高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 点电荷的电场 匀强电场备课ppt课件

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1.会推导点电荷的电场强度公式。(科学思维)2.知道电场强度的叠加原理,并能应用这一原理进行推理分析与计算。(科学思维)3.知道匀强电场及其电场线的特点。(物理观念)
【必备知识】一、点电荷的电场1.点电荷的电场强度: (Q为场源电荷的电荷量)。2.方向:当点电荷Q为正电荷时,电场强度方向沿Q与该点的连线向外;当Q为负电荷时,E的方向沿Q与该点的连线向内。3.适用条件:真空中静止的点电荷。二、场强叠加原理1.内容:如果有多个点电荷同时存在,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的电场强度的矢量和,这个结论称为场强叠加原理。2.应用:如果已知电荷分布,就可以求出电场中某点电场强度矢量叠加后的总强度。
三、匀强电场1.定义:电场强度大小和方向都处处相同的电场。2.电场线:间距相等的平行直线。四、密立根油滴实验及其结论1.美国物理学家密立根最早通过实验测出了电子电荷量的大小,在一般情况下,可取e=1.60×10-19 C。 2.电荷的量子化:大量实验表明,无论是原子核、离子等微观粒子,还是宏观物体所带电荷量的大小,都是e的整数倍。3.元电荷: e 是电荷量值的一个基本量。
【自我检测】1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)由公式 知,E与电荷量Q成正比、与距离r的二次方成反比。(　　)答案 √(2)以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处相同。(　　)解析 以点电荷为球心的球面上各点电场强度处处大小相等,方向不同。答案 ×
答案 √(4)如果几个电场强度在同一直线上,其合电场强度为它们的大小之和。(　　)解析 电场强度是矢量,遵循矢量合成的平行四边形定则;合电场强度不等于分电场强度大小之和。答案 ×
(5)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电场强度相同。(　　)解析 只根据一条电场线是直线,无法判断电场线的疏密,因而在同一条电场线上各处的电场强度相同是错的。答案 ×(6)匀强电场的电场线可以是曲线。(　　)解析 匀强电场是电场强度处处大小相等、方向相同的电场,因此,电场线应处处疏密相同,电场线的切线应处处相同,电场线不可能是曲线。答案 ×
2.(2021广东中山检测)如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离。以下判断正确的是(　　)A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度解析 正电荷的电场线向外辐射,电场线密的地方电场强度大,所以A正确。答案 A
【情境探究】(1)如图所示,在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q,已知q到Q的距离为r,Q对q的作用力是多大?Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大?方向如何?(2)如果再有一正点电荷Q'=Q,放在如图所示的两个不同位置,q所在位置的电场的电场强度分别是多大?
【知识归纳】1.点电荷的电场(1) 是真空中点电荷电场强度的决定式,E∝Q,E∝ 。Q为产生电场的场源电荷所带电荷量,r为电场中某点与场源电荷间的距离。(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,电场强度E的方向沿半径向外,如图甲所示;当Q为负电荷时,电场强度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.场强叠加原理(1)由于电场强度是矢量,故欲求出各个电荷在某点产生的电场强度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。(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。
【实例引导】例题如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A,B相距r,(1)求两点电荷连线的中点O的电场强度;(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O'点的电场强度如何?
规律方法 电场叠加问题的解题方法1.根据点电荷电场强度公式,确定每个场源电荷产生的电场强度。2.电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则),与力的合成一样,常用的方法有图解法、正交分解法等。
变式训练如图所示,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q'