高中物理 電場力的性質(zhì)課件 滬科版選修3

考點(diǎn)點(diǎn)擊1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點(diǎn)電荷Ⅰ4.庫侖定律Ⅱ5.靜電場Ⅰ考點(diǎn)點(diǎn)擊6.電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)Ⅱ7.電場線Ⅰ8.電勢能、電勢Ⅰ9.電勢差Ⅱ10.勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動Ⅱ12.常見電容器Ⅰ13.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ一、元電荷和電荷守恒定律1．元電荷：最小的電荷量，其值為e＝

C任何帶電體的電荷量皆為元電荷e的

．2．電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它們只能從一個物體

另一個物體，或者從物體的一個部分

另一部分．在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量

．1.6×10－19

整數(shù)倍轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到保持不變二、點(diǎn)電荷及庫侖定律1．點(diǎn)電荷：帶一定的電荷量，忽略其

的一種理想化模型．2．庫侖定律(1)內(nèi)容：在

中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的

成正比，跟它們間的

成反比．作用力的方向在

.形狀和大小真空電荷量的乘積距離的二次方它們的連線上(2)表達(dá)式：F＝k，式中k＝

N·m2/C2，叫靜電力常量．(3)適用條件：

中的

．9.0×109真空點(diǎn)電荷1.兩個分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閞/2，則兩球間庫侖力的大小為()A.1/12FB.3/4FC.4/3FD.12F庫侖定律的應(yīng)用C

1【答案】

q1=5×10-8C;q2=2×10-8C；q1、q2異號“真空中兩個靜止點(diǎn)電荷相距10cm，它們之間的相互作用力大小為9×10-4N。當(dāng)它們合在一起時，成為一個帶電荷量為3×10-8C的點(diǎn)電荷。問原來兩電荷的帶電荷量各為多少？”某同學(xué)求解如下：根據(jù)電荷守恒定律：q1+q2=3×10-8C=a①根據(jù)庫侖定律：q1q2=r2/kF=(10×10-2)2/(9.0×109)×9×10-4C2＝1×10-15C2=b，以q2=b/q1代入①式得q12-aq1+b=0，解得

C，根號中的數(shù)值小于0，經(jīng)檢查，運(yùn)算無誤。試指出求解過程中的問題并給出正確的解答。三、電場、電場強(qiáng)度和電場線1．電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間相互作用的一種特殊

．(2)基本性質(zhì)：對放入其中的

有力的作用．物質(zhì)電荷2．電場強(qiáng)度(1)定義：放入電場中某點(diǎn)的試探電荷所受的電場力F與它的電荷量q的

．(2)定義式：

(F為電場力、q為試探電荷的電荷量)，單位：

或V/m.(3)意義：描述電場

和

的物理量．(4)方向：規(guī)定

電荷在電場中所受電場力的方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的方向，是矢量．比值N/C強(qiáng)弱方向正E＝3．電場線及其特點(diǎn)(1)電場線為了直觀形象地描述電場中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向，在電場中畫出的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的

表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向．切線方向(2)電場線的特點(diǎn)①電場線是為了形象地描述電場而

、實(shí)際不存在的理想化模型．②電場線始于

(或無窮遠(yuǎn))，終于無窮遠(yuǎn)或

，是不閉合曲線．假想的正電荷負(fù)電荷③任意兩條電場線都不相交．④電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的相對大小，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏.⑤勻強(qiáng)電場中的電場線是等間距的平行線．(3)幾種典型電場的電場線孤立的正電荷、孤立的負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場線1．電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向與該點(diǎn)放不放試探電荷以及所放試探電荷的電荷量大小和電性無關(guān)，完全由電場本身決定．2．電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，不表示電荷在該點(diǎn)的受力方向．電場線不是電荷在電場中的運(yùn)動軌跡．1．疊加原理：多個點(diǎn)電荷在電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫電場強(qiáng)度的疊加．電場強(qiáng)度的疊加遵守平行四邊形定則．2．場強(qiáng)的三個表達(dá)式的比較表達(dá)式比較E＝E＝kE＝公式意義電場強(qiáng)度的定義式真空中點(diǎn)電荷的決定式勻強(qiáng)電場中E與U的關(guān)系式適用條件一切電場①真空②點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場決定因素電場本身決定，與q無關(guān)場源電荷Q和場源電荷到該點(diǎn)的距離r共同決定電場本身決定，d為沿電場方向的距離2．下列關(guān)于電場強(qiáng)度的兩個表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2

