之1)电场的力的性质.ppt

【考点扫描】 1物质的电结构、电荷守恒 () 2静电现象的解释 () 3点电荷 () 4库仑定律 () 5静电场 (),3DP105,6电场强度、点电荷的场强 () 7电场线 () 8电势能、电势 () 9电势差 () 10匀强电场中电势差与电场强度的关系 () 11带电粒子在匀强电场中的运动 () 12示波管 () 13常见的电容器 () 14电容器的电压、电荷量和电容的关系 (),自然界中的两种电荷: 1、把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷 2、把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,注意:任何带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍,一、元电荷及电荷守恒定律 1元电荷：科学实验发现自然界最小电荷量是电子的电荷量，质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e .,1.601019C,补充：,2电荷守恒定律 (1)起电方式： 、 、 (2)带电实质：物体带电的实质是 (3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量 ,摩擦起电,接触起电,感应起电,电荷的转移,保持不变,绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则( ) Aa、b之间不发生相互作用 Bb将吸引a，吸住后不放开 Cb立即把a排斥开 Db先吸引a，接触后又把a排斥开,D,带电体能吸引轻小物体 接触起电后两物体带同种电荷,3DP106/ 4（双选）如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是 ( ) A先把两球分开，再移走棒，则乙带负电 B先移走棒，再把两球分开，均带正电 C使棒与甲球瞬时接触，再 移走棒，甲、乙均带负电 D先使乙球瞬时接地，再移 走棒，甲带正电、乙带负电,AC,感应起电：远端带同种电荷，近端带异种电荷,2库仑定律 (1)内容： 中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的 成正比，与它们的 成反比，作用力的方向在 (2)表达式： ，式中k Nm2/C2，叫静电力常量 (3)适用条件：真空中的点电荷,真空,电荷量的乘积,距离的二次方,它们的连线上,9.0109,二、点电荷及库仑定律 1点电荷：忽略形状、大小和电荷分布状况的可看成一个点的带电体，是一种理想化的模型,特别提示：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,1适用条件 (1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式 (2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷 2库仑力的方向 由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力,库仑定律的理解和应用,师之说,对于库仑定律下面说法正确的是：( ) 凡计算两个点电荷间相互作用的电场力，就可以使用公式F= 凡计算真空中两个带电体间相互作用的电场力，就可以使用公式F= C、两个带电体相距很近时,可用库仑定律来计算静电力,此时它们间的静电力是无穷大的. D、相互作用的两个点电荷,不论它们的电量是否相同,它们之间的库仑力的大小一定相等. E、两带电球间库仑力可应用公式进行定性比较.用r表示两球球心之间的距离.则当两球带同种电荷时, F,.,DE,点电荷、库仑定律适用条件、牛顿第三定律,D,库仑定律的使用条件、注意事项,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,两个半径为r的带电球所带电量分别为q1和q2，当两球心相距为R时，相互作用的库仑力大小为( ) A.F=k B.Fk C.Fk D.无法确定,D,点电荷及库仑定律,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,竖直绝缘墙上有一固定的质点A,在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A,B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成角，由于漏电，使A，B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小（ ）,A，逐渐减少 B，逐渐增大 C，保持不变 D，先变大后变小。,C,思考题 （全国高考题）如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。 （1） 如q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷。 （2） q1、q2、q3三者电量大小之比是_ : _ : _.,负,负,析与解（1）每个电荷均处于平衡状态，即要求每个电荷所受合力应为零，因此q2为正电荷，显然q1 、q3应为负电荷。,析与解 （2）由库仑定律，建立平衡方程式：,3三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反 (2)规律：“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”：正负电荷相互间隔； “两大夹小”：中间电荷的电荷量最小； “近小远大”：中间电荷靠近电荷量较小的电荷,C,7、两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2 ,电荷量分别为q1和q2 ,用细绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与竖直线成夹角1和2，且两球同处一水平线上，若1=2，则（ ） A.q1一定等于q2 B.一定满足q1/m1=q2/m2 C.m1一定等于m2 D.必须同时满足q1=q2,m1=m2,m1,m2,10、如图1所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线受的力分别为TA、TB；如果使A带正电，B带负电，上、下丝线受力分别为TA、TB ,则： ,BC,正电荷,三、电场、电场强度、电场线 1电场：带电体周围客观存在的一种物质它是电荷间相互作用的媒体，具有力和能的性质 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电场力F跟它的电荷量q的比值 (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：电场强度决定于电场本身，与q无关,1、关于电场，下列叙述正确的是： ( ) A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大 C.