1.3 课时2 电场的叠加 电场线 (共21张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(共21张PPT)
第一章 静电场的描述
第3节 课时2 电场的叠加 电场线
思考:电场看不见，摸不着，怎样才能形象的描述电场呢
01 电场强度的叠加
单个点电荷产生的场强规律很明显，那多个点电荷产生的电场又有什么样的规律呢？
+Q
＋Q
+Q
-Q
独立性：各个场强对电荷的作用互不影响
1.电场中任意一点的总场强等于各个点电荷在该点各自产生的场强的矢量和，这就是场强叠加。
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
02 电场线
电场看不见,摸不着,除了用公式描述电场以外，我们还可以用什么方法形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向呢？
法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场，那就是电场线。
法拉第
1.电场线：画在电场中的一条条有方向的曲线。
（1）曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向；
（2）在同一幅图中，电场线的疏密反应电场强度的小大。
EA
EB
A
b
a
B
Ea
Eb
>
电场线是为形象描述电场而引入的假想线
2.描述方法：
（1）电场线总是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，因此电场线不是闭合曲线；
（2）电场线在电场中不相交（同一点的电场不能有两个方向）；
（3）在同一电场中，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。
（4）电场线并不是真实存在的，只是为了描述电场方便而假想的线。
（5）不能用带电粒子在电场中运动的轨迹来描绘电场线。
3.电场线的特点
4.常见电场线
（1）孤立的正、负点电荷的电场线
正电荷的电场线
负电荷的电场线
特点：（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越大。
（2）以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
（2）等量异种点电荷的电场线
①两电荷的连线上:
a.各点电场强度的方向由正电荷沿两电荷的连线指向负电荷，O点的电场强度最小，从O点沿两电荷的连线向两边逐渐增大；
b.两电荷的连线上，任一点c与它关于O点对称的点d的电场强度相同。
（2）等量异种点电荷的电场线
②两电荷连线的中垂线上:
a.各点的电场强度方向为由正电荷的一边指向负电荷的一边，且与中垂线垂直，O点的电场强度最大，从O点沿中垂线向两边逐渐减小，直至无穷远时为零；
b.中垂线上任意一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等方向相同。
（3）等量同种点电荷的电场线
①两电荷的连线上：
a.每点电场强度的方向由该点指向O点，大小由电场强度为零的O点开始向两端逐渐变大；
b.任意一点c与该点关于O点的对称点d的电场强度大小相等、方向相反。
（3）等量同种点电荷的电场线
②两电荷连线的中垂线上:
a.O点和无穷远处的电场强度均为零，所以在中垂线上，由O点开始，沿中垂线向两边电场强度先变大，后逐渐减小，到无穷远时减小为零；
b.中垂线上任一点a与该点关于O点的对称点b的电场强度大小相等、方向相反。
观察图中的电场线，从中能发现什么规律？
电场强度大小相等
电场强度方向相同
匀强电场
5.匀强电场
（1）定义：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）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。
例题：如图所示，带箭头的直线是某电场中的一条电场线，电场线上a、b两点的场强分别用Ea、Eb表示，试根据下面的情况确定Ea与Eb的关系.
（1）如果这条电场线在匀强电场中.
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中.
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中.
解：根据以上分析可知：
（1）如果这条电场线在匀强电场中，则Ea=Eb方向由a指向b.
（2）如果这条电场线在由一个正点电荷产生的电场中，则a点靠近场源电荷， Ea>Eb方向由 a 指向 b.
（3）如果这条电场线在由一个负点电荷产生的电场中，则b点靠近场源电荷， Ea1.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，下图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是(　　)
A. a、b为异种电荷，a的电荷量小于b的电荷量
B. a、b为异种电荷，a的电荷量大于b的电荷量
C. a、b为同种电荷，a的电荷量大于b的电荷量
D. a、b为同种电荷，a的电荷量小于b的电荷量
A
2.图中的虚线为真空中两个半径相同的金属球体之间的部分电场线，电场线关于两球心连线的垂直平分线OO’对称，a和a’、b和b’分别关于OO’对称。下列说法正确的是（ ）
A. 两个金属球一定带同种电荷
B. a、a’两点的电场强度相同
C. b、b’两点的电场强度相同
D. 将一电荷量为q的负电荷从a移动到a’，静电力不做功
C
3.如图所示，在等边三角形ABC的三个顶点上，固定三个正点电荷，电荷量的大小关系为q′＜q，则三角形ABC的几何中心处电场强度的方向（ ）
A.平行于AC边
B.平行于AB边
C.垂直于AB边指向C
D.垂直于AB边指向AB
C
4.（多选）如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（　　）
BC
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.电场线的特点
3.常见电场中的电场线分布
4.匀强电场：电场中各点的电场强度大小相等，方向相同的电场。