2011高考物理專題復習課件大全：庫侖定律電場強度.ppt

庫侖定律電場強度,要點疑點考點,課前熱身,能力思維方法,延伸拓展,要點疑點考點,一、電荷守恒與庫侖定律1.自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負電荷.電荷間相互作用的規(guī)律是同種電荷相斥，異種電荷相吸.電量為e=1.610-19C稱為元電荷，任何物體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.,要點疑點考點,2.摩擦起電、感應起電和電荷中和等現(xiàn)象的本質都只是電荷的轉移.3.電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能是從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變，這就是電荷守恒定律.,要點疑點考點,4.庫侖定律：F=kQ1Q2/r2，靜電力常量k=9109Nm2/C2.說定律適用于真空中兩點電荷之間.Q1、Q2只需用絕對值代入即可求得作用力大小，方向由兩電荷的電性判斷，兩電荷之間的庫侖力是一對作用力與反作用力.有時可將物體等效為點電荷.但“點”的位置與電荷分布有關.5.點電荷：物理模型，即如果滿足相互之間距離遠大于帶電體大小則帶電體便可看做點電荷.,要點疑點考點,二、電場電場強度1.電場是存在于電荷周圍的特殊物質，靜止電荷之間的相互作用是通過電場來實施的.2.電場強度是描述電場強弱的物理量.電場強度的定義式為E=F/q，適用于一切電場.（1）E是矢量，規(guī)定E的方向就是正電荷在該點受電場力的方向.國際單位制中，E的單位為V/m.電場中某一點的場強大小和方向與試探電荷（電量和大小都很?。┑恼?、電荷多少和有無等因素都無關，只由產(chǎn)生電場的因素決定.,要點疑點考點,多種電荷在空間某點同時產(chǎn)生電場時，該處場強為各種電荷獨立產(chǎn)生場強的矢量疊加.（2）E矢量處處相等的電場稱作勻強電場.它是一種基本而又重要的電場.（3）真空中點電荷Q在某點處產(chǎn)生的場強的計算式E=kQ/r2；勻強電場中場強與電勢差的關系式為：E=U/d,式中d為沿場強方向上兩點間距離.,要點疑點考點,三、電場線1.電場線，是為了形象地描述電場而人為畫出的假想的曲線.電場線上各點的切線方向與該點場強方向相同.電場線的疏密能大致表示電場中各處場強的大小.2.靜電場中，電場線起始于正電荷（或無窮遠處），終止于負電荷（或無窮遠處）.3.幾種常見的電場中電場線的分布和各點場強、電勢的比較.,課前熱身,1.如圖，半徑均為r的金屬球如圖9-1-1所示放置，使兩球的邊緣相距為r.今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設兩電荷Q間的庫侖力大小為F，比較F與kQ2/(3r)2的大小關系.【答案】FkQ2/(3r)2.,課前熱身,2.靜電場中電場線有哪些性質？【答案】（1）起始于正電荷（或無窮遠），終止于負電荷（或無窮遠）；（2）疏密表示場強的大小，切線方向即為該點場強方向；（3）不相交，不閉合；不存在相互平行同方向但疏密不同的電場線.,課前熱身,3.公式E=F/q中的q與E=kQ/r2中的Q有何區(qū)別？【答案】公式E=F/q是場強E的定義式，其中的q是放于電場中某點的試探電荷的電量，E與q無關；E=kQ/r2是真空中點電荷產(chǎn)生電場的場強計算公式，其中Q為場源電荷的電量，E與有關.,課前熱身,.畫出下列幾種電荷產(chǎn)生的電場線：正點電荷等量異種電荷等量同種點電荷帶等量異種電荷的平行金屬板之間,能力思維方法,【例1】有三個完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定起來，然后讓C球反復與A、B球接觸，最后移去C球，試問A、B間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?