第一節(jié)電場(chǎng)力的性質(zhì)

第一節(jié)電場(chǎng)力的性質(zhì)第1頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)電場(chǎng)力的性質(zhì)第2頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引一、電荷和電荷守恒定律1．電荷(1)元電荷：電荷量為e＝____________的電荷叫做元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷電荷量．1.6×10－19C第3頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)點(diǎn)電荷：____________對(duì)研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)的帶電體稱為點(diǎn)電荷．2．電荷量：物體所帶電荷的多少，單位是______．任何帶電體的電荷量皆為元電荷電荷量的整數(shù)倍．形狀和大小庫(kù)侖第4頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．電荷守恒定律(1)三種起電方式①方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電．②實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是_________電子得失第5頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個(gè)物體_____到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分_____到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量_____.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變第6頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三名師點(diǎn)撥：當(dāng)完全相同的帶電金屬球相接觸時(shí)，同種電荷電量平均分配，異種電荷先中和后平分．二、庫(kù)侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成_____，跟它們的______________成正比距離的二次方第7頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三反比,作用力的方向在它們的連線上．2．公式：F＝k.式中的k＝9.0×109N·m2/C2，叫做靜電力常量．3．適用條件：(1)________

；(2)真空中．點(diǎn)電荷第8頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三名師點(diǎn)撥：當(dāng)兩帶電體離得較近時(shí)，它們不能視為點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用，但它們之間仍存在庫(kù)侖力．三、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線1．電場(chǎng)(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物質(zhì)．第9頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有力的作用．2．電場(chǎng)強(qiáng)度(1)意義：描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量．(2)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的________跟它的_________的比值．電場(chǎng)力F電荷量q第10頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)公式：E＝.單位：V/m或N/C.(4)方向：_________在該點(diǎn)的受力方向，是矢量．(5)決定因素：電場(chǎng)強(qiáng)度取決于電場(chǎng)本身，與q無(wú)關(guān)．正電荷第11頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．電場(chǎng)線及特點(diǎn)(1)電場(chǎng)線：電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向．2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)①電場(chǎng)線從________或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于_______或無(wú)限遠(yuǎn)處．正電荷負(fù)電荷第12頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三②電場(chǎng)線不相交．③在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越____.(3)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線(如圖9－1－1)大第13頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖9－1－1第14頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三名師點(diǎn)撥：(1)電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線．(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向與該點(diǎn)放不放電荷以及所放電荷的大小和電性無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身決定．第15頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三要點(diǎn)透析直擊高考一、應(yīng)用庫(kù)侖定律需注意的問(wèn)題1．適用條件庫(kù)侖定律只適用于真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身尺度時(shí),可把帶電體看成點(diǎn)電荷．雖然從數(shù)學(xué)角度由r→0能得出F→∞的結(jié)論，第16頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三但從物理角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的，因?yàn)閞→0時(shí)，兩電荷已不能再看成點(diǎn)電荷了．2．三點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題圖9－1－2第17頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三如圖9－1－2所示，在一條直線上的三點(diǎn)A、B、C，自由放置點(diǎn)電荷QA、QB、QC，每個(gè)電荷在庫(kù)侖力作用下均處于平衡狀態(tài)的條件是：(1)正、負(fù)電荷必須相互間隔(兩同夾一異)．(2)QA>QB，QC>QB(兩大夾一小)．第18頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)若QC>QA則QB靠近QA(近小遠(yuǎn)大)．解決方法是根據(jù)三點(diǎn)電荷合力(場(chǎng)強(qiáng))均為零，列方程求解：第19頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三即時(shí)應(yīng)用1．(2012·寧波模擬)真空中有兩個(gè)完全相同的金屬小球，A球帶qA＝6.4×10－16C的正電荷，B球帶qB＝－3.2×10－16C的負(fù)電荷，均可視為點(diǎn)電荷．求：第20頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(1)當(dāng)它們相距為0.5m時(shí)，A、B間的庫(kù)侖力為多大？(2)若將兩球接觸后再分別放回原處，A、B間的庫(kù)侖力又為多大？解析：(1)A、B兩球帶異種電荷,因此,A、B間的庫(kù)侖力是引力，由庫(kù)侖定律可得它們間的庫(kù)侖力大小為第21頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)A、B兩球接觸時(shí)會(huì)發(fā)生電中和，使“凈電荷”總量減小，剩下的“正”凈電荷將重新分布．第22頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三由于A、B兩球是完全相同的導(dǎo)體球，剩余的凈電荷將平均分配，A、B兩球?qū)贤N電荷，故放回原處后,A、B間的庫(kù)侖力變?yōu)槌饬Γ畠汕蚪佑|后，它們的帶電情況為：第23頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三所以分別放回原處后，兩球間的庫(kù)侖力為：答案：(1)7.37×10－21N

