第一講庫侖定律電場及其描述

第一講庫侖定律電場及其描述第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三一.電荷守恒定律1、自然界中只存在正負兩種電荷量。2.元電荷量電子電荷量的絕對值（基本電荷量）：e=1.60×10-19C所有帶電物體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（1）接觸起電（2）摩擦起電（3）感應起電本質電子的轉移3、使物體帶電的三種方法：第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三4.電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移另一部分,在轉移的過程中,電荷的代數(shù)和不變.這一結論叫做電荷守恒定律.第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三5、兩個完全相同的金屬球接觸帶電的規(guī)律（1）若帶同種電荷，則先相加再平分（2）若帶異種電荷，則先中和再平分第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三二、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個點電荷間的作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。其中k為靜電力常量，

k=9.0×109Nm2/C22、公式：第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三3、成立條件①

真空中（空氣中也近似成立），②

點電荷。即帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計。(這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對帶電導體球，距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心距代替r）。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三三、電場強度1、定義：放入電場中某點的試探電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度,簡稱場強。（2）單位是V/m，也可以用N/C。(1)公式：第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（6）場強E是描述電場的力的性質的物理量。（3）這是電場強度的定義式，適用于任何電場。（4）其中的q為試探電荷,是電荷量很小的點電荷(可正可負)（5）電場強度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三2、點電荷周圍的場強公式：3、勻強電場的場強公式：其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷，叫場源電荷。其中d是沿電場線方向上的距離。第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三5、電場疊加原理：電場強度是矢量，當空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三四、電場線物理學中用電場線來形象地描繪電場強度①電場線起源于正電荷（或無窮遠處），終止與負電荷（或無窮遠處）。②電場線的方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。③電場線互不相交。④電場線不表示電荷在電場中運動的軌跡，只有當線為直線、電荷初速度為零或初速度平行于電場線、只受電場力作用時，運動軌跡才與電場線重合。第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三⑤勻強電場：在電場中，如果各點的場強處處相同，這樣的電場叫做勻強電場。勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三⑥種常見的電場的電場線：孤立點電荷周圍的電場等量異種點電荷的電場等量同種點電荷的電場勻強電場點電荷與帶電平板第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三三、舉例說明第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三1．A、B是一條電場線上的兩個點，一帶負電的微粒僅在電場力作用下以一定初速從A點沿電場線運動到B點，其v—t圖象如圖甲所示．則這電場的電場線分布可能是圖乙中的()0v

t甲AABBABCABDAB乙A第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三

2、兩個質量相同的小球用不可伸長的細線連結，置于場強為E的勻強電場中，小球1和小球2均帶正電，電量分別為q1和q2（q1＞q2）。將細線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示。若將兩小球同時從靜止狀態(tài)釋放，則釋放后細線中的張力T為（不計重力及兩小球間的庫侖力）

（

）E球1球2A第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三

3．如圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細線懸掛起來的兩個相同的帶電介質小球A、B，左邊放一帶正電的固定球P時，兩懸線都保持豎直方向。下面說法正確的是（）

A．A球帶正電，B球帶負電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量大

B．A球帶正電，B球帶負電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量小

C．A球帶負電,B球帶正電,并且A球帶電荷量較P球帶電荷量小

D．A球帶負電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量大

ABPC第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三4．在光滑絕緣的水平面上，相距一定的距離放有兩個質量分別為m和2m的帶電小球（可視為質點）A和B

。在t1=0時，同時將兩球無初速釋放，此時A球的加速度大小為a；經(jīng)一段時間后，在t=t2

時，B球的加速度大小也變?yōu)閍

。若釋放后兩球在運動過程中并未接觸，且所帶電荷量都保持不變，則下列判斷正確的是 （）A．兩個小球帶的是同種電荷B．兩個小球帶的是異種電荷C．t2時刻兩小球間的距離是t1時刻的倍D．t2時刻兩小球間的距離是t1時刻的倍

BD第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三5．如圖所示，豎直絕緣墻壁上固定一個帶電質點A，A點正上方的P點用絕緣絲線懸掛另一質點B,A、B兩質點因為帶電而相互排斥,致使懸線與豎直方向成θ角,由于漏電A、B兩質點的帶電量緩慢減小，在電荷漏完之前，關于懸線對懸點P的拉力F1大小和A、B間斥力F2大小的變化情況,下面說法中正確的是（）

A．F1保持不變

B．F1先變大后變小

C．F2保持不變

D．F2逐漸減小BAθPAD第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三解：BAθP畫出帶電質點B的受力圖，mgF1F2G′由庫侖定律，A、B兩質點的帶電量緩慢減小，F(xiàn)2逐漸減小，θ角減小,AB減小,PA、PB均不變。ΔPAB∽G′BF2，PA、PB均不變，所以F1保持不變第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三6．（14分）如圖（甲）所示，在一個點電荷Q的電場中，Ox坐標軸與它的一條電場線重合，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為2.0m和5.0m．放在A、B兩點的試探電荷a、b受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電量的關系圖象分別如圖（乙）中直線a、b所示，放在A點的電荷帶正電，放在B點的電荷帶負電。（1）求B點的電場強度的大小和方向．（2）試判斷點電荷Q的電性，并說明理由．（3）求點電荷Q的位置坐標．圖甲ABOx/m011223344F/Nq/0.1Cab圖乙第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三解：（1）由圖可知，B點的電場強度EB=F/q①代入數(shù)據(jù)得EB=2.5N/C②EB方向指向x負方向③（2）同理可判斷A點的電場強度EA＝40N/C④EA方向指向x正方向，由于A、B兩點均處于同一個點電荷所形成的電場中，場強方向