人教高中物理选修31-第一章-电场力的性质知识点及经典基础题(无答案

教育主题电场力的性质教育目标1 .了解两个电荷、原电荷及其带电量，了解摩擦带电、感应带电、接触带电的本质2 .理解点电荷这一理想化模型，把握库仑定律3 .了解电场强度的定义公式及其物理意义4 .知道几条典型的电场线的分布，知道电场线的特征教育的重大难点理解基本概念电场强度的意义电场线及其分布上课的时间上课内容：一、电荷和相关知识：1 .原电荷e :e=1.6010-19C质子或电子的带电量为原电荷原电荷世界最小的电力量任何带电体的电力量都是原电荷的整数倍2 .检查电荷(试验点电荷): 电量要求：不影响原电场的体积一定有足够小的电荷。3 .点电荷：的理想模型.类似质点4 .质量比(比重): 带电粒子的电荷量和质量之比称为“质量比”5 .电荷守恒定律二、使物体带电的几个方式： (通电实质：增益电子)1 .摩擦带电2 .接触带电：两个完全相同的带电金属球接触时的电荷量分配规则在：元的异种电荷中和后二等分，原同种电荷的总电荷量二等分。3 .感应电动势：使导体靠近带电体(不接触)，使导体靠近一端带不同的电荷，另一端带相同的电荷。3 .库仑定律1 .内容：与万有引力相似，但又不同：质量均匀分布的球，无论两球的距离多近，r都等于球的中心距离，而带电的导体球，距离近时电荷再分布，不能用球心距离代替r )。2 .式：f被称为库仑力或静电力，也被称为电场力。 静电力常数=3 .适用条件： (1)真空(2)点电荷引用：对同一直线上的三个点电荷的研究和计算：63636363636363636363636363636353636363635363636353635363536353535353535 353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353 :4 .电场1 .概念：电荷周围客观存在的特殊物质，是电荷之间相互作用的介质。2 .电场的基本性质： (1)对输入电场的电荷有很强的作用，(2)使输入电场的导体产生静电感应现象3 .在场：(1)有电荷的地方，周围存在电场(2)在变化的磁场的周围也存在电场在变化的电场的周围存在磁场。(3)电场和磁场是与实体不同的形态物质。 (电场磁场重力场)五、电场强度(矢量)1 .定义：进入电场的某点的电荷所接受的电场力f与其电荷量q的比称为该点的电场强度。 用e表示。2 .表达式：(适用于所有电场)3.单位：牛/库(N/C )螺栓/米(v/m )4 .电场强度方向：将正电荷受到电场力的方向规定为该点的电场强度方向的电边界线的切线方向为该点的电场强度的方向5 .物理意义：描述电场强弱的物理量。6.(1)说明从力的观点来看，电场强度是反映电场本身性质的物理量(2)电场强度e的大小、方向由电场本身决定，客观存在，与不释放检查电荷和释放检查电荷的电性质无关(3)电场的叠加满足平行四边形的规律六、电场线1 .概念：为了视觉上表现各点在电场中的强弱和方向，在电场上画了一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场的强度。 这些曲线是边界线。 (第一位用电界线表现电场的科学家是法拉第)2 .边界线的特征：(1)边界线是虚拟曲线，不真实。 (2)切线方向表示该点电场强度的方向.(3)疏密表示在那里电场的强弱的大小.(5)从正电荷(或无穷远)开始，结束负电荷(或无穷远) (6)任何两个边界线不相交，不中断，不闭合。(7)沿着边界线方向，电位越来越低。 但是，e不一定是向e方向电位下降最大的方向。(8)电场线等势面.电场线被从高等势面批判为低等势面。(9)边界线只能表现电场的方向和定性的电场强弱，而不是带电粒子在电场中的运动轨迹。3 .几条电场线的分布这次会议的课题：学生班的表演：电场力的性质练习例1 .如图所示，在直线上有距离0.4 m的两个点电荷a、b、a带电q、b带电9 q。 现在，如果导入第三个点电荷c，正好3个点电荷通过电场处于平衡状态，则c的带电的性质和位置为()a .正b的右0.4 m的地方b .