第1講電荷的相互作用電場(chǎng)力的性質(zhì)

129222129222第1講

電荷的相作用

電場(chǎng)力的質(zhì)物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)及電荷守恒定律物質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括正的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核外帶負(fù)電的電子，整個(gè)原子對(duì)外界較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性．．元電荷最小的電荷量，其值為＝×10_C.其他帶電體的電荷量皆為元電荷的整數(shù)倍．．電荷守恒定律內(nèi)：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個(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；在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變．(2)起電方式：摩擦起電、接觸起、感應(yīng)起電．(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是失電子．【針對(duì)訓(xùn)練】．把兩個(gè)相同的金屬小球接觸一下再分開一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩球間相互排斥，則這個(gè)金屬小球原來的帶電情況可能()A兩球原來帶有等量異種電荷B兩球原來帶有同種電荷C．球原來帶有不等量異種電荷D．球原來只有一個(gè)帶電點(diǎn)電荷及庫侖定律點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型帶體本身的形狀和大小對(duì)研究的問題影響很小時(shí)以將帶電體視為點(diǎn)電荷．．庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力的大小，跟它們的電荷量的q與q1乘積成正比，跟它們的距離r的方成反比，作用的方向沿著它們的連線．q(2)公式：＝k，中比例系數(shù)叫做靜電力常量＝9.0×N·m/Cr(3)適用條件：①真空中；②點(diǎn)電．錯(cuò)!【針對(duì)訓(xùn)練】(2012·上高)A三在同一直線上AB∶＝∶2點(diǎn)位于A之，在B處定一電荷量為的電荷．當(dāng)在處一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的電場(chǎng)力為；去處電荷，在處一荷量為q的電荷，其所受電場(chǎng)力()A－．．F．F電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線電場(chǎng)基本性質(zhì)：能夠?qū)?chǎng)中的電荷有力的作用，這個(gè)力叫做電場(chǎng)力．．電場(chǎng)強(qiáng)度F(1)定義式：E＝，用于任何電場(chǎng)，是矢量，單位kQ(2)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)＝，用于計(jì)算真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)．r(3)方向：規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向．電強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和．．電場(chǎng)線

FrUFrU(1)特點(diǎn)①電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn))出發(fā)，到無限遠(yuǎn)處或到電荷；②電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交；③在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；④電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；⑤沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低；⑥電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處相互垂直．(2)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線圖－1－1電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與探電荷無關(guān)，由場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置決.【針對(duì)訓(xùn)練】有一負(fù)荷自電場(chǎng)中的點(diǎn)自由釋放只電場(chǎng)力作用沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)它運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖6－2所示，則、B所在電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng)線分布可能是選項(xiàng)圖中的()三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式及電場(chǎng)的疊加場(chǎng)強(qiáng)公場(chǎng)否存在無關(guān)kQ于電荷產(chǎn)的電場(chǎng)E＝三個(gè)公式的電量勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)間的電勢(shì)差，為沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離．電場(chǎng)的疊加電疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和．(2)計(jì)算法則：平行四邊形定則．

2222222r2222222r安高)如圖－－所，半徑為R的均勻帶電圓形平板，單位面積帶電量為σ軸線任意一點(diǎn)(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由庫侖定律和電強(qiáng)度的疊加原理求出＝πk

x－＋

方沿x現(xiàn)慮單位面積帶電量為的限大均勻帶0電平板其間挖去一半徑為r的板圖6－4所圓孔軸線上任意一點(diǎn)(坐標(biāo)為x的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A2πk0

xrB2πk0＋＋xrC．πkD2πk00【即學(xué)即用】．重高考)如圖－1－所示，電量為－點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)()A體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B體中心和各邊中點(diǎn)C．面中心和各邊中點(diǎn)D．中和各面中心對(duì)電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用電場(chǎng)線作用(1)表示場(chǎng)強(qiáng)的方向電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致．(2)比較場(chǎng)強(qiáng)的大小電場(chǎng)線的疏密程度反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小即電場(chǎng)的強(qiáng)弱一圖中場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，電場(chǎng)線越疏的地方場(chǎng)強(qiáng)越弱．(3)判斷電勢(shì)的高低在靜電場(chǎng)中，順著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低．．等量點(diǎn)電荷的電線比較比較電場(chǎng)線分布圖