能力思維方法,【解析】C與A、B多次反復接觸之后，最終結果是A、B原先所帶電量的總和，最后在三個相同的小球間均分，最后A、B兩球帶的電量均為7Q+（-Q）/3=2QA、B兩球原先有引力：F=kq1q2/r2=k7QQ/r2=7kQ2/r2A、B兩球最后有斥力F=kq1q2/r2=k2Q2Q/r2=4kQ2/r2以上兩式相除可得F=4F/7，即A、B間的庫侖力減到原來的4/7.,能力思維方法,【解題回顧】導體帶電的情況與導體表面的形狀有關，相同小球接觸后應按照先總和（中和），再平分的原則，這就是電荷守恒定律的應用.,能力思維方法,【例2】如圖9-1-3所示的是在一個電場中的a、b、c、d四個點分別引入試探電荷時，電荷所受的電場力F跟引入的電荷電量之間的函數(shù)關系.,能力思維方法,下列說法正確的是(B)A.該電場是勻強電場B.a、b、c、d四點的電場強度大小關系是EdEbEaEcC.這四點的場強大小關系是EbEaEcEdD.無法比較E值大小,能力思維方法,【解析】對圖像問題要著重理解它的物理意義.對于電場中給定的位置，放入的試探電荷的電荷量不同，它受到的電場力不同，但是電場力F與檢驗電荷的電荷量q的比值F/q即場強E是不變的量，因為F=Eq，所以F跟q的關系圖線是一條過原點的直線，該直線的斜率的大小即表示場強的大小.由此可得出EdEbEaEc，故B正確.,能力思維方法,【解題回顧】反映矢量變化規(guī)律的圖像一般能反映大小，也能反映方向，而此題通過圖像能否反映出a、b、c、d四點場強的方向呢？,能力思維方法,【例3】如圖9-1-4所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質量都是m，它們的懸線長度是L，懸線上端都固定在同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球x的地方靜止平衡，此時A受到繩的拉力為T；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質量的方法，使A球在距B為1/2x處平衡；則A受到的繩的拉力為（）A.TB.2TC.4TD.8T,圖9-1-4,能力思維方法,【解析】A受到重力G、B對A的庫侖力F、繩的拉力T，如圖9-1-5所示.由共點力平衡條件，由相似三角形可得T=mg、F=x/Lmg.當A球質量變?yōu)閙并使它在距B球1/2x處平衡時，同理可得：T=mg和F=(1/2x)/Lmg；而由庫侖定律容易得到A球前后所受庫侖力之比F/F=4；即1/2xmg/L/(xmg/L)=4，所以m=8m，T=mg=8mg=8T.所以應選D.,圖9-1-5,能力思維方法,【例4】如圖9-1-6所示，用金屬絲AB彎成半徑r=1m的圓弧，但在A、B之間留出寬度為d=2cm、相對來說很小的間隙.將電量Q=3.1310-9C的正電荷均勻分布金屬絲上，求圓心O處的電場強度.,能力思維方法,【解析】可以這樣想：將圓環(huán)的缺口補上，并且它的電荷密度與缺了口的環(huán)體原有電荷密度一樣，這樣就形成了一個電荷均勻分布的完整帶電環(huán)，環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分可看成兩個相對應的點電荷，它們產(chǎn)生的電場在圓心O處疊加后場強為0.根據(jù)對稱性可知，帶電圓環(huán)在圓心O處的總場強E=0.,能力思維方法,設原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為,=Q/(2r-d).則補上的金屬小段帶電量Q=d，它在O處的場強為:=910-2(N/C).設待求的場強為E2，由E1+E2=0可得E2=-E1=-910-2N/C.負號表示E2與E1方向相反，即E2的方向向左，指向缺口.,能力思維方法,【解題回顧】（1）對某些物理問題，當待求的A直接去解很困難或沒有條件解時，可設法補上一個B，補償?shù)脑瓌t是使（A+B）成為一個完整的模型，從而使（A+B）變得易于求解，而且，補上去的B也必須容易求解.那樣，待求的A便可從兩者的差值獲得，問題就迎刃而解了.這就是解物理題時常用的“補償法”.用這個方法可以算出一些特殊的帶電體所產(chǎn)生的電場強度.,延伸拓展,【例6】長木板AB放在水平面上如圖9-1-9所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一個質量為m、電量為q的小物塊C從A端以某一初速起動向右滑行，當存在向下的勻強電場時，C恰能滑到B端，當此電場改為向上時，C只能滑到AB的中點，求此電場的場強.,延伸拓展,【解析】當電場方向向上時，物