第1章第4节　点电荷的电场　匀强电场第5节　静电的利用与防护—2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第三册讲义

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第4节　点电荷的电场　匀强电场

第5节　静电的利用与防护

学习目标：1.[物理观念]知道点电荷电场强度公式及匀强电场的特点，了解静电的

利用与防护，能解释相关的自然现象。2.[科学思维]会推导点电荷场强的计算式并能进

行相关的计算；知道场强叠加原理，会应用该原理进行简单的计算，进一步巩固矢量

的合成法则。3.[科学探究]通过密立根油滴实验，会探究相关的静电问题；通过静电现

象的利用和防护，增强安全利用静电的意识。4.[科学态度与责任]在实验中既能坚持自

己的观点，又能纠正错误，能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点，有

进行科学普及的兴趣和责任感。

一、点电荷的电场与匀强电场

1．真空中点电荷的电场强度

(1)大小

(2)方向

若Q为正电荷，场强方向沿 Q和该点的连线指向该点；若 Q为负电荷，场强方向

沿Q和该点的连线指向 Q。

2．匀强电场

电场中各点的电场强度大小和方向都处处相同的电场。

3．场强的叠加：如果有多个点电荷同时存在，电场中任意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。

说明：点电荷的电场强度由场源电荷和位置决定，与试探电荷无关。

二、静电的利用与防护

1．静电的利用

(1)原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运

动或分布。

(2)应用：静电应用有静电除尘、静电喷雾、激光打印等。

2．静电的防护

(1)尖端放电：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。

(2)防护方法：尽快把静电导走，如印刷车间内保持适当的湿度，传送带上镀银，

油罐车车尾有导电拖地带等。

注意：静电利用的原理：带电粒子在静电力作用下聚集到相应带电极板，从而达

到除尘、喷涂、复印等。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反

向。 (×)

(2)根据 E＝k，点电荷的电场强度与场源电荷 Q成正比，与距离 r的平方成反比。

(√)

(3)匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向不一定相同。

(×)

(4)我们经常看到油罐车车尾有一根导电拖地带，其作用是将油罐车上的静电尽快

导走。 (√)

2．对电场强度公式 E＝有几种不同理解，其中正确的是(　　)

A．只要带电体电荷量为 Q，在距离 r处激发的电场都能用此公式计算场强 E

B．以点电荷 Q为中心、r为半径的球面上各处的场强 E相同

C．当离场源电荷距离 r→0时，场强 E→∞

D．当离场源电荷距离 r→∞时，场强 E→0

D　[电场强度公式 E＝适用于点电荷形成的电场，对于不能看作点电荷的带电体，

本公式不再适用，故 A选项错误；电场强度是矢量，以点电荷 Q为中心、r为半径的

球面上各处的场强 E大小相等，方向不同，故 B选项错误；当离场源电荷距离 r→0时，

此时带电体不能看作点电荷，公式不再成立，故 C选项错误；当离场源电荷距离 r→∞

时，根据公式可得场强 E→0，故 D选项正确。]

3．在下列各种措施中，属于静电利用的是(　　)

A．电视机后盖上开有许多小孔

B．在高大的建筑物顶端装上避雷针

C．静电喷涂

D．油罐车后的导电拖地带

C　[电视机的后盖上有许多小孔是为了把各电器元件产生的热量及时散掉， A错

误；高大建筑物上的避雷针和油罐车上的导电拖地带是为了把产生的静电导走，属于

静电的防护，B、D错误；喷枪喷出的油漆微粒带负电荷，因相互排斥而散开，形成雾

状，被喷涂的物体带正电荷，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电的利

用，C正确。]

公式 E＝与 E＝的比较

根据点电荷的电场强度 E＝，试判定以正的点电荷为球心，以 r为半径的球面上，

各点的电场强度有什么特点？

提示：各点电场强度大小相等，但方向都不相同。

公式 E＝与 E＝的比较

公式 E＝E＝

本质区别定义式决定式

意义及用途给出了一种量度电场强弱的方

法

指明了点电荷场强大小的决定

因素

适用范围一切电场真空中点电荷的电场

Q或q的意义 q表示放入电场的试探(或检

验)电荷的电荷量

Q表示产生电场的点电荷的电

荷量

关系理解 E用F与q的比值来表示，但

E的大小与 F、q的大小无关

E不仅能用 Q、r来表示，且

E∝Q，E∝

【例 1】　下列关于电场强度的说法中正确的是(　　)

A．公式 E＝只适用于真空中点电荷产生的电场

B．由公式 E＝可知，电场中某点的电场强度 E与试探电荷在电场中该点所受的电

场力成正比

C．在公式 F＝k中，k是点电荷 Q2产生的电场在点电荷 Q1处的场强大小；而 k是

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