物理鲁科版（2019）必修第三册 1.4点电荷电场匀强电场课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
1.4 点电荷电场
匀强电场
第一章 静电场
物理意义
公式
大小
方向
单位
仅指电荷在电场中的受力
是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱
定义式：
E的大小只决定于电场本身，
与电荷q无关
F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定
E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同
F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向
E的单位：
F的单位：
E=F/q
F=qE
牛/库 (N/C)
牛 (N)
电场强度E
电场力F
点电荷电场
点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是不同的，那么场强的大小由什么因素决定？
在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P点放一试探电荷q
E =
F
q
=
k
Q
r2
E
E
+Q
P
-Q
P
如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；
如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。（“离+Q而去，向-Q而来”）
点电荷电场
＋
－
1. 大小
2.场强方向： 正点电荷电场方向背离电荷
负点电荷电场方向指向电荷
适用范围 电荷的意义
定义式，适用于一切电场
仅对点电荷的电场适用
q是检验电荷，E与q无关
Q是场源电荷，E与Q成正比
例1
练习
例、关于 ①和 ②，下列说法中正确的是（ ）
（1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量
（2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量
（3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量
（4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量
A、（1）（3） B、（2）（3）
C、（1）（4） D、（2）（4）
C
匀强电场
如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。
带有等量异号电荷的一对平行金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。
密立根油滴实验
油滴实验（Oil-drop experiment），是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔（Harvey Fletcher）于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室（Ryerson Physical Laboratory）所进行的一项物理学实验，该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。
密立根油滴实验
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷e： 库仑。
练习1
密立根设计的测电荷量的装置如图所示.一个很小的带电油滴悬在电场强度为E的电场中,调节E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果此时E=1.92×105 N/C,油滴受到的重力G=2.84×10-10 N.求油滴所带的电荷量？
练习2
如图所示，一个带电小球用绝缘细线悬挂在匀强电场中，当悬线与竖直方向成60°角时，小球恰好在B点处于平衡状态，若线长为0.05m，小球质量为0.1kg，两板间的电场强度为3×106N/C，两板间距为 m，求：
（1）小球的电荷量；
（2）如果将小球在悬点正下方的A点由静止释放，
那么它到达B点时的速度为多大？
解析
（1）小球在B点处于平衡状态，则有：
qE=mgtan60°
解得：q=1×10-6C
（2）从A到B的过程中运用动能定理得：
解得：v=1m/s
场强的叠加（多个点电荷产生的电场）
如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场强？
在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场叠加原理。
1） 如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。
E+
E-
E合
P
＋Q1
　 Q2
Q
r
P
r
Q
P
2）、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
场强叠加
练习
如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。
求电场中A点的场强。
Q2
A
Q1
电场强度（E） 点电荷电场强度 电场力
公式
单位
适用条件
方向
物理意义
N/C
N/C
N
所有电场
所有电场
E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同
点电荷
F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向
是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱
指电荷在电场中的受力
q是检验电荷，
E与q无关
Q是场源电荷，E与Q成正比
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