的敘述，正確的是(

)A．E＝F/q是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝F/q是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中電荷受的力，q是放入電場中電荷的電荷量，它適用于任何電場C．E＝kQ/r2是點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計算式，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場D．從點(diǎn)電荷場強(qiáng)計算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝kQ1Q2/r2.其中kQ2/r2是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q1處的場強(qiáng)大小，而kQ1/r2是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場在Q2處的場強(qiáng)的大小BCD1．如圖所示，分別在A、B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．試求C點(diǎn)的場強(qiáng)．答案：0.05N/C，方向平行于AB指向右2．如圖所示，正電荷Q放在一勻強(qiáng)電場中，在以Q為圓心、r為半徑的圓周上有a、b、c三點(diǎn)，將檢驗(yàn)電荷q放在a點(diǎn)，它受到的電場力正好為零，則勻強(qiáng)電場的大小和方向如何？b、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向如何？則勻強(qiáng)電場E＝kQ/r2

，方向向右；Eb＝2kQ/r2

，方向向右；Ec＝kQ/r2

，方向與勻強(qiáng)電場E的方向成45°斜向上．3.如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點(diǎn)，OP=L，試求P點(diǎn)的場強(qiáng)大小。

ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點(diǎn)，位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強(qiáng)大小為E1，在P2處的場強(qiáng)大小為E2。則以下說法正確的是()A.兩處的電場方向相同，E1＞E2B.兩處的電場方向相反，E1＞E2C.兩處的電場方向相同，E1＜E2D.兩處的電場方向相反，E1＜E2D1．電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡的關(guān)系根據(jù)電場線的定義，一般情況下，帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡不會與電場線重合，只有同時滿足以下三個條件時，兩者才會重合：(1)電場線為直線；(2)電荷的初速度為零，或速度方向與電場線平行；(3)電荷僅受電場力或所受其他力的合力的方向與電場線平行．2．等量點(diǎn)電荷的電場線比較比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線上的場強(qiáng)大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對稱的A與A′、B與B′的場強(qiáng)特點(diǎn)等大同向等大反向比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方為零1．如圖所示的各電場中，A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同的是(

)D2．法拉第首先提出用電場線形象生動地描繪電場，圖示為點(diǎn)電荷a、b所形成電場的電場線分布圖，以下幾種說法正確的是(

)A．a(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量B．a(chǎn)、b為異種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量C．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量大于b帶電荷量D．a(chǎn)、b為同種電荷，a帶電荷量小于b帶電荷量B3.如圖所示，M、N為兩個等量同種正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點(diǎn)P自由釋放一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q，不計重力影響，關(guān)于點(diǎn)電荷q的運(yùn)動，下列說法正確的是(

)A．從P→O的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B．從P→O的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C．點(diǎn)電荷q運(yùn)動到O點(diǎn)時加速度為零，速度達(dá)到最大值D．點(diǎn)電荷q越過O點(diǎn)后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度為零C如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)若q2為正電荷，則q1為___電荷，q3為____電荷;(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比

是______:___:______。負(fù)負(fù)1電荷(帶電體)在庫侖力作用下平衡如圖所示，兩根長為L的絲線下端分別懸掛一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q和-q的小球A和B，處于場強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求E的大小滿足什么條件時，才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)？電荷(帶電體)在電場中的平衡

4在場強(qiáng)為E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電荷量分別為2q和-q，兩小球用長為l的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸于O點(diǎn)而處于平衡狀態(tài)，如圖6-1-10所示，重力加速度為g，則細(xì)線對懸點(diǎn)O的作用力等于_________，兩個小球之間的細(xì)線的拉力等于______

______。2mg+qEmg-qE-2kq2/l2如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m、電荷量均為＋Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))，它們間的距離為r，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，求：(1)A受的摩擦力為多大？(2)如果將A的電荷量增至＋4Q，兩物體開始運(yùn)動，當(dāng)它們的加速度第一次為零時，A、B各運(yùn)動了多遠(yuǎn)距離？[答案]

(1)k

(2)各運(yùn)動了Q

－【例3】［2009年高考浙江理綜卷］如圖6-1-6所示，在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個