鲁科版（2019）高中物理必修第三册1.4点电荷的电场匀强电场-课件

点电荷的电场　匀强电场
核心素养
物理观念
科学思维
1.推导点电荷的电场强度公式。
2.知道电场强度的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。
3.知道匀强电场及其电场线的特点。
通过场强叠加原理，更加熟悉矢量的合成法则--平行四边形定则。
2.方向：当Q为正电荷时，E的方向沿Q与该点的连线_______，背离Q，当Q为负电荷时，E的方向沿Q与该点的连线_______ ，指向Q。
向外
向内
[思考判断]
√
×
√
知识点二　场强叠加原理
1.如果有多个电荷同时存在，根据电场强度的定义和静电力叠加原理，电场中任一点的电场强度等于这些点电荷各自在该点产生电场强度的________，这个结论称为场强叠加原理。
2.若已知电荷分布，就可以求出电场中某点电场强度矢量叠加后的________ 。
[思考判断]
(1)电场强度是矢量，电场强度的叠加遵循平行四边形定则。( )
(2)如果几个电场强度在同一直线上，其合场强为它们的大小之和。( )
矢量和
总强度
√
×
知识点三　匀强电场
1.定义：电场强度的______和______都处处相同的电场。
2.电场线是___________的平行直线。
[思考判断]
(1)如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同。( )
(2)匀强电场的电场线可以是曲线。( )
大小
方向
间距相等
×
×
核心要点
点电荷的电场　匀强电场
[要点归纳]
1.点电荷的电场
(2)如果以Q为中心、r为半径作一球面，则球面上各点的电场强度大小相等。当Q为正电荷时，场强E的方向沿半径向外，如图甲所示；当Q为负电荷时，场强E的方向沿半径向内，如图乙所示。
(3)此式只适用于真空中的点电荷。
3.匀强电场
(1)产生：无限大的带有等量异种电荷的平行金属板间的电场为匀强电场。
(2)带电粒子在匀强电场中受到恒定电场力的作用。
[试题案例]
[例1] (多选)图甲中AB是一个点电荷形成电场的一条电场线，图乙则是电场线上P、Q处的试探电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数关系图像，下列说法可能的是(　　)
A.场源电荷在P点左侧
B.场源电荷在P、Q之间
C.场源电荷在Q点右侧
D.因不知场源电荷的电性，所以无法确定场强方向
解析　由F＝Eq和图乙可知EP＞EQ，故场源电荷离P点较近，因为图甲中AB是一个点电荷形成电场的一条电场线，如果场源电荷在P、Q之间，那AB就是两条电场线了，所以场源电荷在P点左侧，A正确，B、C错误；如果场源电荷为正点电荷，则场强方向由P指向Q；如果场源电荷为负点电荷，则场强方向由Q指向P。由于不知道点电荷的电性，故无法确定场强方向，D正确。
答案　AD
(1)原来的电场强度的大小；
(2)小物块运动的加速度；
(3)沿斜面下滑距离为l＝0.5 m时物块的速度大小。
解析　(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则
又F合＝ma，所以a＝3 m/s2，方向沿斜面向下。
[针对训练1] 真空中O点放一个点电荷 Q＝＋1.0×10－9 C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10 C，如图所示。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点的场强；
(3)拿走q后M点的场强；
(4)M、N两点的场强哪点大
其方向沿OM连线背离Q，因为它的方向跟正电荷受静电力的方向相同。
(3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q及电场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关。故M点的场强仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q。
答案　见解析
[针对训练2] 如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止(　　)
答案　B
[要点归纳]
(1)由于场强是矢量，故欲求出各个电荷在某点产生的场强的矢量和需用平行四边形定则。
(2)各个电荷产生的电场是独立的、互不影响的。
(3)对于计算不能视为点电荷的带电体的电场强度，可以把带电体分成很多小块，每块可以看成点电荷，用点电荷的电场叠加的方法计算。
核心要点
场强叠加原理
[试题案例]
[例3] 如图所示，真空中带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，求：
(1)两点电荷连线的中点O处的场强的大小和方向；
(2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B都为r的O′点处的场强大小和方向。
甲
乙
方法总结　
1.“叠加电场”一经形成，电场中某点的场强也就唯一确定了。
2.场强叠加常用的方法有合成法、图解法、正交分解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，进而把矢量运算转化成代数运算。
[针对训练3] 图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点A、B、C处分别固定三个点电荷，电荷量分别为＋q、＋q、－q，求该三角形中心O点处电场强度的大小和方向。
谢 谢