1.4 点电荷的电场 匀强电场 课件 (共22张PPT) 高一物理鲁科版（2019）必修三

(共22张PPT)
第1章　静电力与电场强度
1.4 点电荷的电场　匀强电场
点电荷的电场
场源电荷
Q
q
试探电荷
P
r
在P点放一个试探电荷q ，
它在电场中受到的静电力是F，根据库仑定律：F = k
故电场强度: E = =
(1)表达式：E＝____。
(2)适用条件：真空、静止、点电荷。
注意：Q为场源电荷；r为电场中的点到场源电荷Q的距离。
点电荷的电场强度
与点电荷相距 r 的球面上各点的电场强度方向
点电荷电场的方向
当Q为正电荷时，电场强度E的方向沿半径向外(如图甲)；
当Q为负电荷时，电场强度E的方向沿半径向内(如图乙)。
+
Q
-
Q
球面上各点的电场强度有什么关系？
r
r
r
+
Q
由E = 可知，同球面各点场强大小相等，方向均背离球心。
本质区别
适用范围
关系理解
定义式
决定式
一切电场
仅适用于点电荷在真空中产生的电场
E的大小与F、q无关
E的大小与Q成正比，与r2成反比
(1)根据公式E＝ 可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷
量Q成正比，与r2成反比。(　　)
(2)由E＝ 可知，在以Q为球心，r为半径的球面上，各处场强相同。(　　)
(3)在点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q。
(　　)
(4)由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。
(　　)
√
×
×
×
1.在真空中O点放一个电荷量为Q＝＋1.0×10－9 C的点电荷，直线MN通过O点，O、M间的距离r＝30 cm，M点放一个电荷量为q＝－1.0×10－10 C的点电荷，如图所示。已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：
(1)q在M点受到的作用力；
(2)M点的电场强度；
(3)拿走q后M点的电场强度；
(4)M、N两点的电场强度哪点大。
答案　(1) 1.0×10－8 N，方向沿MO连线指向O ；(2) 100 N/C，方向沿OM连线背离O； (3) 100 N/C，方向沿OM连线背离O ； (4) M点大
场强叠加原理
A
+Q
-Q
E1
E2
E
可以用矢量运算的平行四边形定则求合电场强度。
电场强度叠加原理
在几个点电荷共同形成的电场中，电场中任意一点的总电场强度等于各个点电荷在该点各自产生的电场强度的矢量和。
(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.电场强度叠加遵循平行四边形定则.
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(如图)。
r
Q
P
r
Q
P
一个体积较大不能看作点电荷的带电体，如何计算它产生的电场强度？
可以把它分成若干小块，只要每个小块足够小，就可以看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加的方法计算整个带电体的电场强度。
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，静电力常量为k，求：
(1)两点电荷连线的中点O处的电场强度大小和方向。
(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。
3.(2023·山西省忻州市高二开学考试)如图所示，边长为2a的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O，AD平行于x轴，电荷量均为＋Q的两点电荷分别固定在G点(－2a，0)和C点(a，－a)。已知静电力常量为k，则A点的电场强度大小为
√
匀强电场
平行金属板相互靠近时，它们之间的电场(边缘除外)有什么特点？
1.定义：如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫作匀强电场。
2.特点：
(1)匀强电场的电场线是相互平行且等距的直线；
(2)电场线的疏密程度相同，即电场线分布均匀。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
3.举例：两块等大、正对的、带等量异种电荷的平行金属板相互靠近时，它们之间的电场(边缘除外)可以看作匀强电场。
+
+
+
+
+
+
+
+
+
4.如图所示，一个质量为m＝0.03 kg、带电荷量为1.0×10－8 C的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中，图中水平实线为电场线。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°角，求：(g＝9.8 m/s2)
(1)小球的电性；
答案　 (1)负电　 (2) 1.7×107 N/C　
(2)该匀强电场的场强大小。(计算结果保留两位有效数字)
点电荷的电场
场强叠加原理
匀强电场
遵循平行四边形定则
表达式：
方向
定义
特点
点电荷的电场
匀强电场