山东省冠县武训高级中学高三物理总复习 6.1 电场力的性质课件2.ppt

6 1电场力的性质 高三总复习选修3 1 一 电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 一个元电荷的电量为e 1 6 10 19c 是一个电子或质子所带的电量大小 正值概念 说明 任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍 3 起电 摩擦起电 1 自然界只有两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 2 元电荷 使物体带电叫起电 使物体带电的方式有三种 ev只是一个单位 是一个正值的概念 感应起电 接触起电 物体不带电是指物体带等量的正负电荷 理想化的模型 在实际中 当两个带电体本身的线度比它们之间的距离小得多时带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时 就可以把带电体视为点电荷 4 点电荷 相对的 点电荷不一定是小电荷 均匀分布的球体通常看做电荷集中与球心一点 但要注意点电荷的适用电荷条件 两个半径为r电量分别为q1 q2的电荷 相距为r 例 宇航员在探测某星球时 发现该星球均匀带电 且电性为负 电荷量为q 表面无大气 在一次实验中 宇航员将一带电 q q q 的粉尘置于离该星球表面h高处 该粉尘恰处于悬浮状态 宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处 无初速释放 则此带电粉尘将 a 仍处于悬浮状态b 背离该星球球心飞向太空c 向该星球球心方向下落d 沿该星球自转的线速度方向飞向太空 a 1 表达式 2 适用范围 真空中的点电荷 二 库伦定律 在万有引力中 对质量均匀分布的球 无论两球相距多近 r都等于球心距 而对带电导体球 距离近了以后 电荷会重新分布 不能再用球心距代替r 3 k 电荷既不能创造 也不能消灭 只能从物体的一部分转移到另一部分 或者从一个物体转移到另一个物体 在任何转移的过程中 电荷的总量不变 5 电荷守恒定律 表面积完全相同的金属球相接触 同种电荷总量平分 异种电荷先中和后平分 两电荷的库仑力是一对作用力和反作用力 总是大小相等方向相反 如图所示 在一条直线上的a b c三点 放置点电荷qa qb qc 每个点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是 三个电荷平衡问题 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大 3 如图所示 在一条直线上有两个相距0 4m的点电荷a b a带电 q b带电 9q 现引入第三个点电荷c 恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态 问 c应带什么性质的电 应放于何处 所带电荷量为多少 变式1 下列各组共线的三个自由电荷 可以平衡的是 a 4q4q4qb 4q 5q3qc 9q 4q36qd 4q2q3q c 变式2 如图所示 在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球a b c 三球质量均为m 相距约为l 若小球均带电 且qa 10q qb q 为保证三球间距不发生变化 将一水平向右的恒力f作用于c球 使三者一起向右匀加速运动 求 1 f的大小 2 c球的电性和电荷量 6mg bd d 答案d bc 答案2 12 12 1 三 电场强度 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 是真实存在的 2 基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 电荷之间的作用是通过电场发生的 2 电场强度 1 比值定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力f与它的电荷量q的比值 叫做该点的电场强度 2 单位 n c或v m 3 矢量方向 与正电荷在该点所受的电场力方向相同与负电荷在该点所受的电场力方向相反 4 注意 电场强度e与f q无关 由场源电荷决定 电荷q为试探电荷 试探电荷拿走后电场不变 点电荷 5 场强三个表达式的比较 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叠加 四 电场线匀强电场 1 电场线的定义 为了直观形象地描述电场中各点电场的强弱及方向 在电场中画出一系列曲线 曲线上任一点的切线方向表示该点的场强方向 曲线的疏密表示电场的强弱 2 电场线的特点 1 电场线是为了形象地描述电场而假想的 实际不存在 2 始于正电荷 或无穷远 终于无穷远或负电 静电场不闭合 3 任意两条电场线都不相交 不相切 4 同一电场线分布图中电场线疏密表示电场强弱 某点的切线方向表示该点的场强方向 它不表示电荷在电场中的运动轨迹 5 沿着电场线方向 电势降低 电场线从电势高的等势面 线 垂直指向电势低的等势面 线 对于一条电场线不能比较电场的大小 1 定义 场强方向处处相同 大小处处相等的区域称为匀强电场 3 匀强电场 2 特点 匀强电场中的电场线是等距的平行线 平行正对的两金属板带等量异种电荷后 在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场 4 几种典型的电场线 孤立的正点电荷 孤立的负点电荷 离点电荷越近 电场线越密 场强越大 在点电荷的电场中 不存在场强相同的点 方向不同 以点电荷为球心作一球面 电场线处处与球面垂直 在此球面上场强处处相等 方向各不相同 4 几种典型的电场线 等量的异种电荷 两电荷连线中垂面 中垂线 上各点场强方向相同 且总与中垂面垂直 中垂线中点是连线上场强最小的 是中垂线上场强最大的 中垂面是零势面 以无穷远处为零电势 4 几种典型的电场线 两电荷连线中点o处 场强为零 无电场线 从两电荷连线中点o沿中垂线到无穷远 场强先变大后变小 电场线先变密后变疏 电势由o点到无穷远逐渐减小 o点附近没画电场或电场线很稀 不能说该处场强为零 简谐运动 圆周运动问题 4 几种典型的电场线 正点电荷与大金属板 带等量异种电荷的平行金属板间 平行 等距 同向 电场线垂直于金属板 绝缘电荷在板上做匀速直线运动倾斜板上做匀加速直线运动 5 如图所示 表示一个电场中a b c d四点分别引入试探电荷 测得试探电荷所受的电场力跟电荷量间的函数关系图象 那么下面说法中正确的是 a 该电场是匀强电场b a b c d四点场强大小关系是 ed ea eb ecc 这四点场强大小关系是 ea eb ec ed 场源是正电荷d 无法判断a b c d四点场强大小关系 b 6 如图甲所示 直线mn是一条点电荷电场中的电场线 如图乙所示的是放在电场线上a b两点的检验电荷电量的大小q与所受电场力的大小f的关系图象 则以下说法正确的是 a 如果场源是正电荷 场源位置在a的左侧b 如果场源是正电荷 场源位置在b的右侧c 如果场源是负电荷 场源位置在a的左侧d 如果场源是负电荷 场源位置在b的右侧 ac 7 在如图所示的四种电场中 分别标记有a b点 其中a b两点的电势相等 电场强度大小相等 方向也相同的是 a 甲图 与点电荷等距的a b两点b 乙图 两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a b两点c 丙图 点电