高二課件物理電場(chǎng)習(xí)題課

1、庫侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)課 前 熱 身能力思維方法延伸拓展要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)一、電荷守恒與庫侖定律 1.自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷.電荷間相互作用的規(guī)律是同種電荷相斥，異種電荷相吸.電量為e=1.610-19C稱為元電荷，任何物體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn) 2.摩擦起電、感應(yīng)起電和電荷中和等現(xiàn)象的本質(zhì)都只是電荷的轉(zhuǎn)移. 3.電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變，這就是電荷守恒定律.要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn) 4.庫侖定律：F=kQ1Q2/r2，靜電力常量k=9109Nm2/C2.說定律適用于真

2、空中兩點(diǎn)電荷之間.Q1、Q2只需用絕對(duì)值代入即可求得作用力大小，方向由兩電荷的電性判斷，兩電荷之間的庫侖力是一對(duì)作用力與反作用力.有時(shí)可將物體等效為點(diǎn)電荷.但“點(diǎn)”的位置與電荷分布有關(guān). 5.點(diǎn)電荷：物理模型，即如果滿足相互之間距離遠(yuǎn)大于帶電體大小則帶電體便可看做點(diǎn)電荷.要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)二、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度 1.電場(chǎng)是存在于電荷周圍的特殊物質(zhì)，靜止電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)來實(shí)施的. 2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E=F/q，適用于一切電場(chǎng). （1）E是矢量，規(guī)定E的方向就是正電荷在該點(diǎn)受電場(chǎng)力的方向.國(guó)際單位制中，E的單位為V/m.電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向與試探電荷（電

3、量和大小都很?。┑恼?fù)、電荷多少和有無等因素都無關(guān)，只由產(chǎn)生電場(chǎng)的因素決定.要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn) 多種電荷在空間某點(diǎn)同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，該處場(chǎng)強(qiáng)為各種電荷獨(dú)立產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量疊加. （2）E矢量處處相等的電場(chǎng)稱作勻強(qiáng)電場(chǎng).它是一種基本而又重要的電場(chǎng). （3）真空中點(diǎn)電荷Q在某點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式E=kQ/r2； 勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式為：E=U/d,式中d為沿場(chǎng)強(qiáng)方向上兩點(diǎn)間距離.要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)三、電場(chǎng)線 1.電場(chǎng)線，是為了形象地描述電場(chǎng)而人為畫出的假想的曲線.電場(chǎng)線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同.電場(chǎng)線的疏密能大致表示電場(chǎng)中各處場(chǎng)強(qiáng)的大小. 2.靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)處），終止

4、于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)處）. 3.幾種常見的電場(chǎng)中電場(chǎng)線的分布和各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的比較.課 前 熱 身1.如圖，半徑均為r的金屬球如圖9-1-1所示放置，使兩球的邊緣相距為r.今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設(shè)兩電荷Q間的庫侖力大小為F，比較F與kQ2/(3r)2的大小關(guān)系.【答案】FkQ2/(3r)2.課 前 熱 身2.靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線有哪些性質(zhì)？【答案】（1）起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)）；（2）疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，切線方向即為該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向；（3）不相交，不閉合；不存在相互平行同方向但疏密不同的電場(chǎng)線.課 前 熱 身3.公式E=F/q中的q與E=kQ/r2中的Q有何區(qū)別？【答案】

5、公式E=F/q是場(chǎng)強(qiáng)E的定義式，其中的q是放于電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷的電量，E與q無關(guān)；E=kQ/r2是真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式，其中Q為場(chǎng)源電荷的電量，E與有關(guān).課 前 熱 身.畫出下列幾種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線： 正點(diǎn)電荷 等量異種電荷 等量同種點(diǎn)電荷 帶等量異種電荷的平行金屬板之間能力思維方法【例1】有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定起來，然后讓C球反復(fù)與A、B球接觸，最后移去C球，試問A、B間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮磕芰λ季S方法【解析】C與A、B多次反復(fù)接觸之后，最終結(jié)果是A、B原先所帶電量的總和，最后在三個(gè)相同的小球間均分，最后

6、A、B兩球帶的電量均為7Q+（-Q）/3=2Q A、B兩球原先有引力： F=kq1q2/r2=k7QQ/r2=7kQ2/r2 A、B兩球最后有斥力 F=kq1q2/r2=k2Q2Q/r2=4kQ2/r2 以上兩式相除可得F=4F/7， 即A、B間的庫侖力減到原來的4/7.能力思維方法【解題回顧】導(dǎo)體帶電的情況與導(dǎo)體表面的形狀有關(guān)，相同小球接觸后應(yīng)按照先總和（中和），再平分的原則，這就是電荷守恒定律的應(yīng)用.能力思維方法【例2】如圖9-1-3所示的是在一個(gè)電場(chǎng)中的a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)分別引入試探電荷時(shí)，電荷所受的電場(chǎng)力F跟引入的電荷電量之間的函數(shù)關(guān)系.能力思維方法下列說法正確的是(B)A.該電場(chǎng)是

