 【典例9】如图所示，光滑固定斜面(足够长)倾角为37°，一带正电的小物块质量为m、电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的2倍，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： (1)原来的电场强度大小(用字母表示)； (2)电场变化后小物块运动的加速度； (3)小物块第2 s末的速度大小和前2 s内的位移大小。 三、电场中的动力学问题 【解析】 三、电场中的动力学问题 【解析】 三、电场中的动力学问题 $