9.3 课时2 电场强度的叠加 匀强电场 课件 (共24张PPT) 高一物理人教版（2019）必修第三册

(共24张PPT)
第3节 课时2
电场强度的叠加 匀强电场
第九章 静电场及其应用
思考:电场看不见，摸不着，怎样才能形象的描述电场呢
1.知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理计算多个点电荷形成的电场的电场强度。
2.会用电场线描述电场。了解几种典型场的电场线。
3.知道匀强电场的概念。
知识点一：电场强度的叠加
1.如果真快中不止一个点电荷，也就是说，有两个或者两个以上的点电荷，如何求它们附近点的电场强度呢？
独立性：各个场强对电荷的作用互不影响。
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矢量和。
+Q
-Q
A
真空中多个点电荷在某点产生的合场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和。这就是电场强度叠加原理。
A
+
B
+
O
例如：在真空中带电荷量分别为+Q的两个点电荷AB，相距r的距离。那么在中点O处的场强是多大呢？
E合=0
2.一个半径为R的均匀带电球体（球壳）在外部产生的电场：
r
P
r
P
（r >R）
与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同
Q：整个球体所带的电荷量
r：该点到球心的距离
→微元分割法
（多选）关于电场强度E，下列说法正确的是(　　)
A．由E＝知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍
B．由E＝k知，E与Q成正比，而与r2成反比
C．由E＝k知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同
D．电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向
BD
跟踪导练
知识点二：电场线
除了用数学公式描述电场外，形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是画电场线（electric fieldline）。
思考：如何形象的反映和描述抽象的电场呢？
如果在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫做电场线。
为了形象描述电场而引入的假想曲线，并不真实存在
1.定义：
A
B
C
电场线的疏密表示电场的强弱。在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。
2.常见电场中的电场线分布
视频：实验模拟电场线
视频：动画模拟电场线
以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上电场强度大小处处相等，方向不同。
特点：
③以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上电场强度大小处处相等，方向不同。
（1）正、负点电荷的电场中电场线的分布
①离点电荷越近，电场线越密，电场强度越大。
②在点电荷形成的电场中不存在电场强度（大小、方向）相同的点。
（2）等量异种点电荷
视频：实验模拟等量异种电荷的电场线分布
视频：动画模拟等量异种电荷的电场线
特点：
思考：沿两点电荷的连线，电场强度如何变化？
①两点电荷的连线上：
a.电场线方向由正电荷指向负电荷。
b.电场强度先变小后变大。O点电场强度最小。
c.关于中点O的对称点（如：c、d）电场强度大小相等，方向相同。
思考：沿中垂面（中垂线）移动电荷，电场力是否做功？
②在中垂面（中垂线）上
a.电场强度方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直。
b.在中垂线上移动电荷电场力不做功。
c.从O点向某一侧远离时，电场强度逐渐减小。 O点电场强度最大。
思考：沿中垂面（中垂线），从O点向某一侧远离时，电场强度如何变化？
d.关于中点O的对称点（如：a、b）电场强度大小相等，方向相同。
（3）等量同种点电荷
视频：实验模拟等量同种电荷的电场线分布
视频：动画模拟等量同种电荷的电场线分布
特点：
a.两点电荷连线中点O处，电场强度最小为0。
①两点电荷的连线上：
思考：两点电荷的连线中点O ，电场强度是多少？
b.两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但电场强度并不为0。
c.关于中点O （如c、d）的对称点电场强度大小相等，方向相反。
②在中垂面（中垂线）上：
思考：在中垂面（中垂线）上，从中点O到无限远时，电场强度如何变化。
b.关于中点O （如a、b）的对称点电场强度大小相等，方向相反。
a.从中点O到无限远时，电场强度先变大后变小。
3.电场线的特点
（1）电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
在正电荷形成的电场中,电场线起于正电荷延伸到无穷远处,在负电荷形成的电场中,电场线起于无穷远处止于负电荷。
思考：任意两条电场线可相交吗
如果橡胶，交点处就会有两个切线方向，而同一点电场强度的大小和方向是唯一的。
（2）同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。
·
·
·
a
b
c
·
·
·
a
b
c
(2)
(3)
EaEc只有一条电场线是不能判断这三个点电场强度的大小。
·
·
·
a
b
c
(1)
Ea>Eb>Ec
跟踪导练
（多选）用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图分别是等量异种点电荷形成电场的电场线和场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（ ）
A. B、C两点场强大小和方向都相同
B. A、D两点场强大小相等，方向相反
C. E、O、F三点比较，O点场强最强
D. B、O、C三点比较，O点场强最强
AC
知识点三：匀强电场
1.定义：
思考：匀强电场的电场线是什么样的？
电场强度大小相等
疏密均匀
电场强度方向相同
平行直线
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。
2.电场线的特点：
+
+
+
+
+
+
+
+
+
平行的等间距的直线
带有等量异号的金属板，如果两板间距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。在两版的外面几乎没有电荷。
一、电场强度的叠加
①电场强度的叠加→平行四边形
②带电体不能看成点电荷的情况→微元分割法
二、电场线
1.定义：如果在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫做电场线。
2.常见电场中的电场线分布
3.电场线的特点
三、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。
2.电场线的特点：平行的等间距的直线。