1.4 点电荷的电场 匀强电场 课件 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

第4节 点电荷的电场 匀强电场 学习目标 1. 理解点电荷的电场强度及场强叠加原理。 2. 知道什么是匀强电场。 一、点电荷的电场及场强叠加原理 1. 点电荷的电场。 (1)电场强度表达式：E＝ ，其中k是静电力常量，Q是 ⁠的 电荷量。 (2)方向：若源电荷Q为正电荷时，电场强度方向沿Q与任意点P的连线 并 源电荷。若Q为负电荷时，电场强度方向沿Q与任意点P的连线 并 源电荷。 ​ 场源电荷 背离 指向 知识梳理： 2. 场强叠加原理。 如果有多个点电荷同时存在，电场中任一点的电场强度等于这些点电荷各 自在该点产生的电场强度的 ，这个结论称为场强叠加原理。 矢量和 二、匀强电场 1. 概念：物理学中把 大小和 ⁠都处处相同的电场称 为匀强电场。例如，相距很近、分别带有 ⁠电荷的一对平行金 属板之间的电场(边缘除外)。 2. 匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。 电场强度 方向 等量异种 考点一　电场强度两个公式的比较 例1　关于公式E＝和E＝k，下列说法正确的是(　D　)。 D A. 公式E＝是电场强度的定义式，只适用于匀强电场 B. 由E＝可知，电场中某点的电场强度与静电力成正比 C. 由E＝k可知，到点电荷Q距离相等的各点的电场强度相同 D. 由E＝k可知，到点电荷Q距离相等的各点的电场强度大小相等 典例精析： 归纳: 物理含义 引入过程 适用范围 E＝ 是电场强度的定 义式 F∝q，但E与F、q无关，E反映某点处电场的性质 一切电场　 E＝k 是真空中点电荷 电场强度的决定 式 由E＝和库仑定律导出，E由Q、r决定 在真空中，场源 电荷Q是点电荷 变式训练1:如图所示的电场中属于匀强电场的是( ) BD A. B. C. D. 解析 匀强电场的电场线是等间距的平行直线，选项A尽管平行但不等 间距，所以选项A错误；选项C尽管等间距，但不是平行的直线，所以 选项C不符合题设条件，只有选项B、D符合题设条件。 8 变式训练2:下列关于电场强度的说法中，正确的是(　C　)。 A. 公式E＝只适用于真空中点电荷产生的电场 B. 由公式E＝可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷的电荷量成反比 C. 在公式F＝k中，k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大 小；而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小 D. 由公式E＝可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E可达无 穷大 C 变式训练3:在点电荷产生的电场中有、 两点，相距为,已知点的场强大小为，方向与连线成 角， 点的场强方 向与连线成 角，如图所示，则点电荷的电性和 点的场强大 小为( ) D A. 正电、 B. 负电、 C. 正电、 D. 负电、 10 解析 将表示场强、 的有向线段延长，交点 即为点电荷 所在位置，如图所示，由于电场强 度方向指向点电荷 ，则知该点电荷带负电。根 据几何知识解得,点到 点 的距离，点到点的距离,、 两点到 点电荷的距离之比。 由公式,得、 两点场强 大小的比值，即 ，故A、B、C错误，D正确。 11 考点二　电场强度的叠加 例2　如图所示，真空中电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距 r。求： (1)两点电荷连线的中点O的电场强度的大小和方向； ；方向由A指向B (2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的电场强度大小 和方向。 ；方向平行于A、B连线向右 解析：(1)如图(甲)所示，A、B两点电荷在O点产生的电场强度方向相同， 由A指向B。A、B两点电荷在O点产生的电场强度相等，为EA＝EB＝＝ ，故O点的合电场强度为EO＝EA＋EB＝，方向由A指向B。 解析：(2)如图(乙)所示，EA′＝EB′＝，由几何知识可知，O′点的合 电场强度EO′＝EA′＝EB′＝，方向平行于A、B连线向右。 归纳: 1. 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则，常用的方法有图解法、解 析法、正交分解法等。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。 2. 当两矢量满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，两矢量合成 叠加，合矢量为零，这样的矢量称为“对称矢量”，在电场的叠加中，注 意图形的对称性，发现对称矢量可简化计算。 变式训练1: AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O。将电荷量 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Q应(　C　)。 A. 放在A点，Q＝2q B. 放在B点，Q＝－2q C. 放在C点，Q＝－q D. 放在D点，Q＝－q C 变式训练2:两个固定的异号电荷和 ，电荷量给定且大小不等。用和 分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在 通过两个点电荷的直线上 的点( ) C A. 有三个，其中两处合场强为零 B. 有三个，其中一处合场强为零 C. 只有两个，其中一处合场强为零 D. 只有一个，该处合场强不为零 17 解析 设大电荷量为，小电荷量为，两电荷间距为 ，在连线上场强 大小相等的点距离为，则有, 有两个解，即场强大小相 等的点有两处，一处在两电荷中间的连线上，合场强不为零，另一处在 连线 的外侧，合场强为零，故C正确。 18 变式训练3:在一个等边三角形 的顶点和处各放一个电荷量相同 的点电荷时，测得 处的场强大小为，方向与边平行从指向 ， 如图所示，拿走处的点电荷后， 处电场强度情况将是( ) B A. 大小仍为，方向由指向 B. 大小仍为，方向由指向 C. 大小变为 ，方向不变 D. 不能得出结论 19 解析 设、处的点电荷在处产生的场强大小均为 ，因为是等边三 角形，则，拿走处的点电荷后，处电场强度大小为 ，方向由 指向 ，选项B正确。 $