人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 3 电场 电场强度.ppt

*2.电场强度的叠加。(1)电场强度是矢量,当空间的电场由多个电荷共同产生时,计算空间某点的电场强度时,应先分析每个电荷单独在该点所产生的电场强度的大小和方向,再根据平行四边形定则求合电场强度的大小和方向。(2)比较大的带电体产生的电场,可以把带电体分解为若干小块,每一个小块看作一个点电荷,用电场叠加的方法计算。如图甲所示,在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q放于P点,已知P点到Q的距离为r,Q对q的作用力是多大?Q在P点产生的电场的电场强度是多大?方向如何?甲乙如果再有一正点电荷Q=Q,放在如图乙所示的位置,P点的电场强度多大?典例剖析【例2】如图所示,真空中,在A、B两点有电荷量分别为+Q和-Q的点电荷,相距为r,求:(1)两点电荷连线的中点O的电场强度的大小和方向;(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。答案:(1),方向由A→B(2),方向平行于AB指向右解析:分别求+Q和-Q在某点的电场强度大小和方向,然后根据电场强度的叠加原理,求出该点的合电场强度。(1)如图甲所示,两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,均由A→B。两点电荷分别在O点产生的电场强度大小EA=EB=O点的电场强度为EO=EA+EB=,方向由A→B。甲(2)如图乙所示,EA=EB=,由矢量图结合几何关系可知,O点的电场强度EO=EA=EB=,方向平行于AB指向右。由对称性得,O点在AB下方时,电场强度大小和方向与在AB上方相同。方法总结(1)电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则,常用的方法有图解法、解析法、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。(2)当两矢量满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上时,两矢量合成叠加,合矢量为零,这样的矢量称为“对称矢量”。在电场的叠加中,注意图形的对称性,发现对称矢量可简化计算。学以致用2.如图所示,△ABC为等边三角形,边长为l。在A、B、C三个顶点上各固定一个点电荷,电荷量分别为+q、-q、+q。已知静电力常量为k,则△ABC中心处的电场强度大小为()答案:A解析:设O点是三角形的中心,到三个点电荷的距离r=×l×sin60°=l。三个点电荷在O处产生的电场强度大小EA=EB=EC=k。根据几何关系得,A、C处两个电荷量为+q的点电荷在O处产生的电场强度EA与EC夹角为120°,合电场强度为E1=k,再与电荷量为-q的点电荷在O处产生的电场强度合成,得到O点的合电场强度E=E1+E0=2k,方向由O指向B。选项A正确,B、C、D错误。三对电场线的理解及应用重难归纳1.常见的几种电场线。(1)孤立的正、负点电荷的电场线。(2)两点电荷电场线。比较项等量同种点电荷等量异种点电荷连线中点O处的电场强度为零中垂线上最大连线上最小由O沿中垂线向外电场强度的变化先增大后减小逐渐减小关于O点对称的两点A与A、B与B处电场强度的关系等大、反向等大、同向(3)点电荷与导体形成的电场中的电场线分布如图所示。它是一个关于垂直于导体且过点电荷的直线对称的立体图,其特点为导体表面的电场线一定垂直于导体表面,所以在导体表面移动点电荷时,静电力不做功。注意:不等量的电荷,靠近电荷量大的一侧电场线密度大,如图甲、乙所示(其中Q1Q2)。甲乙2.电场线与带电粒子的运动轨迹重合的条件。(1)电场线是直线。(2)带电粒子只受静电力作用,若还受其他力,则其他力的合力为零或合力方向沿电场线所在直线。(3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。电场线的形状可以用实验来模拟。把头发碎屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,碎屑就按电场强度的方向排列起来,显示出电场线的分布情况。如图分别演示了点电荷与两平行金属板间的电场线的分布。这个实验是否说明电场线是实际存在的?甲乙提示:这个实验只是用来模拟电场线的分布,电场中实际不存在这些线,而是为了形象地描述电场假想的线。典例剖析【例3】某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是()A.C点的电场强度大于B点的电场强度B.若将一试探电荷+q由