高中物理电场课件人教版选修21.ppt

电场 知识框架 1 静电的基本知识1 什么叫起电2 如何使物体带电2 概念框架电场的两种基本属性3 规律库仑定律4 带电粒子在电场中的运动1 做不同运动的条件2 力 电的综合运用 一 静电的基本知识 1 带电例如 摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质 我们就说物体带了电 或者说 带了电荷 带电的实质 物体得到电子或物体失去电子丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷 2 两种电荷正电荷 和质子带同种电荷负电荷 和电子带同种电荷正 负电荷在某些方面具有相反的性质 称之为异种电荷 3 三种起电方式起电 使物体带电叫起电 起电的过程是使物体中的正负电荷分开的过程 1 摩擦起电 2 接触起电 3 感应起电 利用静电感应使物体带电 1 摩擦起电条件 两物体相互摩擦原因 不同物质的原子核束缚电子的本领不同 两个物体互相摩擦时 哪个物体的原子核束缚电子的本领弱 它的一些电子就会转移到另一个物体上 失去电子的物体因缺少电子而带正电 得到电子的物体因有了电子而带等量的负电 电子在物体间发生迁移 结果 两个相互摩擦的物体分别带上等量异种电荷 即q1 q2 2 接触起电条件 带电体与不带电体相互接触原因 电子发生迁移或部分电荷被中和结果 两接触物体带上同种电荷 不一定等量 例 两个半径相同的金属球 一带正电q1 一带负电 q2 二者充分接触后 发生了部分中和 带点情况为 带电量均为 q1 q2 2 4 几个概念辨析点电荷 一种理想化模型 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多 以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时 这样的带电体就可以被看作是点电荷 注意 带电体本身不一定很小 检验电荷 点电荷 电量小 它放入电场之后不会影响原来的电场 便于用它来研究电场中各点的性质元电荷 基本电荷 e 1 60 10 19c 质子或电子所带的电量 注意 元电荷不是电子也不是质子 5 电荷守恒定律电荷既不能创造 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 这是自然界一个非常重要的规律 电场的两种基本属性 1 电场 1 定义 任何力的作用都离不开物质 两个电荷相互作用时并不直接接触 它们之间的相互作用是通过电场这种物质作媒介而发生的 电场跟其它物质一样 都是不依赖于我们的感觉而客观存在的东西 是物质的一种特殊形态 所谓静电场就是静止的电荷在周围空间产生的电场 1 电场 2 如何判断空间中是否存在电场 2 电场力 1 定义 电荷在电场中所受到的力 完整表述 场源电荷的电场对电荷产生的力 2 大小 库仑定律内容 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 跟它们的距离的平方成反比 作用力的方向在它们的连线上 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引表达式 f kq1q2 r2 1 k 静电力恒量 常量 其值为9 0 109n m2 c2 用库仑扭秤通过实验测定 它表明 两个带电量均为1c的点电荷在真空中相距为1m时 相互的静电力大小为9 0 109n 2 适用条件 真空中 两静止的点电荷或均匀带电球体 均匀带电球壳 3 同种电荷 斥力 方向沿连线向外 异种电荷 引力 方向沿连线向里 在用库仑定律计算时 不带入正负号 只需判断出力的性质 下列说法正确的是a 任何带电金属球和体积较小的带电体均可看作点电荷b 库仑定律也适用于氢原子中核外电子和核之间的电力相互作用c 静电力恒量在数值上等于两个带基本电荷的点电荷相距1m时相互作用的电场力d 手拉一根金属棒 用绸布摩擦后 若绸布带负电 则金属棒带正电 已知氢原子半径r 计算电子绕氢核运动的动能 速度 周期和等效电流 两个金属球 各带电量q1 q2 半径均为r 两小球球心之间的距离为3r 则它们之间的作用力 两个半径相等的带电小球 它们接触后再分开 放到原位置 则它们之间的作用力a 一定大于原来的作用力b 一定小于原来的作用力c 一定等于原来的作用力d 以上三种情况都可能 在光滑绝缘水平面上 有一个不导电的弹簧 其两端分别与两个金属球相连 如图 如果让两球带上等量同种电荷 此时弹簧的伸长量为x 如果两金属球上的电量都慢慢减少到原来的一半 则弹簧的伸长量将 a 减小到x 4 b 减小到大于x 4的某一值 c 减小到小于x 4的某一值 d 减小到x 2 如图所示 ab是电场中的一条电场线 一带正电粒子沿直线从a运动到b的v t图像如图乙所示 则关于a b两点的电场强度ea和eb的下列说法正确的是 a ea eb 电场方向从a向bb ea eb 电场方向从a向bc ea eb 电场方向从a向bd 无法确定 如图所示 图 a 中ab是电场中的一条电场线 图 b 则是放在电场线上a b处检验电荷的电量与所受电场力数量间的函数图线 由此可判定 a 场源是正电荷 位于a点b 场源是正电荷 位于b点c 场源是负电荷 位于a点d 场源是负电荷 位于b点 ab 如图所示在匀强电场中 用一绝缘丝线系一带电小球 质量为m 电量为q 为保证丝线与竖直方向夹角 600 则匀强电场的电场强度大小可能为 a mgtan600 qb mgcos600 qc mgsin600 qd mg q 用两轻绳的末端各系质量为ma mb的带同种电荷的小球 两绳的另一端系于o点 如图所示 绳的长度分别为la lb 且ma 2mb la 2lb 平衡后绳与竖直方向夹角分别为 以下说法正确的是a b d 无法确定 如图所示 三个完全相同的金属小球a b c位于等边三角形的三个顶点上 a和c带正电 b带负电 a所带电量的大小比b的小 已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示 它应是 a f1b f2c f3d f4 为了使电量各为q1 q2的两个自由点电荷分别平衡 在如图所示的a b两点上 必须在c点上放电量为q3的第三个点电荷 以下说法正确的是 a q1 q2必为同种电荷b q1 q2必为异种电荷c q1必大于q2