高中物理 電場力的性質(zhì)課件 滬科版選修3

考點點擊1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點電荷Ⅰ4.庫侖定律Ⅱ5.靜電場Ⅰ考點點擊6.電場強度、點電荷的場強Ⅱ7.電場線Ⅰ8.電勢能、電勢Ⅰ9.電勢差Ⅱ10.勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ12.常見電容器Ⅰ13.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ一、元電荷和電荷守恒定律1．元電荷：最小的電荷量，其值為e＝

C任何帶電體的電荷量皆為元電荷e的

．2．電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它們只能從一個物體

另一個物體，或者從物體的一個部分

另一部分．在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量

．1.6×10－19

整數(shù)倍轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到保持不變二、點電荷及庫侖定律1．點電荷：帶一定的電荷量，忽略其

的一種理想化模型．2．庫侖定律(1)內(nèi)容：在

中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，跟它們的

成正比，跟它們間的

成反比．作用力的方向在

.形狀和大小真空電荷量的乘積距離的二次方它們的連線上(2)表達(dá)式：F＝k，式中k＝

N·m2/C2，叫靜電力常量．(3)適用條件：

中的

．9.0×109真空點電荷1.兩個分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閞/2，則兩球間庫侖力的大小為()A.1/12FB.3/4FC.4/3FD.12F庫侖定律的應(yīng)用C

1【答案】

q1=5×10-8C;q2=2×10-8C；q1、q2異號“真空中兩個靜止點電荷相距10cm，它們之間的相互作用力大小為9×10-4N。當(dāng)它們合在一起時，成為一個帶電荷量為3×10-8C的點電荷。問原來兩電荷的帶電荷量各為多少？”某同學(xué)求解如下：根據(jù)電荷守恒定律：q1+q2=3×10-8C=a①根據(jù)庫侖定律：q1q2=r2/kF=(10×10-2)2/(9.0×109)×9×10-4C2＝1×10-15C2=b，以q2=b/q1代入①式得q12-aq1+b=0，解得

C，根號中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運算無誤。試指出求解過程中的問題并給出正確的解答。三、電場、電場強度和電場線1．電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊

．(2)基本性質(zhì)：對放入其中的

有力的作用．物質(zhì)電荷2．電場強度(1)定義：放入電場中某點的試探電荷所受的電場力F與它的電荷量q的

．(2)定義式：

(F為電場力、q為試探電荷的電荷量)，單位：

或V/m.(3)意義：描述電場

和

的物理量．(4)方向：規(guī)定

電荷在電場中所受電場力的方向為電場強度的方向，是矢量．比值N/C強弱方向正E＝3．電場線及其特點(1)電場線為了直觀形象地描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出的一條條有方向的曲線，曲線上每點的

表示該點的場強方向．切線方向(2)電場線的特點①電場線是為了形象地描述電場而

、實際不存在的理想化模型．②電場線始于

(或無窮遠(yuǎn))，終于無窮遠(yuǎn)或

，是不閉合曲線．假想的正電荷負(fù)電荷③任意兩條電場線都不相交．④電場線的疏密表示電場強度的相對大小，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.⑤勻強電場中的電場線是等間距的平行線．(3)幾種典型電場的電場線孤立的正電荷、孤立的負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場線1．電場中某點電場強度的大小和方向與該點放不放試探電荷以及所放試探電荷的電荷量大小和電性無關(guān)，完全由電場本身決定．2．電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向，不表示電荷在該點的受力方向．電場線不是電荷在電場中的運動軌跡．1．疊加原理：多個點電荷在電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，這種關(guān)系叫電場強度的疊加．電場強度的疊加遵守平行四邊形定則．2．場強的三個表達(dá)式的比較表達(dá)式比較E＝E＝kE＝公式意義電場強度的定義式真空中點電荷的決定式勻強電場中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場①真空②點電荷勻強電場決定因素電場本身決定，與q無關(guān)場源電荷Q和場源電荷到該點的距離r共同決定電場本身決定，d為沿電場方向的距離2．下列關(guān)于電場強度的兩個表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2

