高考物理第一轮复习 电场复习一课件.ppt

高三物理电场复习一 衡水二中2008 10 一 两种电荷 自然界只有两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电 物体带电的实质就是电子的得失或转移的过程 不是产生电荷 得到电子带负电 失去电子带正电 从密立根油滴实验和带电实质可知 物体的带电量是不连续的 总是电子或质子电量的整数倍 即q ne e 1 6 10 19c 1 6 10 19c称为元电荷 电荷间相互作用规律是 同性排斥 异性吸引 这也是判断库仑力方向得到依据 这与磁体间的相互作用规律 同名磁极排斥 异名磁极吸引 类似 但是此结论不能无条件地外延 如 同向电流相互吸引 异向电流相互排斥 与上不同 带电物体的宏观表现具有吸引轻小物体的本领 电荷既不能被创造 也不能被消灭 它们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 电荷的总量不变 电荷守恒定律 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比 跟它们间距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 表达式 条件 f k q1q2 r2 静电力恒量 k 9 0 109n m c 真空中 点电荷 内容 库仑定律 k 条件 真空中 点电荷 方向 在两点电荷的连线上 同斥异吸 电荷间的相互作用力为一对作用力和反作用力 遵循牛顿第三定律 它们等大 反向 共线 这跟两个点电荷所带电量是否相等无关 三要素 合成分解时遵从平行四边形法则 使物体发生形变 产生加速度 作用点 分别作用在两个点电荷上 力的共性 该定律是实验定律 由法国物理学家库仑用扭秤实验发现的 其方法与卡文迪许的扭秤实验有惊人的相似 库仑定律与万有引力定律又是一个惊人相似 何因所成 科学家目前还无法解释 这一奥秘等待这你去揭开 二 库仑定律的理解和运用 三 电荷守恒定律和库仑定律的综合运用 一个物体 另一个物体 物体的一部分 物体另一部分 电子 转移 电子 转移 三种起电 使物体带电的方法及实质 a 摩擦起电 c 感应起电 b 接触起电 系统的电荷总量保持不变 电荷守恒定律 两个完全相同的金属小球接触时的电量分配规律 原带异种电荷的先中和 后平分 原带同种电荷的总电量平分 然后利用库仑定律求解 注意绝缘体带电球是不能中和的 例1 有三个完全一样的金属小球a b c a带电量7q b带电量 q c不带电 将a b固定 相距r 然后让c球反复与a b球多次接触 最后移去c球 试问a b两球间的相互作用力变为原来的多少倍 4 7 解 最后三个球带相同的电量 接触前 接触后 即 关键词语 反复多次接触 它们之间的电量差别越来越小 直到三个小球带电量相同为止 也等效于把三个金属小球相互接触放在一起 表示a b原来所带电量的代数和最终被a b c三个相同的金属球平分 四 三个自由点电荷系统的平衡问题 三个自由电荷都处于静电平衡状态的条件是 三个自由电荷在同一直线上 位于中间的电荷带电量最小 与两侧电荷异号 并靠近两侧电荷中带电量较小的那一个 概括成口诀即为 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大 例2 有两个带电小球 电量分别为 q和 9q 在真空中相距0 4m 如果引进第三个带电小球 正好使三个小球都处于平衡状态 第三个小球带的是哪种电荷 应放在什么地方 电量是q的几倍 由此第三个小球带负电 应放在 q和 9q的连线上 且距 q为0 1m处 电量为q的9 16倍 由 解出x d 4 0 1m代入 1 解出q 9q 16 x 解 对三个小球进行受力分析 对a c小球根据平衡条件有 注意 利用库仑定律求解三个自由电荷的平衡问题时 可总结得出 必须满足 同一直线 大夹小 同夹异 近小远大 即三个电荷必须在同一直线 且中间的电量小 与旁边两个为异种电荷 两边电荷靠近中间近的电量较小 远的电量较大 真空中点电荷相互作用力遵守库仑定律 是库仑用扭秤实验研究所发现的 点电荷是带电体的大小对研究的问题所产生的影响可以忽略不计时的理想模型 任何带电体的电量都应是e的整数倍 密立根基于这种设想测定了它的值 称它为元电荷 电荷可以在物体间转移或中和 但总电量守恒 电场中某一点的电荷受到的电场力f跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度 简称场强 是矢量 1 内容 2 表达式 3 单位 e f q 定义式 e k q r2 点电荷式 e u d n c 匀强电场式 五 电场强度 d为两点在电场线方向上的距离 两个场强公式的比较 注意 q是试探电荷的电量 q是场电荷的电量 e与q无关 e与q成正比 与的区别联系 任意电场电场强度的定义式 度量式 真空中点电荷场强的决定式 函数式 e的方向 跟正电荷在该点所受电场力f的方向相同 e是矢量 4 方向 e的方向 跟负电荷在该点所受电场力f的方向相反 e是矢量 在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线 使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强一致 这些曲线就叫电场线 电场线定义 如图是条电场线 它上面的a b点处的场强ea eb在各点的切线上方向如箭头所示 电场线特点 特点 电场线起始于正电荷 或无穷远处 终止于负电荷 或无穷远处 电场线上某点的切线方向即是该点的场强方向 电场线不相交 不闭合 电场线密的地方场强大 疏的地方场强小 沿电场线的方向电势降低 奎宁的针状结晶或头发屑悬浮在蓖麻油里 常见的几种电场线的分布情况 例1 下面是对点电荷的电场强度公式e kq r2的几种不同理解 正确的是 a 当r 0时 e b 当r 时 e 0c 某点的场强大小与距离r成反比d 以点电荷q为中心 r为半径的球面上各处的场强相同 b 例2 在电场中存在a b c d四点 ab连线和cd连线垂直 在ab连线和cd连线上各点的电场强度方向相同 下列说法正确的是 a 此电场一定是匀强电场b 此电场可能是一个点电荷形成的c 此电场可能是两个同种电荷形成的d 此电场可能是两个异种电荷形成的 d 例3 如图所示 在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球a和b 它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动 且始终保持相对静止 设小球a的电量为qa b小球的电量为qb 则下列判断正确的是 a 小球a带正电 小球b带负电 且qa qbb 小球a带正电 小球b带负电 且qa qbc 小球a带负电 小球b带正电 且qa qbd 小球a带负电 小球b带正电 且qa qb 解 小球a带正电 小球b带负电 b球受到的电场力qbe和库仑力均向左 不可能向右做匀加速运动 若小球a带负电 小球b带正电 qbe f mba f qae maa qb qa e mb ma a a 0 qa qb d 例4 a b c d 如图所示 在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心o处放一点电荷 现将质量为m