9.3.2电场强度--2022-2023学年高二物理同步课件（人教版2019必修第三册）

9.3 电场电场 电场强度电场强度第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律第二课时第二课时 电场强度的叠加电场强度的叠加 电场线电场线学习目标及任务学习目标及任务1.1.会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。会推导点电荷场强的计算式并能进行有关的计算。2 2.知道电场强度的叠加原理，能应用该原理进行简单计算。知道电场强度的叠加原理，能应用该原理进行简单计算。3 3.理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知 道什么是匀强电场。道什么是匀强电场。思考：研究静电场的思路？思考：研究静电场的思路？本节课从本节课从场源电荷场源电荷角度探究电场角度探究电场点电荷的电场点电荷的电场1.1.真空中点电荷的电场真空中点电荷的电场Qr该表达式中该表达式中Q Q与与r r能决定该点的电场强度的大小能决定该点的电场强度的大小qFF（方向）（方向）（决定式）（决定式）思考：若同时存在两个点电荷，如何确定电场强度？Q Q1 1Q Q2 2E E1 1E E2 2E E2.2.电场强度的叠加电场强度的叠加 因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点因为电场强度是矢量，若几个点电荷同时存在，这时某点的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的的电场强度，等于各个点电荷在该点单独产生的电场强度的矢量和矢量和。这叫做这叫做电场的叠加原理电场的叠加原理 如图，真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一点电荷+Q，测得b点场强大小为E.若再将另一等量异种点电荷一Q放在d点，则（）A.b点场强大小为3/4EB.c点场强大小为5/4EC.b点场强方向向左D.c点场强方向向左思考：一般带电体形成的电场？一个点电荷两个点电荷叠加多个点电荷叠加一般带电体叠加电场电场强度强度点电荷是理想模型，若是真实的带电体，产生的电场如何呢？点电荷的电场点电荷的电场电场的叠加电场的叠加3.3.一个半径为一个半径为R R的均匀带电的均匀带电球体球体（球壳球壳）在外部产生的电场：）在外部产生的电场：QrPrQP 等效思想等效思想等效思想等效思想：一个半径为一个半径为一个半径为一个半径为R R的均匀带电的均匀带电的均匀带电的均匀带电球体（或球壳）球体（或球壳）球体（或球壳）球体（或球壳）在外部产生的电在外部产生的电在外部产生的电在外部产生的电场与一个场与一个场与一个场与一个位于球心的电位于球心的电位于球心的电位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电荷量相等的点电荷产生的电荷量相等的点电荷产生的电荷量相等的点电荷产生的电场相同场相同场相同场相同Q注意：均匀带电的注意：均匀带电的圆环、圆盘，长条圆环、圆盘，长条在外部产生的电场在外部产生的电场不能不能等效等效位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场rQP思考：一个半径为思考：一个半径为R R的均匀带电的均匀带电圆盘（圆环）圆盘（圆环）在外部在外部产生的电场能否等效看成位于产生的电场能否等效看成位于球心的电荷量相等的球心的电荷量相等的点电荷产生的电场？点电荷产生的电场？利用利用“对称性对称性”去思考去思考例：如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘目过圆心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（q0）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）思考：一个半径为思考：一个半径为R R的的均匀带电均匀带电球壳球壳，带电量，带电量Q Q，在内部距，在内部距离球心离球心r r处的电场强度？处的电场强度？r推论一：推论一：匀质带电球壳内部任一位置匀质带电球壳内部任一位置的电场强度的电场强度E E为为0 0【拓展】【拓展】思考：一个半径为思考：一个半径为R R的的均匀带电均匀带电球体球体，带电量，带电量Q Q，在内部距，在内部距离球心离球心r r处的电场强度？处的电场强度？等效等效推论一：推论一：匀质带电匀质带电球壳球壳内部任内部任一位置一位置的电场强度的电场强度E E为为0 0推论二推论二：在匀质带电在匀质带电球体球体在内在内部距离球心部距离球心r r处的处的E E就等于半径为就等于半径为r r的带点球体对该点的电场强度的带点球体对该点的电场强度思考：如何形象描述静电场中各点电场强度的大小和方向？电场线电场线1.电场线是为形象描述电场而引入的假想线EAEBEC2.描述方法：线的疏密-E的大小切线方向-E的方向猜想：孤立的正、负电荷的电场线是什么样的？正点电荷的电场线正点电荷的电场线负点电荷的电场线负点电荷的电场线特点：特点：a a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直垂直，在此球面上在此球面上场场场场 强大小处处相等强大小处处相等强大小处处相等强大小处处相等，方向不同方向不同。