7、勻強(qiáng)電場(chǎng)B.a、b、c、d四點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EdEbEaEcC.這四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是EbEaEcEdD.無法比較E值大小能力思維方法【解析】對(duì)圖像問題要著重理解它的物理意義.對(duì)于電場(chǎng)中給定的位置，放入的試探電荷的電荷量不同，它受到的電場(chǎng)力不同，但是電場(chǎng)力F與檢驗(yàn)電荷的電荷量q的比值F/q即場(chǎng)強(qiáng)E是不變的量，因?yàn)镕=Eq，所以F跟q的關(guān)系圖線是一條過原點(diǎn)的直線，該直線的斜率的大小即表示場(chǎng)強(qiáng)的大小.由此可得出EdEbEaEc，故B正確.能力思維方法【解題回顧】反映矢量變化規(guī)律的圖像一般能反映大小，也能反映方向，而此題通過圖像能否反映出a、b、c、d四點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向呢？能力思維方法【例3】如圖

8、9-1-4所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長(zhǎng)度是L，懸線上端都固定在同一點(diǎn)O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球x的地方靜止平衡，此時(shí)A受到繩的拉力為T；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為1/2x處平衡；則A受到的繩的拉力為（ ） A.T B.2T C.4T D.8T圖9-1-4能力思維方法【解析】A受到重力G、B對(duì)A的庫侖力F、繩的拉力T，如圖9-1-5所示.由共點(diǎn)力平衡條件，由相似三角形可得T=mg、F=x/Lmg.當(dāng)A球質(zhì)量變?yōu)閙并使它在距B球1/2x處平衡時(shí)，同理可得：T=mg和F=(1/2x)/Lmg；而由庫

9、侖定律容易得到A球前后所受庫侖力之比F/F=4；即1/2xmg/L/(xmg/L)=4，所以m=8m， T=mg=8mg=8T. 所以應(yīng)選D.圖9-1-5能力思維方法【例4】如圖9-1-6所示，用金屬絲AB彎成半徑r=1m的圓弧，但在A、B之間留出寬度為d=2cm、相對(duì)來說很小的間隙.將電量Q=3.1310-9C的正電荷均勻分布金屬絲上，求圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度.能力思維方法【解析】可以這樣想：將圓環(huán)的缺口補(bǔ)上，并且它的電荷密度與缺了口的環(huán)體原有電荷密度一樣，這樣就形成了一個(gè)電荷均勻分布的完整帶電環(huán)，環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分可看成兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電荷，它們產(chǎn)生的電場(chǎng)在圓心O處疊加后場(chǎng)強(qiáng)為0.根

10、據(jù)對(duì)稱性可知，帶電圓環(huán)在圓心O處的總場(chǎng)強(qiáng)E=0.能力思維方法 設(shè)原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為,=Q/(2r-d).則補(bǔ)上的金屬小段帶電量Q=d，它在O處的場(chǎng)強(qiáng)為: =910-2(N/C).設(shè)待求的場(chǎng)強(qiáng)為E2，由E1+E2=0可得 E2=-E1=-910-2N/C. 負(fù)號(hào)表示E2與E1方向相反，即E2的方向向左，指向缺口.能力思維方法【解題回顧】（1）對(duì)某些物理問題，當(dāng)待求的A直接去解很困難或沒有條件解時(shí)，可設(shè)法補(bǔ)上一個(gè)B，補(bǔ)償?shù)脑瓌t是使（A+B）成為一個(gè)完整的模型，從而使（A+B）變得易于求解，而且，補(bǔ)上去的B也必須容易求解.那樣，待求的A便可從兩者的差值獲得，問題就迎刃而解了.這就是解物理題時(shí)常用的“補(bǔ)償法”.用這個(gè)方法可以算出一些特殊的帶電體所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.延伸拓展【例6】長(zhǎng)木板AB放在水平面上如圖9-1-9所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的小物塊C從A端以某一初速起動(dòng)向右滑行，當(dāng)存在向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，C恰能滑到B端，當(dāng)此電場(chǎng)改為向上時(shí)，C只能滑到AB的中點(diǎn)，求此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng).延伸拓展【解析】當(dāng)電場(chǎng)方向向上時(shí)，物塊C只