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(共57張PPT)
第1章　靜電力與電場強度
第4節(jié)　點電荷的電場　勻強電場
核心素養(yǎng)：1.推導(dǎo)點電荷的電場強度公式. 2.知道電場強度的疊加原理，并能應(yīng)用這 一原理進(jìn)行簡單的計算. 3.知道勻強電場及其電場線的特點.
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研習(xí)任務(wù)一　點電荷的電場
合作　討論
（1）如圖所示，在正點電荷的電場中，P點到Q的距離為r，則Q在P點的電場強 度是多大？方向如何？
（2）如果再有一正點電荷Q'＝Q，放在如圖所示的位置，P點的電場強度多大？
教材　認(rèn)知
1. 大小
向外　
向內(nèi)　
2. 兩個電場強度公式的比較
公式
項目
適用范圍 一切電場 點電荷的電場
表達(dá)式意義 定義式 決定式
電荷量的含義 q表示試探電荷的電荷量 Q表示場源電荷的電荷量
物理量之間關(guān)系 E與F和q均無關(guān)，僅與它們的比 值相等
A. 電場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比
C. 電場中某點的場強方向與檢驗電荷在該點的受力方向相同
B
A. 2E C. 4E
D
解析：根據(jù)c點的電場強度等于零可知，A、C兩點的點電荷在c點產(chǎn)生的電場的 合場強與B點的電荷在c點產(chǎn)生的電場的電場強度大小相等，方向相反，則A、C 兩點的點電荷為同種電荷，在O點產(chǎn)生的電場的電場強度的大小相等，方向相 反，則B點的點電荷在O點的電場強度大小為E，方向指向B點，設(shè)Ba的距離為 r，則根據(jù)點電荷場強公
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研習(xí)任務(wù)二　場強疊加原理
合作　討論
如圖所示，一半徑為R的絕緣圓環(huán)上，均勻地分布著電荷量為Q的電荷，在垂直 于圓環(huán)平面的對稱軸上有一點P，它與環(huán)心O的距離OP＝L. 靜電力常量為k.請你根據(jù) 所學(xué)的物理知識，寫出關(guān)于P點的場強E的表達(dá)式.
矢量和　
總強
度　
[思考]　如圖所示，真空中的A、B、C三點各存在一個點電荷，如何求O點的電 場強度？
　　提示：每個點電荷在該點所單獨產(chǎn)生的電場強度的矢量和即為該點的電場強度.
2. 分析電場疊加問題的一般步驟
（1）確定分析計算的空間位置.
（2）分析該處有幾個分電場，計算出各個分電場在該點的電場強度的大小和方向.
（3）利用平行四邊形定則求出矢量和.
研習(xí)　經(jīng)典
D
　　　 　　　
圖1　 圖2　 圖3
名師點評
電場強度疊加的技巧
（1）電場強度是矢量，在求多個點電荷在空間某點產(chǎn)生的電場強度時，應(yīng)該根據(jù)平 行四邊形定則求出其大小和方向.
（2）當(dāng)兩矢量滿足大小相等、方向相反，作用在同一直線上時，兩矢量合成疊加， 合矢量為零，這樣的矢量稱為“對稱矢量”，在電場的疊加中，注意圖形的對稱性， 發(fā)現(xiàn)對稱矢量可簡化計算.
A
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研習(xí)任務(wù)三　勻強電場
相等　
相同　
相等　
[思考]　帶有等量異種電荷的兩金屬板之間的電場分布如圖所示，這個電場具有什么 特點？
　　提示：各處電場強度大小相等，方向相同.
核心　歸納
1. 勻強電場的特點
（1）勻強電場的電場線是疏密程度相同的平行線，相互之間距離相等，如圖所示.
（2）在勻強電場中，同一帶電體所受電場力處處相同，加速度不變.
2. 獲得勻強電場的方法
兩塊相同、正對放置的平行金屬板，若板間距離很小，當(dāng)它們分別帶有等量異種電荷 時，板間的電場（除邊緣附近）可看成勻強電場，如圖所示.
研習(xí)　經(jīng)典
[典例3]　如圖所示，一個質(zhì)量為m＝0.03 kg，帶電荷量為1.0×10－8 C的帶電小球， 用絕緣細(xì)線懸掛在某水平方向的勻強電場中，圖中實線為電場線.當(dāng)小球靜止時，測 得懸線與豎直方向成30°角（g＝9.8 m/s2）.