正b的左0.2 m的地方c .负a左0.2 m的地方d .负a右0.2 m的地方两个半径相同的金属球，电荷量之比为17，距离为r，两者接触后返回到原来的位置，相互作用力可能变为原来的。PS PS PS1 .以下说法正确的是()从E=F/q可以看出，电场中某一点的电场强度与检查电荷在该点受到的电场力成比例b .电场中某点的电场强度等于F/q，但与检查电荷的力的大小和带电量没有关系c .验证电场中某点的电场强度方向，即该点的电荷的受力方向d .式E=F/q和E=kQ/r2可以适用于任何静电场2 .如图所示，在电场中的一条电场线上，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两点的电场强度的大小时()A.a、b这两点的电场强度方向相同，b .因为电边界线从a朝向b，所以Ea Eb因为c .边界线是直线，所以无法确定Ea=Eb D. Ea、Eb的大小关系1 .关于电场强度的概念，以下说法是正确的()从a.e=可以看出，某电场的电场强度e与q成反比，与f成正比b .正和负的探测电荷在电场的同一点受到的电场力的方向相反，所以某点的电场强度的方向与放入探测电荷的正负有关系c .电场中点的电场强度与输入该点的试电电荷的正负无关d .在电场中的某点没有放置试掘电荷的情况下，该点的电场强度等于零2 .如图所示，m、n和p是以MN为直径的半圆弧上的三点，o点是半圆弧的圆心，MOP=60 .电荷量相等，符号相反的两个点电荷分别放置在m、n两点上，此时，o点电场强度的大小为E1，将n点处的点电荷移动到p点时a.1:2b.2:1c.2:d.4 :3 .关于电场和电界线的以下说法正确的是()a .由于电场和电界线都是客观存在的物质，所以电界线不仅在空间上相交，还可以接触。b .电场中，边界线通过的点的电场强度不为零，没有描绘边界线的区域内的点的电场强度为零c .同样的试掘电荷在电界线密集的地方受到的电场力很大d .边界线是人们想象的，表示电场的强弱和方向，客观上不存在4 .关于由点电荷q产生的电场，以下说法正确()a .电场强度的定义式还成立，即E=，式中的q是产生电场的点电荷b .真空中，电场强度的式为E=，式中，q是产生电场的点电荷c .真空中，电场强度的式E=，式中q是检验电荷d以上的说法是错误的5 .实线是3个方向的未知的电边界线，a、b两个带电粒子从电场中的m点以相同的速度飞出，a、b的运动轨迹如图2的虚线所示(a、b仅作用电场力)。A.a必须带正电，b必须带负电。b .电场力为a带正电，b带负电C.a的速度变小，b的速度变大，D.a的加速度变小，b的加速度变大用补偿法和对称法求出电场强度例1的1 N(N1 )个电荷量都为q(q0 )的球均匀地分布在半径r的圆周上，如图4所示，若删除位于圆周上的p点(未图示)的一个球，则中心o点处的电场强度的大小为_ _ _ _ _，方向_ _.(静电力常数为k(1)补偿法：(2)对称法：利用带电体(例如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特征来求出电场强度的方法.如图5所示，在水平右、大小e的均匀强电场中，在o点固定电荷量q的正电荷，a、b、c、d以o为中心，在半径r的同一圆周上的4个点，b、d接线与电线边界线平行，a、c接线与电线边界线垂直()A.A点电场强度为B.B点的电场强度为E-kC.D点的电场强度的大小不能与0 D.A、c2点的电场强度相同练习2均匀带电的球壳在球外空间产生的电场与电荷集中在球心上产生的电场等价。 如图6所示，正电荷均匀分布在半球面AB上，总电荷量为q，球面半径为r，CD为通过半球的顶点和球心o的直线，直线上有m、n这两点，如果设=2R点的电场强度的大小为e，则n点的电场强度的大小为()A.-E B. C.