第一节电场力的性质

第一节电场力的性质第1页，课件共66页，创作于2023年2月第一节电场力的性质第2页，课件共66页，创作于2023年2月基础梳理自学导引一、电荷和电荷守恒定律1．电荷(1)元电荷：电荷量为e＝____________的电荷叫做元电荷．质子和电子均带元电荷电荷量．1.6×10－19C第3页，课件共66页，创作于2023年2月(2)点电荷：____________对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷．2．电荷量：物体所带电荷的多少，单位是______．任何带电体的电荷量皆为元电荷电荷量的整数倍．形状和大小库仑第4页，课件共66页，创作于2023年2月3．电荷守恒定律(1)三种起电方式①方式：摩擦起电、接触起电、感应起电．②实质：物体带电的实质是_________电子得失第5页，课件共66页，创作于2023年2月(2)定律：电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体_____到另一个物体，或者从物体的一部分_____到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量_____.转移转移不变第6页，课件共66页，创作于2023年2月名师点拨：当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电量平均分配，异种电荷先中和后平分．二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成_____，跟它们的______________成正比距离的二次方第7页，课件共66页，创作于2023年2月反比,作用力的方向在它们的连线上．2．公式：F＝k.式中的k＝9.0×109N·m2/C2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1)________

；(2)真空中．点电荷第8页，课件共66页，创作于2023年2月名师点拨：当两带电体离得较近时，它们不能视为点电荷，库仑定律不再适用，但它们之间仍存在库仑力．三、电场、电场强度和电场线1．电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．第9页，课件共66页，创作于2023年2月(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用．2．电场强度(1)意义：描述电场强弱和方向的物理量．(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的________跟它的_________的比值．电场力F电荷量q第10页，课件共66页，创作于2023年2月(3)公式：E＝.单位：V/m或N/C.(4)方向：_________在该点的受力方向，是矢量．(5)决定因素：电场强度取决于电场本身，与q无关．正电荷第11页，课件共66页，创作于2023年2月3．电场线及特点(1)电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．2)电场线的特点①电场线从________或无限远处出发终止于_______或无限远处．正电荷负电荷第12页，课件共66页，创作于2023年2月②电场线不相交．③在同一电场里，电场线越密的地方场强越____.(3)几种典型电场的电场线(如图9－1－1)大第13页，课件共66页，创作于2023年2月图9－1－1第14页，课件共66页，创作于2023年2月名师点拨：(1)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．(2)电场中某点场强的大小和方向与该点放不放电荷以及所放电荷的大小和电性无关，由电场本身决定．第15页，课件共66页，创作于2023年2月要点透析直击高考一、应用库仑定律需注意的问题1．适用条件库仑定律只适用于真空中的点电荷，当带电体间的距离远大于它们本身尺度时,可把带电体看成点电荷．虽然从数学角度由r→0能得出F→∞的结论，第16页，课件共66页，创作于2023年2月但从物理角度分析，这一结论是错误的，因为r→0时，两电荷已不能再看成点电荷了．2．三点电荷平衡问题图9－1－2第17页，课件共66页，创作于2023年2月如图9－1－2所示，在一条直线上的三点A、B、C，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹一异)．(2)QA>QB，QC>QB(两大夹一小)．第18页，课件共66页，创作于2023年2月(3)若QC>QA则QB靠近QA(近小远大)．解决方法是根据三点电荷合力(场强)均为零，列方程求解：第19页，课件共66页，创作于2023年2月即时应用1．(2012·宁波模拟)真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA＝6.4×10－16C的正电荷，B球带qB＝－3.2×10－16C的负电荷，均可视为点电荷．求：第20页，课件共66页，创作于2023年2月(1)当它们相距为0.5m时，A、B间的库仑力为多大？(2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力又为多大？解析：(1)A、B两球带异种电荷,因此,A、B间的库仑力是引力，由库仑定律可得它们间的库仑力大小为第21页，课件共66页，创作于2023年2月(2)A、B两球接触时会发生电中和，使“净电荷”总量减小，剩下的“正”净电荷将重新分布．第22页，课件共66页，创作于2023年2月由于A、B两球是完全相同的导体球，剩余的净电荷将平均分配，A、B两球将带上同种电荷，故放回原处后,A、B间的库仑力变为斥力．两球接触后，它们的带电情况为：第23页，课件共66页，创作于2023年2月所以分别放回原处后，两球间的库仑力为：答案：(1)7.37×10－21N

(2)9.22×10－22N第24页，课件共66页，创作于2023年2月二、三个场强公式的比较第25页，课件共66页，创作于2023年2月特别提醒：使用以上三个公式时一定要注意它们的适用条件．第26页，课件共66页，创作于2023年2月即时应用2．下列关于电场强度的两个表达式E＝F/q和E＝kQ/r2的叙述,正确的是(