在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为EF/q，取走q后，该点场强不变 D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点电场一定很大,C,电场强度,电场强度的矢量性 决定电场强度的因素（由场源电荷及位置决定，与试探电荷无关）,1对场强的三个表达式的正确理解,师之说,3DP106 /5如图所示，A为带正电的金属板，沿金属板的垂直平分线距板r处有一质量为m、电荷量为q的小球(小球受水平向右的电场力偏转角而静止，小球用绝缘丝线悬挂于O点)，试求小球所在处的电场强度,（力的知识）,2电场的叠加原理 多个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，电场强度的叠加遵循平行四边形定则,关键一点 在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强，还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算，求合场强时，应先求出分场强，然后再根据矢量的合成法则(平行四边形定则)进行求解,3DP107 （双选）如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷Q，在x轴上C点有点电荷Q，且COOD，ADO60. 下列判断正确的是 ( ) AO点电场强度为零 BD点电场强度为零 C若将点电荷q从O移向C，电势能增大 D若将点电荷q从O移向C，电势能增大,BD,3DP107 学之用2如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q，则该点电荷Q应放在 ( ) AA点 BB点 CC点 DD点,D,3DP109 /1（双选）(2010广东高考)如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是 ( ) Aa点的电势高于b点的电势 B该点电荷带负电 Ca点和b点电场强度的方向相同 Da点的电场强度大于b点的电场强度,BD,3几种典型电场的电场线分布,(1)正点电荷的电场如图甲所示： 电场线由 出发，到 终止 (2)负点电荷的电场如图乙所示： 电场线由 出发，到 终止,正电荷,无穷远处,无穷远处,负电荷,(3)等量同种和异种点电荷的电场 两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较,零,等大,增大,减小,同向,(4)匀强电场的电场线分布如图丙所示 特点：间隔相等的平行直线 (5)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示,师之说,1特点 (1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)，即电场线不能形成闭合曲线 （不循环） (2)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场线不中断，两条电场线也不能相交 (3)不是电荷在电场中的运动轨迹：只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、电荷仅受电场力作用时，电荷的运动轨迹才与电场线重合,2应用 (1)表示场强的方向 电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致 (2)比较场强的大小 电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱同一幅图中，电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越弱 (3)判断电势的高低 在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低,关键一点 (1)电场线是人为假想引入的，不是客观存在的（但电场是客观存在的） (2)虽然电场线是用来描述电场的强弱和方向的，但只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况 (3)沿电场线的方向电势虽然越来越低，但场强不一定越来越小,强调： 电场线的方向是电势降低最快的方向；电势降低最快的方向是电场线的方向.,3DP108 学之用 3有一负电荷自电场中的A点自由 释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度图象如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是图中的( ),B,力电综合,带电体的力电综合问题的分析方法,1解答思路,师之说,3DP109 如图所示，一根长L1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E1.0105 N/C、与水平方向成30角的倾斜向上的匀强电场中杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q4.5106C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106C，质量m1.0102kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k9.0109 Nm2/C2，取 g10 m/s2)求： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，距M端的高度 h1为多大？,答案 (1)3.2 m/s2 (2)0.9 m,3DP109学 之 用 4(2011泰安模拟)一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求： (1)匀强电场的电场强度的大小； (2)小球经过最低点时丝线的拉力,2运动情况反映受力情况 (1)物体静止(保持)：F合0. (2)做直线运动 匀速直线运动，F合0. 变速直线运动：F合0，且F合与速度方向总是一致 (3)做曲线运动：F合0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向曲线凹的一侧 (4)加速运动：F合与v的夹角为，090 减速运动：90180. (5)匀变速运动：F合恒量,3DP108 (2011广州模拟)如所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图不能作出的正确判断是( ) A带电粒子所带电荷的正、负 B带电粒子在a、b两点的受力方向 C带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D带电粒子在a、b两点的速度,A,A,3DP106/ 3(2011烟台模拟)带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：在电场线上运动，在等势面上做匀速圆周运动该电场可能由 ( ) A一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成,A