高考物理大一轮复习 第七章 静电场 第19讲 电场力的性质课件.ppt

静电场 第七章 第19讲电场力的性质 栏目导航 1 电荷 电荷守恒定律和库仑定律 1 元电荷 点电荷 元电荷 e 1 60 10 19c 所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍 点电荷 代表带电体的有一定电荷量的点 忽略带电体的大小和形状的理想化模型 整数 2 电荷守恒定律 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 在转移过程中 电荷的总量 三种起电方式 起电 起电 起电 带电实质 物体 电荷的分配原则 两个形状 大小相同且带同种电荷的导体 接触后再分开 二者带 电荷 若两导体原来带异种电荷 则电荷先 余下的电荷再 保持不变 摩擦 感应 接触 得失电子 相同 中和 平分 真空 点电荷 正比 反比 9 0 109 真空 点电荷 排斥 吸引 力的作用 v m 正电荷 3 电场线 1 定义为了形象地描述电场中各点场强的强弱及 在电场中画出一些曲线 曲线上每一点的 方向都跟该点的场强方向一致 曲线的疏密表示电场的 2 电场线的特点 电场线从 或 处出发 终止于 或 处 电场线在电场中不相交 也不相切 在同一幅图中 电场强度较大的地方电场线 电场强度较小的地方电场线 方向 切线 强弱 正电荷 无限远 负电荷 无限远 较密集 较稀疏 bcd 3 下列关于电场线的说法 正确的是 a 电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同b 电场线越密处 同一检验电荷受到的电场力越大c 顺着电场线移动电荷 电荷所受电场力的大小一定不变d 在电场中 凡是电场线通过的点 场强都不为0 不画电场线的区域 位于该区域内的点则无电场 b 解析电场线上每一点的切线方向与正电荷在该点的受力方向相同 与负电荷在该点的受力方向相反 所以选项a错误 电场线密处 场强e大 电荷量一定的电荷受到的电场力一定大 选项b正确 顺着电场线移动电荷 若是在匀强电场中 所受电场力大小一定不变 在非匀强电场中所受电场力大小要改变 所以选项c错误 电场线实际并不存在 是人为画的几条有向曲线 用来粗略地描绘电场区域内的场强分布情况 不可能覆盖区域中所有的点 即不能细致地描绘出每处的场强情况 所以选项d错误 一三个自由点电荷的平衡问题 正电 正电 解析 1 假设q1 q3均带负电 则虽然q2可以平衡 但q1 或q3 所受的两个库仑力均为斥力 故而方向相同 不能平衡 假设q1 q3均带正电 则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反 可能平衡 因此 q1 q3均带正电 也就是说 在这种情况下 q1 q3必须是同种电荷且跟q2是异种电荷 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电场强度为零 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条直线上 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 二库仑力作用下的共点力平衡问题 解决库仑力作用下平衡问题的方法库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的 只是在原来受力的基础上多了电场力 ac 1 电场强度三个表达式的比较 三电场强度的理解和应用 2 电场的叠加 1 叠加原理 多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和 2 运算法则 平行四边形定则 b 分析电场叠加问题的一般步骤电场强度是矢量 叠加时应遵从平行四边形定则 分析电场的叠加问题的一般步骤 1 确定分析计算的空间位置 2 分析该处有几个分电场 先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向 3 依次利用平行四边形定则求出矢量和 1 电场线的对称性 1 两等量同种点电荷连线及中垂线上关于o点对称的点的电场强度等大反向 2 两等量异种点电荷连线及中垂线上关o点对称的点的电场强度等大同向 四电场线的理解和应用 2 电场线的应用 例4 如图所示 实线为不知方向的三条电场线 从电场中m点以相同速度垂直于电场线方向飞出a b两个带电粒子 运动轨迹如图中虚线所示 则 a a一定带正电 b一定带负电b a的速度将减小 b的速度将增加c a的加速度将减小 b的加速度将增加d 两个粒子的动能 一个增加一个减小解析设电场线为正点电荷的电场线 则由轨迹可判定a带正电 b带负电 若电场线为负点电荷的电场线 则a为负电荷 b为正电荷 选项a错误 由粒子的偏转轨迹可知电场力对a b均做正功 动能增加 选项b d错误 但由电场线的疏密可判定 a受电场力逐渐减小 加速度减小 b正好相反 选项c正确 c 1 由粒子运动轨迹判断粒子运动情况 2 由粒子受力方向指向曲线的内侧 且与电场线相切 从而判断电场的方向 3 由电场线的疏密判断加速度大小 4 由电场力做功的正负判断粒子动能的变化情况 对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中 应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律 而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题 利用对称法分析解决物理问题 可以避免复杂的数学演算和推导 直接抓住问题的特点 出奇制胜 快速简便地求解问题 五对称法在电场叠加中的应用 对称法在电场叠加中的应用技巧 1 有些物理题不具有对称性 直接求解比较困难 但采取割补法却使问题迎刃而解 2 该法的核心思想就是变不对称为对称 a a 2 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 则c的带电性质及位置应为 a 正b的右边0 4m处b 正b的左边0 2m处c 负a的左边0 2m处d 负a的右边0 2m处解析要使三个电荷均处于平衡状态 必须满足 两同夹异 两大夹小 的原则 所以选项c正确 c b b c 6 某电场的电场线分布如图所示 下列说法正确的是 a c点的电场强度大于b点的电场强度b 若将一试探电荷 q由a点释放 它将沿电场线运动到b点c b点的电场强度大于d点的电场强度d a点和b点的电场强度的方向相同解析电场线的疏密表示了电场强度的大小 由题图可知eaec eb ed ea ec 故选项c正确 选项a错误 由于电场线是曲线 由a点释放的正电荷不可能沿电场线运动 故选项b错误 电场线的切线方向为该点电场强度的方向 a点和b点的切线不在同一条直线上 选项d错误 c 例1 6分 如图所示 真空中a b两个点电荷的电荷量分别为 q和 q 放在光滑的绝缘水平面上 a b之间用绝缘的轻弹簧连接 弹簧的劲度系数为k0 当系统平衡时 弹簧的伸长量为x0 已知弹簧均在弹性限度内 k为