)A．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量第27页，课件共66页，创作于2023年2月B．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场C．E＝kQ/r2是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场第28页，课件共66页，创作于2023年2月D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝k，式是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小，而是点电荷Q1产生的电场在Q2处的场强的大小第29页，课件共66页，创作于2023年2月第30页，课件共66页，创作于2023年2月三、电场叠加1．叠加原理：多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加，电场强度的叠加遵守平行四边形定则．第31页，课件共66页，创作于2023年2月2．等量同种电荷和等量异种电荷的电场(1)等量同种电荷的电场如图9－1－3甲所示．①两点电荷连线中点O处的场强为零,此处无电场线．第32页，课件共66页，创作于2023年2月②两点电荷连线中点O附近电场线非常稀疏，但场强不为零．③从两点电荷连线中点O沿中垂面(线)到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小．④两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行．第33页，课件共66页，创作于2023年2月⑤关于O点对称的两点A与A′，B与B′的场强等大、反向．图9－1－3第34页，课件共66页，创作于2023年2月(2)等量异种电荷的电场如图乙所示．①两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大．②两点电荷连线的中垂面(线)上，电场线的方向均相同,即场强方向相同，且与中垂面(线)垂直．第35页，课件共66页，创作于2023年2月③关于O点对称的两点A与A′、B与B′的场强等大同向．即时应用3．(2010·高考海南卷)如图9－1－4，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反第36页，课件共66页，创作于2023年2月的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为(

)图9－1－4第37页，课件共66页，创作于2023年2月A．1∶2

B．2∶1C．2∶ D．4∶解析：选B.M、N处的两点电荷符号相反，电荷量的数值为Q，半圆弧半径为r，两点电荷在O点形成的电场强度的方向相同,大小均为 ,因此O点的电场强度大小为E1＝2 .在N点的第38页，课件共66页，创作于2023年2月电荷移至P点时，两点电荷在O点形成的电场强度大小均为，二者方向夹角为120°，因此O点的电场强度大小为E2＝

，所以E1∶E2＝2∶1，即选项B正确．第39页，课件共66页，创作于2023年2月题型探究讲练互动

库仑定律的应用例1 (2012·西安质检)两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r，球的半径比r小得多，带电荷量大小分别为q和3q，相互斥力为3F.现让这两个金属球相接第40页，课件共66页，创作于2023年2月触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为(

)A．F

B.C．4F

D．以上三个选项之外的一个值第41页，课件共66页，创作于2023年2月【答案】C第42页，课件共66页，创作于2023年2月【规律总结】两个完全相同的小球接触后，电荷要重新分布，其所带电荷量要平分，设分别带Q1、Q2的正电荷，二者接触后每个小球带电荷量为

；如果带Q1、Q2的异种电荷，接触后每个小球带电荷量为| |,电性与电荷量大的小球相同．第43页，课件共66页，创作于2023年2月变式训练1

(2011·高考海南卷)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然第44页，课件共66页，创作于2023年2月后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知(

)A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6第45页，课件共66页，创作于2023年2月第46页，课件共66页，创作于2023年2月

电场线分布特点的应用例2图9－1－5第47页，课件共66页，创作于2023年2月如图9－1－5所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是(

)A．这个电场可能是负点电荷的电场B．点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)第48页，课件共66页，创作于2023年2月D．负电荷在B点处所受到的电场力的方向沿B点切线方向【解析】点电荷的电场线是一些直线，A错．因为电场线疏密程度反映场强大小，EA＞EB，点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大,B对，C错．负电荷在电场中的受力方第49页，课件共66页，创作于2023年2月向与电场强度的方向相反，D错．【答案】

B第50页，课件共66页，创作于2023年2月【名师点评】本题也可采用能量观点分析，例如小球P所带电荷量缓慢减小时，其由离平衡位置最远处回到平衡位置的过程中库仓力对其做功减小,由动能定理可知其每次经过平衡位置O时的速率不断减小．第51页，课件共66页，创作于2023年2月变式训练2图9－1－6

第52页，课件共66页，创作于2023年2月(2012·广东东莞调研)如图9－1－6为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法中正确的是(

)第53页，课件共66页，创作于2023年2月A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小第54页，课件共66页，创作于2023年2月解析：选A.由电场线分布的特征可知,产生电场的电荷一定是等量异种电荷,A正确;D、C两点电场线的疏密程度不同,D、C两点的电场强度不同，C不正确；C点电场线较密，电场强度大,D不正确．第55页，课件共66页，创作于2023年2月

带电体在电场中的力学分析例3 (满分样板12分)(2012·北京东城区检测)如图9－1－7所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好第56页，课件共66页，创作于2023年2月静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6,cos37°＝0.8.求：图9－1－7第57页，课件共66页，创作于2023年2月(1)水平向右电场的电场强度的大小；(2)若将电场强度减小为原来的1/2，小物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能．第58页，课件共66页，创作于2023年2月☞解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！图9－1－8第59页，课件共66页，创作于2023年2月(1)小物块静止在斜面上，受重