-E D. E等量同种点电荷和等量异种点电荷的电边界线的比较比较项目等量异种点电荷等量的同点电荷边界线分布图连接中点o处的电场强度连接线上o点的电场强度最小，指的是负电荷一方零连接的电场强度的大小(从左到右)沿着线先变小再变大沿着线先变小再变大沿着中垂线从o点向外场强o点最大，向外逐渐减少o点最小，向外先变大再变小关于o点对称的a和a、b和b的电场强度等待大同大的反向如图7所示，两个带等量的负电荷的小球a、b (可看作点电荷)固定在平滑的绝缘水平面上，p、n是连接小球a、b的水平垂线上的两点，将PO=ON .电荷量小的带正电荷的小球c (可看作质点)a .速度先变大，b .速度先变大c .加速度先变大后变小，过了o点，加速度先变小后变大。 加速度先变小再变大练习1如图8所示，在a、b两点上分别固定等量的异种点电荷q和-Q，c是线段ab的中点，d是ac的中点，e是ab的垂直二等分线上的一点，将一个正点电荷放置在d、c、e点上，其受到的电场力分别为Fd、Fc、Fe，以下的说法是A.Fd、Fc、Fe的方向是水平右B.Fd，Fc的方向是水平右，Fe的方向是垂直上C.Fd、Fe的方向是水平右侧，Fc=0 D.Fd、Fc、Fe的大小都相等如图9所示，在2等量异种点电荷的电场中，判断为MN是连接2电荷的垂线，a、b、c三点与连接直线和2电荷的线平行，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于连接2电荷的线上.A.b点电场强度比d点电场强度大B.b点电场强度比d点电场强度小C.a、b两点间的电位差与b、c两点间的电位差相等d .试掘电荷q在a点的电势比在c点的电势小如图10所示，长度L=1.5 m平滑的绝缘细的直线棒MN，电场强度的大小被垂直固定为E=1.0105 N/C，与水平方向形成=30角的倾斜向上的均匀强电场，棒的下端m固定带电小球a，带电量为Q=4.510-6 C 这里，球b从杆的n端静止释放，球b开始运动(静电力常数k=9.0109 Nm2/C2，g=10 m/s2 )。(1)求出球b运动开始时的加速度a(2)小球b的速度最大时，求出小球距m端的高度h1(3)小球b从n端到m端高度为h2=0.61 m时，以速度v=1.0 m/s，求出该过程中的小球b的电位的变化量ep .如图所示，电荷量q的电荷均匀分布在半径r的圆盘上，在与圆盘垂直且通过中心c的轴上有a、b、d三点，a和b、b和c、c和d之间的距离是r，在a点上有电荷量q (q0 )的固定点电荷。 已知b点处电场强度为零时，d点处的电场强度的大小(k为静电力常数)PS PS PS PS2 .如图所示，可以看作质点的三物块a、b、c放置在倾斜角为30的固定斜面上，物块和斜面间的动摩擦系数=，a和b紧密接触，c紧密接触固定挡板，三物块的质量分别为mA=0.60 kg，mB=0.30 kg，mC=0.50 kg 如果qC=1.010-5 C，则开始时三个物体块静止，与斜面之间没有摩擦力作用，在b、c之间L=1.0 m .现在，对a施加与斜面平行的力f，a在斜面上进行加速度a=1.0 m/s2的均匀加速直线运动，假设斜面足够长。 求出静电力常数k=9.0109 Nm2/C2、g=10 m/s2 .(1)B模块的带电量qB(2)A、b运动多长距离后开始分离3 .如图所示，绝缘光滑的水平轨道AB的b端与位于垂直平面内的圆弧状的粗绝缘轨道BC光滑地连接，圆弧的半径R=0.40 m .在轨道所在的空间中在水平右方向上存在一样的强电场，电场强度E=1.0104 N/C .以往的质量m=0.10 kg的带电体(质点受到水平轨道上距b端的距离s=1.0 m的电场力的带电体从静止开始运动，运动到圆弧状轨道的c端时，速度正好为零。 已知带电体上带电的电荷量q=8.010-5 C，求出的是如下(1)带电体移动到圆弧状轨道的b端时对圆弧轨道的压力(2)在带电体沿着圆弧状的轨道从b端到c端移动的过程中摩擦力起作用的功问题组1的电场强度的概念和计算1 .关于电场强度的两个式E=F/q和E=kQ/r2，以下记述正确()A.E=F/q是电场强度的定义式，f是插入电场的电荷所受到的力，q是产生电场的电荷的电荷量B.E=F/q是电场强度的定义式，f是输入电场的电荷所接受的电场力，q是输入电场的电荷的电荷量，可以应用于任何电场C.E=kQ/r2是点状电荷的电场强