（1）判斷小球的電性；
見解析
[解析]　（1）對小球受力分析如圖所示，小球受重力、拉力和水 平向右的電場力，若電場強度方向水平向右，即電場力方向與電場 強度方向相同，小球帶正電荷；若電場強度方向水平向左，即電場 力方向與電場強度方向相反，則小球帶負(fù)電荷.
（2）該電場的場強大小為多少？
1.7×107 N/C
A. M帶正電荷，N帶負(fù)電荷
B. M、N所帶電荷量大小一定相等
C. 靜止時M受到的合力比N的大
D. 將M、N分開一些，釋放后M、N仍保持靜止
B
解析：由題意可知M、N所受對方的庫侖力與各自在勻強電場中所受電場力平衡，因 此M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，故A錯誤；根據(jù)前面分析可知，M、N所受勻強電場的電 場力大小相等，所以M、N所帶電荷量大小一定相等，故B正確；靜止時M、N受到的 合力均為零，故C錯誤；將M、N分開一些，M、N之間的庫侖力大小變化，將不能與 在勻強電場中所受電場力平衡，所以釋放后M、N將不能保持靜止，故D錯誤.
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課后提素養(yǎng)
C. 在Q產(chǎn)生的電場中某點，電場強度的方向與放入該點的試探電荷的帶電種類無關(guān)
D. 在Q產(chǎn)生的電場中某點，放置電荷量不同的試探電荷，因試探電荷所受電場力不 同，故該點的電場強度也會隨之改變
C
解析：勻強電場的電場線是等間距的平行直線，故B、D正確.
BD
A. （0，0.1 m） B. （0，0.2 m）
C. （0，0.3 m） D. （0，0.4 m）
C
A. 方向向左 B. 方向向右
C
A. E1 B. E2 C. E3 D. E4
C
解析：A點正點電荷在P點產(chǎn)生的場強沿AP方向，B點負(fù)電荷在P點產(chǎn)生的場強沿PB方 向，如圖：
根據(jù)矢量的合成，可知合場強可能是E3.故選C.
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課時作業(yè)
A. 以點電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場強不同
B. 當(dāng)r→0時，E→∞；當(dāng)r→∞時，E→0
C. 在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，各點的場強方向一定是背向點電荷Q
D. 在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，某點的場強大小與Q成反比，與r2成正比
A
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CD
解析：根據(jù)電場線的特點：電場線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處終止，故A、B 錯誤，C、D正確.故選CD.
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A. Q帶負(fù)電
B. b、c兩點電場強度相同
C. a、b兩點的電場強度大小之比為4∶1
D. a、b兩點的電場強度大小之比為2∶1
C
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C. D點的電場強度大小不可能為零
D. A、C兩點的電場強度相同
A
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5. 如圖所示，A、B、C三點為一直角三角形的三個頂點，∠B＝30°，現(xiàn)在A、B兩點 放置兩點電荷qA、qB，測得C點電場強度的方向如圖所示，與BA平行，則：
（1）qA、qB分別帶什么性質(zhì)的電荷（不寫判斷過程）；
qA帶負(fù)電，qB帶正電
解析：（1）放在A點和B點的點電荷在C處產(chǎn)生的場強方向在AC和BC的連線上，因C 點場強方向與BA方向平行，故放在A點的點電荷和放在B點的點電荷產(chǎn)生的場強方向 只能由C→A和由B→C，故qA帶負(fù)電，qB帶正電.
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（2）求A、B兩點電荷的電荷量大小之比.
解析：（2）如圖所示為場強疊加的示意圖
1∶8
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[能力提升]
A. 電場強度為零的點只有一個
B. 電場強度為零的點有兩個
C. x＞6 cm區(qū)域電場強度方向沿x軸負(fù)方向
D. x＜0區(qū)域電場強度方向沿x軸負(fù)方向
AD
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A
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BC
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9. 如圖所示，勻強電場場強的方向與水平方向成θ角，有一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的 小球（可視為點電荷），用長為L的絕緣細(xì)線懸掛于O點，當(dāng)靜止時，細(xì)線恰被拉成 水平方向，重力加速度為g.求：
（1）小球的電性及勻強電場場強E的大小；
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（2）細(xì)線所受到的拉力大小.
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