的敘述，正確的是(

)A．E＝F/q是電場強度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝F/q是電場強度的定義式，F(xiàn)是放入電場中電荷受的力，q是放入電場中電荷的電荷量，它適用于任何電場C．E＝kQ/r2是點電荷場強的計算式，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量，它不適用于勻強電場D．從點電荷場強計算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝kQ1Q2/r2.其中kQ2/r2是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在點電荷Q1處的場強大小，而kQ1/r2是點電荷Q1產(chǎn)生的電場在Q2處的場強的大小BCD1．如圖所示，分別在A、B兩點放置點電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分線上有一點C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．試求C點的場強．答案：0.05N/C，方向平行于AB指向右2．如圖所示，正電荷Q放在一勻強電場中，在以Q為圓心、r為半徑的圓周上有a、b、c三點，將檢驗電荷q放在a點，它受到的電場力正好為零，則勻強電場的大小和方向如何？b、c兩點的場強大小和方向如何？則勻強電場E＝kQ/r2

，方向向右；Eb＝2kQ/r2

，方向向右；Ec＝kQ/r2

，方向與勻強電場E的方向成45°斜向上．3.如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點，OP=L，試求P點的場強大小。

ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點，位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強大小為E1，在P2處的場強大小為E2。則以下說法正確的是()A.兩處的電場方向相同，E1＞E2B.兩處的電場方向相反，E1＞E2C.兩處的電場方向相同，E1＜E2D.兩處的電場方向相反，E1＜E2D1．電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡的關(guān)系根據(jù)電場線的定義，一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合，只有同時滿足以下三個條件時，兩者才會重合：(1)電場線為直線；(2)電荷的初速度為零，或速度方向與電場線平行；(3)電荷僅受電場力或所受其他力的合力的方向與電場線平行．2．等量點電荷的電場線比較比較等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖連線上的場強大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點向外場強大小O點最大，向外逐漸減小O點最小，向外先變大后變小關(guān)于O點對稱的A與A′、B與B′的場強特點等大同向等大反向比較等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖連線中點O處的場強最小，指向負(fù)電荷一方為零1．如圖所示的各電場中，A、B兩點的電場強度相同的是(

)D2．法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場，圖示為點電荷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(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量B．a(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量C．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量D．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量B3.如圖所示，M、N為兩個等量同種正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點P自由釋放一個帶負(fù)電的點電荷q，不計重力影響，關(guān)于點電荷q的運動，下列說法正確的是(

)A．從P→O的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B．從P→O的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．點電荷q運動到O點時加速度為零，速度達(dá)到最大值D．點電荷q越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度為零C如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)若q2為正電荷，則q1為___電荷，q3為____電荷;(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比

是______:___:______。負(fù)負(fù)1電荷(帶電體)在庫侖力作用下平衡如圖所示，兩根長為L的絲線下端分別懸掛一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q和-q的小球A和B，處于場強為E，方向水平向左的勻強電場中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求E的大小滿足什么條件時，才能實現(xiàn)上述平衡狀態(tài)？電荷(帶電體)在電場中的平衡

4在場強為E，方向豎直向下的勻強電場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電荷量分別為2q和-q，兩小球用長為l的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸于O點而處于平衡狀態(tài)，如圖6-1-10所示，重力加速度為g，則細(xì)線對懸點O的作用力等于_________，兩個小球之間的細(xì)線的拉力等于______

______。2mg+qEmg-qE-2kq2/l2如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m、電荷量均為＋Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點)，它們間的距離為r，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求：(1)A受的摩擦力為多大？(2)如果將A的電荷量增至＋4Q，兩物體開始運動，當(dāng)它們的加速度第一次為零時，A、B各運動了多遠(yuǎn)距離？[答案]

(1)k

(2)各運動了Q

－【例3】［2009年高考浙江理綜卷］如圖6-1-6所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個