高中物理-電場(chǎng)力的性質(zhì)課件-滬科版選修3

第一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。考點(diǎn)點(diǎn)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(diǎn)電荷Ⅰ4.庫(kù)侖定律Ⅱ5.靜電場(chǎng)Ⅰ第二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。考點(diǎn)點(diǎn)擊6.電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)Ⅱ7.電場(chǎng)線Ⅰ8.電勢(shì)能、電勢(shì)Ⅰ9.電勢(shì)差Ⅱ10.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ12.常見(jiàn)電容器Ⅰ13.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。第四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。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(gè)物體另一個(gè)物體，或者從物體的一個(gè)局部另一局部．在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量．1.6×10－19

整數(shù)倍轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到保持不變第五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。二、點(diǎn)電荷及庫(kù)侖定律1．點(diǎn)電荷：帶一定的電荷量，忽略其

的一種理想化模型．2．庫(kù)侖定律(1)內(nèi)容：在

中兩個(gè)靜止點(diǎn)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(diǎn)電荷第六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1.兩個(gè)分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)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，那么兩球間庫(kù)侖力的大小為()A.1/12FB.3/4FC.4/3FD.12F庫(kù)侖定律的應(yīng)用C第七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。

1【答案】

q1=5×10-8C;q2=2×10-8C；q1、q2異號(hào)“真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)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(shí)，成為一個(gè)帶電荷量為3×10-8C的點(diǎn)電荷。問(wèn)原來(lái)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(kù)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(hào)中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運(yùn)算無(wú)誤。試指出求解過(guò)程中的問(wèn)題并給出正確的解答。第八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。三、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線1．電場(chǎng)(1)定義：存在于電荷周?chē)?，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊．(2)根本性質(zhì)：對(duì)放入其中的有力的作用．物質(zhì)電荷2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的

．(2)定義式：

(F為電場(chǎng)力、q為試探電荷的電荷量)，單位：

或V/m.(3)意義：描述電場(chǎng)

和

的物理量．(4)方向：規(guī)定

電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向，是矢量．比值N/C強(qiáng)弱方向正E＝第九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。3．電場(chǎng)線及其特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫(huà)出的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的

表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向．切線方向(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)①電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而

、實(shí)際不存在的理想化模型．②電場(chǎng)線始于

(或無(wú)窮遠(yuǎn))，終于無(wú)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(chǎng)線都不相交．④電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線較疏.⑤勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等間距的平行線．第十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。(3)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)線第十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1．電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向與該點(diǎn)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(wú)關(guān)，完全由電場(chǎng)本身決定．2．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，不表示電荷在該點(diǎn)的受力方向．電場(chǎng)線不是電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡．第十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1．疊加原理：多個(gè)點(diǎn)電荷在電場(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，這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵守平行四邊形定那么．第十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。2．場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的比較表達(dá)式比較E＝E＝kE＝公式意義電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式真空中點(diǎn)電荷的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場(chǎng)①真空②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)決定因素電場(chǎng)本身決定，與q無(wú)關(guān)場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定電場(chǎng)本身決定，d為沿電場(chǎng)方向的距離第十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。2．以下關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A．E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量B．E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷受的力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)C．E＝kQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)D．從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式F＝kQ1Q2/r2.其中kQ2/r2是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而kQ1/r2是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在Q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小BCD第十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1．如以下圖，分別在A、B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．試求C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)．答案：0.05N/C，方向平行于AB指向右第十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。2．如以下圖，正電荷Q放在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在以Q為圓心、r為半徑的圓周上有a、b、c三點(diǎn)，將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn)，它受到的電場(chǎng)力正好為零，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向如何？b、c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向如何？那么勻強(qiáng)電場(chǎng)E＝kQ/r2，方向向右；Eb＝2kQ/r2，方向向右；Ec＝kQ/r2，方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向成45°斜向上．第十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。3.如以下圖，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(diǎn)，OP=L，試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小。第十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。

ab是長(zhǎng)為l的均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點(diǎn)，位置如以下圖。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)在P1處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1，在P2處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E2。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.兩處的電場(chǎng)方向相同，E1＞E2B.兩處的電場(chǎng)方向相反，E1＞E2C.兩處的電場(chǎng)方向相同，E1＜E2D.兩處的電場(chǎng)方向相反，E1＜E2D第十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1．電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(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，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合，只有同時(shí)滿(mǎn)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)電荷的初速度為零，或速度方向與電場(chǎng)線平行；(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力的合力的方向與電場(chǎng)線平行．第二十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。2．等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線比較比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖第二十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。連線上的場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)特點(diǎn)等大同向等大反向比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零第二十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。1．如以下圖的各電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是()D第二十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。2．法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象生動(dòng)地描繪電場(chǎng)，圖示為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖，以下幾種說(shuō)法正確的選項(xiàng)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B第二十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。3.如以下圖，M、N為兩個(gè)等量同種正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點(diǎn)P自由釋放一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q，不計(jì)重力影響，關(guān)于點(diǎn)電荷q的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．從P→O的過(guò)程中，加速度越來(lái)越大，速度也越來(lái)越大B．從P→O的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大C．點(diǎn)電荷q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度到達(dá)最大值D．點(diǎn)電荷q越過(guò)O點(diǎn)后，速度越來(lái)越小，加速度越來(lái)越大，直到速度為零C第二十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。如以下圖，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)假設(shè)q2為正電荷，那么q1為_(kāi)__電荷，q3為_(kāi)___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(kù)侖力作用下平衡第二十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。如以下圖，兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，使長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求E的大小滿(mǎn)足什么條件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)？電荷(帶電體)在電場(chǎng)中的平衡第二十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。

4在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)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(zhǎng)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(diǎn)而處于平衡狀態(tài)，如圖6-1-10所示，重力加速度為g，那么細(xì)線對(duì)懸點(diǎn)O的作用力等于_________，兩個(gè)小球之間的細(xì)線的拉力等于____________。2mg+qEmg-qE-2kq2/l2第二十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分。如以下圖，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)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(diǎn))，它們間的距離為r，與水平面間的動(dòng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，A、B各運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)距離？[答案]

(1)k

(2)各運(yùn)動(dòng)了Q

－第二十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)七分?！纠?】［2021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(gè)電荷量均為q(q>0)的相同小球，小