(2)9.22×10－22N第24頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的比較第25頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三特別提醒：使用以上三個(gè)公式時(shí)一定要注意它們的適用條件．第26頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三即時(shí)應(yīng)用2．下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)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(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量第27頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三B．E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中電荷受的力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)C．E＝kQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量，它不適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)第28頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三D．從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式F＝k，式是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在Q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小第29頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第30頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、電場(chǎng)疊加1．疊加原理：多個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵守平行四邊形定則．第31頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．等量同種電荷和等量異種電荷的電場(chǎng)(1)等量同種電荷的電場(chǎng)如圖9－1－3甲所示．①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)為零,此處無(wú)電場(chǎng)線．第32頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三②兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)不為零．③從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面(線)到無(wú)限遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變?。軆牲c(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和該直線平行．第33頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三⑤關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′，B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向．圖9－1－3第34頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2)等量異種電荷的電場(chǎng)如圖乙所示．①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大．②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(線)上，電場(chǎng)線的方向均相同,即場(chǎng)強(qiáng)方向相同，且與中垂面(線)垂直．第35頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三③關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向．即時(shí)應(yīng)用3．(2010·高考海南卷)如圖9－1－4，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半圓弧的圓心，∠MOP＝60°.電荷量相等、符號(hào)相反第36頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E1；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋2，E1與E2之比為(

)圖9－1－4第37頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三A．1∶2

B．2∶1C．2∶ D．4∶解析：選B.M、N處的兩點(diǎn)電荷符號(hào)相反，電荷量的數(shù)值為Q，半圓弧半徑為r，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同,大小均為 ,因此O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1＝2 .在N點(diǎn)的第38頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三電荷移至P點(diǎn)時(shí)，兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為，二者方向夾角為120°，因此O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2＝

，所以E1∶E2＝2∶1，即選項(xiàng)B正確．第39頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三題型探究講練互動(dòng)

庫(kù)侖定律的應(yīng)用例1 (2012·西安質(zhì)檢)兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球，相距r，球的半徑比r小得多，帶電荷量大小分別為q和3q，相互斥力為3F.現(xiàn)讓這兩個(gè)金屬球相接第40頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三觸，然后分開(kāi)，仍放回原處，則它們之間的相互作用力將變?yōu)?

)A．F

B.C．4F

D．以上三個(gè)選項(xiàng)之外的一個(gè)值第41頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【答案】C第42頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【規(guī)律總結(jié)】?jī)蓚€(gè)完全相同的小球接觸后，電荷要重新分布，其所帶電荷量要平分，設(shè)分別帶Q1、Q2的正電荷，二者接觸后每個(gè)小球帶電荷量為

；如果帶Q1、Q2的異種電荷，接觸后每個(gè)小球帶電荷量為| |,電性與電荷量大的小球相同．第43頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三變式訓(xùn)練1

(2011·高考海南卷)三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電量為q,球2的帶電量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然第44頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變．由此可知(

)A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝6第45頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第46頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

電場(chǎng)線分布特點(diǎn)的應(yīng)用例2圖9－1－5第47頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三如圖9－1－5所示是靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布,下列說(shuō)法中正確的是(

)A．這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)B．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力大C．點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小(不計(jì)重力)第48頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三D．負(fù)電荷在B點(diǎn)處所受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向【解析】點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是一些直線，A錯(cuò)．因?yàn)殡妶?chǎng)線疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)大小，EA＞EB，點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大,B對(duì)，C錯(cuò)．負(fù)電荷在電場(chǎng)中的受力方第49頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，D錯(cuò)．【答案】

B第50頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【名師點(diǎn)評(píng)】本題也可采用能量觀點(diǎn)分析，例如小球P所帶電荷量緩慢減小時(shí)，其由離平衡位置最遠(yuǎn)處回到平衡位置的過(guò)程中庫(kù)倉(cāng)力對(duì)其做功減小,由動(dòng)能定理可知其每次經(jīng)過(guò)平衡位置O時(shí)的速率不斷減?。?1頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三變式訓(xùn)練2圖9－1－6

第52頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(2012·廣東東莞調(diào)研)如圖9－1－6為兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出)．圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱．則下列說(shuō)法中正確的是(

)第53頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三A．這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B．這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷C．D、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等D．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小第54頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三解析：選A.由電場(chǎng)線分布的特征可知,產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷一定是等量異種電荷,A正確;D、C兩點(diǎn)電場(chǎng)線的疏密程度不同,D、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，C不正確；C點(diǎn)電場(chǎng)線較密，電場(chǎng)強(qiáng)度大,D不正確．第55頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

帶電體在電場(chǎng)中的力學(xué)分析例3 (滿分樣板12分)(2012·北京東城區(qū)檢測(cè))如圖9－1－7所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好第56頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三靜止．重力加速度取g，sin37°＝0.6,cos37°＝0.8.求：圖9－1－7第57頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(1)水平向右電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?2)若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的1/2，小物塊的加速度是多大；(3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能．第58頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三?解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！圖9－1－8第59頁(yè)，共66頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(1)小物塊靜止在斜面上，受重力