3.电场电场强度和电场线.ppt

电场 考纲要求 本章知识结构 1 电荷 一 电荷守恒定律 元电荷 最早由密立根用实验测得e 1 6 10 19C 所有带电体所带电荷量为元电荷的整数倍 1 如果带电体间的距离比它们的大小大得多 以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计 这样的带电体可以看成点电荷 2 点电荷只具有相对意义 能看作点电荷的带电体的尺寸不一定很小 另外 对点电荷的电荷量一般不作限制 点电荷 试探电荷 探测电场的工具 电荷量足够小的点电荷 物体所带净电荷的多少 电荷量常简称为电量 电荷量 2 三种起电方式 接触起电 感应起电 摩擦起电 两个同样大的金属球接触 电荷量平均分配 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫负电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷 同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引 电荷既不会创造 也不会消灭 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 电荷的总量不变 3 电荷守恒定律 实质是电子的转移 二 库仑定律 2 公式 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比 跟它们之间的距离的平方成反比 作用力的方向在它们的连线上 1 内容 3 适用条件 例1 库仑定律 下列说法正确的是 A 库仑定律适用于是体积很小的带电体 B 当两个电荷的间距趋近于零时 库仑力将趋向无穷大 C 库仑定律的表达式和万有引力的表达式很相似 都是平方反比定律D 静电力常量k的值为9 0 109N C2 m2 C 4 理解和应用库仑定律时应注意的问题 1 库仑力具有力的一切性质 相互作用的两个点电荷之间的作用力满足牛顿第三定律 在使用公式 kQ1Q2 r2时 可代入绝对值计算库仑力的大小 相互作用力的方向根据同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引来判断 当多个带电体同时存在时 任意两个带电体间的作用仍遵守库仑定律 跟没有其他带电体一样 任意带电体同时受到多个库仑力的作用 可利用力的合成的平行四边形定则求出其合力 在具体问题中 两均匀带电球体或带电球壳之间的库仑力可以将电荷看成集中在球心处产生的作用力 例2 两个分别带有电荷量 Q和 3Q的相同金属小球 均可视为点电荷 固定在相距为r的两处 它们间库仑力的大小为F 两小球相互接触后将其固定距离变为r 2 则两球间库仑力的大小为A F 12B 4F 3C 3F 4D 12F B 例3 半径均为r的两个金属球如图放置在绝缘的支架上 两球的边缘相距为r 现使两球带上等量电荷Q 设两电荷之间的库仑力大小为F 则下列关系式可能正确的是 A B C D BC 例4 真空中有相距L的两个点电荷A B 带电量分别为 若引入第三个点电荷C 欲使A B C只在它们相互的电场力作用下保持静止 则电荷C应放在何处 其电量是多少 电性为何 解析 总结 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大 电荷受力如图 由于平衡条件得 例5 如图所示 悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A 在两次实验中 均缓慢移动另一带同种电荷的小球B 当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上 A处于受力平衡时 悬线偏离竖直方向的角度为 若两次实验中B的电量分别为q1和q2 分别为30 和45 则q2 q1为 A 2B 3C 2D 3 C 例6 用两轻绳的末端各系质量分别为mA mB的带同种电荷的小球 两绳另一端同系于O点 如图所示 绳长分别为LA LB 且mB 2mA LA 2LB 平衡后绳与竖直方向夹角分别为 关于两夹角的大小关系 正确的判断是 A B D 无法确定 A 例7 两个带有同性不等量电荷 一样大小的金属小球 相互间的斥力为F 若将他们接触一下在放回原处 则他们之间的相互作用力A 仍然等于FB 一定小于FC 一定大于FD 无法判定 C 例8 两个并不很小的带有异种电荷的金属球 相距L时 相互作用力为F 保持各自带电量不变 仅将距离减小L 2 此时它们之间的相互作用力A 等于4FB 大于4FC 小于4FD 以上情况都有可能 B 例9 如图 在一条直线上相距为D的两点AB分别置有同种等量电荷 带电量均为Q 直线外一点M与这两个点电荷相距相等 且AM与BM连线的夹角为1200 为使M点电场强度为0 可以在AB连线的中点的放置一个异种电荷 则此点电荷的电量为 A B M Q 4 例10 直角三角形的斜边倾角300 底边BC长为2L 处于水平位置 斜边AC是光滑