等量異種點(diǎn)電荷等同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小沿中垂線由點(diǎn)外場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)于O點(diǎn)稱的與′、

最小，指向負(fù)電荷一方沿連線先變小，再變大O點(diǎn)大，向外逐漸減小等大同向

為零沿連線先變小，再變大O最小，向外先變大后變小等大反向

與B的場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)線帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系根據(jù)電場(chǎng)線的定義一般情況下電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合：(1)電場(chǎng)線為直線；(2)電荷初速度為零或速度方向與場(chǎng)線平行；(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力力的方向與電場(chǎng)線平行．(1)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低，場(chǎng)強(qiáng)不一定越來越小．(2)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，沿連，中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，沿中垂線，中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大．(3)等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)沿連點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為最小)中垂線由中點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小出現(xiàn)極值．山高)某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖6－6所示，以下說法正確的是)A點(diǎn)強(qiáng)大于b點(diǎn)強(qiáng)Ba點(diǎn)勢(shì)高于b點(diǎn)勢(shì)C．將一試探電荷由a點(diǎn)放它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)D．在點(diǎn)固一點(diǎn)電荷Q，將一試探電荷q由a移至b的程中，電勢(shì)能減小【即學(xué)即用】6－7所為兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)方向未標(biāo)出．圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為垂線上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左對(duì)稱．則下列說法中正確的是)A這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷C．、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度定相等D．C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小帶電體的平衡與運(yùn)動(dòng)分析思．運(yùn)動(dòng)反映受力情(1)物體保持靜止F＝(2)做直線運(yùn)動(dòng)．①勻速直線運(yùn)動(dòng)F②變速直線運(yùn)動(dòng)F0且一定與運(yùn)動(dòng)方向共線．(3)做曲線運(yùn)動(dòng)F≠0，且F總向曲線凹的一側(cè)．(4)加速運(yùn)動(dòng)：與v夾角α，≤α<90°；

合AkAABkAkB合AkAABkAkB減速運(yùn)動(dòng)：90°<(5)勻變速運(yùn)動(dòng)F＝量．如圖－1－所示，質(zhì)量均為的個(gè)帶電小球、BC放在光滑絕緣的水平面上．已知與B間B與C間和C與間距離均為LA球電荷量Q＝＋A球帶電荷量Q＝＋.若在小球上加一方向水平向右、大小未的恒力F恰好使、B、BC小球保持相對(duì)靜止．求：(1)球帶電荷量Q；C(2)外力F的?。炯磳W(xué)即用】上海高考如圖－－9質(zhì)量分別為和的小球帶有同種電荷，電荷量A分別為q和，用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上．平衡時(shí)，兩小球恰處于同一A水平位置，細(xì)線與豎直方向間夾角分別為θ與θ(＞)．兩小球突然失去11各自所帶電荷后開始擺動(dòng)，最大速度分別為和，大動(dòng)能分別為和E.則()kBAm一定小于mB．一大于ABABC．一定大于DE一大于E●起電原理的考查浙江高考用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上．小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖－－10所示．對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的)A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷C．環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D．套到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和●庫侖定律與電荷守恒定律．海高考)三個(gè)相同的金屬小球12、分置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑．球1的電量為q，球2的電量為nq，3不電且離球和球很遠(yuǎn)，此時(shí)球、2之作力的大小為F現(xiàn)球3先球2接，再與球接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)、2之間作用力的大小仍為，方向不變．由此可()AnBn＝4C．n＝5．＝6●等量異種電荷電場(chǎng)分布特點(diǎn)．(2012·南一模用電場(chǎng)線能很直觀、很方便地比較電場(chǎng)中點(diǎn)的強(qiáng)弱．如圖－－甲等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)O是荷連線的中點(diǎn)，、是線中垂線上相對(duì)稱的兩點(diǎn)C和D也對(duì)O對(duì)．()A、兩場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同B．、D兩場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反C．、O三比較O的強(qiáng)最強(qiáng)D．B、、C三比較O場(chǎng)強(qiáng)最弱

00●電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系．新標(biāo)全國高)帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲abc從運(yùn)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的．b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的向，下列圖示中可能正確的(虛線是曲線在點(diǎn)的切線)()●帶電體的受力與運(yùn)動(dòng)．屆安康檢測(cè)如圖－1－示，在O點(diǎn)置正