正电荷的电场线动画模拟E E等量异种电荷的电场线等量异种电荷的电场线特点：特点：1 1 1 1、沿点电荷之间的连线，场强先变沿点电荷之间的连线，场强先变沿点电荷之间的连线，场强先变沿点电荷之间的连线，场强先变 小后变大小后变大小后变大小后变大2 2 2 2、两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点OO点等距点等距点等距点等距离处各点的场强相等。离处各点的场强相等。离处各点的场强相等。离处各点的场强相等。EEE3 3 3 3、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面（线）垂直，因此，在总与中垂面（线）垂直，因此，在总与中垂面（线）垂直，因此，在总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）中垂面（线）中垂面（线）中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功上移动电荷时电场力不做功上移动电荷时电场力不做功上移动电荷时电场力不做功。等量同种电荷的电场线等量同种电荷的电场线特点：特点：1 1 1 1、两点电荷连线中点两点电荷连线中点两点电荷连线中点两点电荷连线中点OO处场强为零处场强为零处场强为零处场强为零2 2 2 2、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方两点电荷连线中垂面（线）上，场强方 向总沿面（线）远离向总沿面（线）远离 OO（等量正电荷）（等量正电荷）3 3 3 3、在中垂面（线）上从在中垂面（线）上从OO点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强 先变强后变弱先变强后变弱。3.3.电场线的特点电场线的特点（1 1）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷）电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷（2 2）同一电场的电场线在电场中不相交。）同一电场的电场线在电场中不相交。思考：电场线为什么不会相交？E EE E 空间种某点的电场线不可能有两个方向，故电场线不会相交电场线电场线匀强电场匀强电场1.电场中各点的电场强度大小相等，方向相同的电场就叫做匀强电场。电场强度大小相等电场强度大小相等 疏密均匀疏密均匀电场强度方向相同电场强度方向相同平行直线平行直线猜想：匀强电场的电场线是什么样子？2 2.电场线的特点：电场线的特点：平行的等间距直线平行的等间距直线通常情况下怎样得到匀强电场？通常情况下怎样得到匀强电场？通常情况下怎样得到匀强电场？通常情况下怎样得到匀强电场？匀强电场匀强电场 带等量异种电荷、大小相等、互相靠近且正对的带等量异种电荷、大小相等、互相靠近且正对的两平行金属板之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。两平行金属板之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。1.1.关于电场强度，下列说法正确的是（关于电场强度，下列说法正确的是（）A A E=F/q E=F/q，若，若q q减半，则该处的场强变为原来的减半，则该处的场强变为原来的2 2倍倍 B BE=kQ/rE=kQ/r2 2中，中，E E与与Q Q成正比，而与成正比，而与r r平方成反比平方成反比 C C在以一个点电荷为球心，在以一个点电荷为球心，r r为半径的球面上，各点的场为半径的球面上，各点的场 强均相同强均相同 D D电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场 力的方向力的方向【课堂训练】B【课堂训练】例2：某电场的电场线分布如图示，A、B、C是电场中的三个不同位置点，试完成下列问题：（1）哪一点的电场强度大呢？（2）画出各点场强的方向；（3）画出B点处放入一个负的点电荷时，受到的电场力的方向。3：如图是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的（）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FBFAC、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aAaB（不计重力）D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切线方向B【课堂训练】4.4.如图为一条电场线，下列说法正确的是：（如图为一条电场线，下列说法正确的是：（）A A、E EA A一定大于一定大于E EB BB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故、因电场线是直线，所以是匀强电场，故E EA A=E=EB BC C、A A点电场方向一定由点电场方向一定由A A指向指向B BD D、ABAB两点的场强方向不能确定两点的场强方向不能确定【课堂训练】C5.如图所示。带箭头的线段表示某一电场在电场力作用下一如图所示。带箭头的线段表示某一电场在电场力作用下一带点粒子带点粒子(不计重力不计重力)，经过，经过A A点飞向点飞向B B点，径迹如图中虚线所点，径迹如图中虚线所示，则粒子带示，则粒子带 电？粒子在电？粒子在 点加速度较大，粒点加速度较大，粒子在子在 点速度较大。点速度较大。【课堂训练】正电正电BA【课堂小结】电场 磁场电场线 磁场线类 比祝同学们学习愉快祝同学们学习愉快