資源簡介

(共21張PPT)
第一章 靜電場的描述
第3節 課時2 電場的疊加 電場線
思考:電場看不見，摸不著，怎樣才能形象的描述電場呢
01 電場強度的疊加
單個點電荷產生的場強規律很明顯，那多個點電荷產生的電場又有什么樣的規律呢？
+Q
＋Q
+Q
-Q
獨立性：各個場強對電荷的作用互不影響
1.電場中任意一點的總場強等于各個點電荷在該點各自產生的場強的矢量和，這就是場強疊加。
2.一個半徑為R的均勻帶電球體（球殼）在外部產生的電場：
r
P
r
P
（r >R）
與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同
Q：整個球體所帶的電荷量
r：該點到球心的距離
→微元分割法
02 電場線
電場看不見,摸不著,除了用公式描述電場以外，我們還可以用什么方法形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向呢？
法拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場，那就是電場線。
法拉第
1.電場線：畫在電場中的一條條有方向的曲線。
（1）曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向；
（2）在同一幅圖中，電場線的疏密反應電場強度的小大。
EA
EB
A
b
a
B
Ea
Eb
>
電場線是為形象描述電場而引入的假想線
2.描述方法：
（1）電場線總是從正電荷或無限遠出發，終止于無限遠或負電荷，因此電場線不是閉合曲線；
（2）電場線在電場中不相交（同一點的電場不能有兩個方向）；
（3）在同一電場中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏。
（4）電場線并不是真實存在的，只是為了描述電場方便而假想的線。
（5）不能用帶電粒子在電場中運動的軌跡來描繪電場線。
3.電場線的特點
4.常見電場線
（1）孤立的正、負點電荷的電場線
正電荷的電場線
負電荷的電場線
特點：（1）離點電荷越近，電場線越密，場強越大。
（2）以點電荷為球心作個球面，電場線處處與球面垂直，在此球面上場強大小處處相等，方向不同。
（2）等量異種點電荷的電場線
①兩電荷的連線上:
a.各點電場強度的方向由正電荷沿兩電荷的連線指向負電荷，O點的電場強度最小，從O點沿兩電荷的連線向兩邊逐漸增大；
b.兩電荷的連線上，任一點c與它關于O點對稱的點d的電場強度相同。
（2）等量異種點電荷的電場線
②兩電荷連線的中垂線上:
a.各點的電場強度方向為由正電荷的一邊指向負電荷的一邊，且與中垂線垂直，O點的電場強度最大，從O點沿中垂線向兩邊逐漸減小，直至無窮遠時為零；
b.中垂線上任意一點a與該點關于O點的對稱點b的電場強度大小相等方向相同。
（3）等量同種點電荷的電場線
①兩電荷的連線上：
a.每點電場強度的方向由該點指向O點，大小由電場強度為零的O點開始向兩端逐漸變大；
b.任意一點c與該點關于O點的對稱點d的電場強度大小相等、方向相反。
（3）等量同種點電荷的電場線
②兩電荷連線的中垂線上:
a.O點和無窮遠處的電場強度均為零，所以在中垂線上，由O點開始，沿中垂線向兩邊電場強度先變大，后逐漸減小，到無窮遠時減小為零；
b.中垂線上任一點a與該點關于O點的對稱點b的電場強度大小相等、方向相反。
觀察圖中的電場線，從中能發現什么規律？
電場強度大小相等
電場強度方向相同
勻強電場
5.勻強電場
（1）定義：電場中各點的電場強度大小相等，方向相同的電場就叫做勻強電場。
（2）特點：平行的等間距的直線
帶有等量異號的金屬板，如果兩板間距很近，它們之間的電場，除邊緣部分外，可以看做勻強電場。在兩版的外面幾乎沒有電荷。
例題：如圖所示，帶箭頭的直線是某電場中的一條電場線，電場線上a、b兩點的場強分別用Ea、Eb表示，試根據下面的情況確定Ea與Eb的關系.
（1）如果這條電場線在勻強電場中.
（2）如果這條電場線在由一個正點電荷產生的電場中.
（3）如果這條電場線在由一個負點電荷產生的電場中.
解：根據以上分析可知：
（1）如果這條電場線在勻強電場中，則Ea=Eb方向由a指向b.
（2）如果這條電場線在由一個正點電荷產生的電場中，則a點靠近場源電荷， Ea>Eb方向由 a 指向 b.
（3）如果這條電場線在由一個負點電荷產生的電場中，則b點靠近場源電荷， Ea1.法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場，下圖為點電荷a、b所形成電場的電場線分布圖，以下幾種說法正確的是(　　)
A. a、b為異種電荷，a的電荷量小于b的電荷量
B. a、b為異種電荷，a的電荷量大于b的電荷量
C. a、b為同種電荷，a的電荷量大于b的電荷量
D. a、b為同種電荷，a的電荷量小于b的電荷量
A
2.圖中的虛線為真空中兩個半徑相同的金屬球體之間的部分電場線，電場線關于兩球心連線的垂直平分線OO’對稱，a和a’、b和b’分別關于OO’對稱。下列說法正確的是（ ）
A. 兩個金屬球一定帶同種電荷
B. a、a’兩點的電場強度相同
C. b、b’兩點的電場強度相同
D. 將一電荷量為q的負電荷從a移動到a’，靜電力不做功
C
3.如圖所示，在等邊三角形ABC的三個頂點上，固定三個正點電荷，電荷量的大小關系為q′＜q，則三角形ABC的幾何中心處電場強度的方向（ ）
A.平行于AC邊
B.平行于AB邊
C.垂直于AB邊指向C
D.垂直于AB邊指向AB
C
4.（多選）如圖所示，金屬板帶電量為＋Q，質量為m的金屬小球帶電量為＋q，當小球靜止后，懸掛小球的絕緣細線與豎直方向間的夾角為α，小球與金屬板中心O恰好在同一條水平線上，且距離為L。下列說法正確的是（　　）
BC
一、電場強度的疊加
①電場強度的疊加→平行四邊形
②帶電體不能看成點電荷的情況→微元分割法
二、電場線
1.定義：如果在電場中畫一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的電場強度方向一致，這樣的曲線叫做電場線。
2.電場線的特點
3.常見電場中的電場線分布
4.勻強電場：電場中各點的電場強度大小相等，方向相同的電場。

展開更多......

收起↑