物理鲁科版（2023）必修第三册 1.4点电荷电场匀强电场课件(共27张PPT)

第第页物理鲁科版（2023）必修第三册1.4点电荷电场匀强电场课件(共27张PPT)(共27张PPT)

1.4点电荷电场

匀强电场

第一章静电场

物理意义

公式

大小

方向

单位

仅指电荷在电场中的受力

是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱

定义式：

E的大小只决定于电场本身，

与电荷q无关

F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定

E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同

F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向

E的单位：

F的单位：

E=F/q

F=qE

牛/库(N/C)

牛(N)

电场强度E

电场力F

点电荷电场

点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是不同的，那么场强的大小由什么因素决定？

在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P点放一试探电荷q

E=

F

q

=

k

Q

r2

E

E

+Q

P

-Q

P

如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；

如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。（“离+Q而去，向-Q而来”）

点电荷电场

＋

－

1.大小

2.场强方向：正点电荷电场方向背离电荷

负点电荷电场方向指向电荷

适用范围电荷的意义

定义式，适用于一切电场

仅对点电荷的电场适用

q是检验电荷，E与q无关

Q是场源电荷，E与Q成正比

例1

练习

例、关于①和②，下列说法中正确的是（）

（1）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电量

（2）①式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场电荷的电量

（3）②式中，q是放入电场中的电荷的电量

（4）②式中，Q是产生电场的电荷的电量

A、（1）（3）B、（2）（3）

C、（1）（4）D、（2）（4）

C

匀强电场

如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。

带有等量异号电荷的一对平行金属板，如果两板相距很近，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场。

密立根油滴实验

油滴实验（Oil-dropexperiment），是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔（HarveyFletcher）于1909年在米国芝加哥大学瑞尔森物理实验室（RyersonPhysicalLaboratory）所进行的一项物理学实验，该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。

密立根油滴实验

此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷e：库仑。

练习1

密立根设计的测电荷量的装置如图所示.一个很小的带电油滴悬在电场强度为E的电场中,调节E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果此时E=1.92×105N/C,油滴受到的重力G=2.84×10-10N.求油滴所带的电荷量？

练习2

如图所示，一个带电小球用绝缘细线悬挂在匀强电场中，当悬线与竖直方向成60°角时，小球恰好在B点处于平衡状态，若线长为0.05m，小球质量为0.1kg，两板间的电场强度为3×106N/C，两板间距为m，求：

（1）小球的电荷量；

（2）如果将小球在悬点正下方的A点由静止释放，

那么它到达B点时的速度为多大？

解析

（1）小球在B点处于平衡状态，则有：

qE=mgtan60°

解得：q=1×10-6C

（2）从A到B的过程中运用动能定理得：

解得：v=1m/s

场强的叠加（多个点电荷产生的电场）

如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场强？

在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场叠加原理。

1）如图，P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强E1和-Q2在该点产生的场强E2的矢量和。

E+

E-

E合

P

＋Q1

Q2

Q

r

P

r

Q

P

2）、一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场

与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同

场强叠加

练习

如图，在真空中有两个点电荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它们相距0.1m。A点与两个点电荷的距离r相等，r=0.1m。

求电场中A点的场强。

Q2

A

Q1

电场强度（E）点电荷电场强度电场力

公式

单位

适用条件

方向

物理意义

N/C

N/C

N

所有电场

所有电场

E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同

点