《2015名师导学物理一轮课件 第六章 静电场6.1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015名师导学物理一轮课件 第六章 静电场6.1（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 1节 电场的力的性质 一、电荷及电荷守恒定律 1 元电荷：是自然界中带电量最小的电荷，任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电量，即 e _ _ _ C. 2 点电荷：带一定电荷量，忽略带电体的 _ _ _ 和 _ _ _ 的一种理想化模型 3 物体带电的方式和实质 (1) 带电方式： _ _ _ 、 _ _ _和感应起电 (2) 带电实质：物体带 电的实质是电荷的 _ _ _ 10 19 大小 形状 摩擦起电 接触带电 转移 4 电荷守恒定律 电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体_ _ _ 到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷
2、的总量保持_ _ _ 这个结论叫做电荷守恒定律 二、库仑定律 1 内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的 _ _ _ 成正比，跟它们之间的 _ _ _ 成反比，作用力的方向在它们的连线上 2 表达式： F 式中 k 表示静电力常量，k _ _ _ 3 适用条件： _ _ _ _ 中的 _ _ _ 转移 不变 电量的乘积 距离的平方 109 N2 真空 点电荷 三、电场、电场强度、电场线 1 电场 (1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间 _ _ _ 的一种特殊物质 (2) 基本性质：对放入其中的电荷有 _ _ _ 2 电场强度 (1) 意义：是描述电场的 _ _ _( 即力的性质 ) 的
3、物理量 (2) 定义：放入电场中某点的电荷所受的 _ _ _ 跟它的 _ _ _ 的比值 (3) 定义式： _ _ _ ，单位： _ _ _或 _ _ _ 相互作用 电场力的作用 强弱和方向 电场力 F 电荷量 q E 牛 /库 (N/C) 伏 /米 (V/m) (4) 矢量性：规定 _ _ _ 所受电场力的方向为该点的场强方向 (5) 真空中点电荷产生的电场中，均强的决定式： E (6) 匀强电场中，场强 E 与电势差 U 的关系式： E 3 电场线 (1) 定义：为了形象描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的 _ _ _ 都跟该点的场强方向一致，曲线的_
4、_ _ 表示电场的强弱 正电荷 切线方向 疏密程度 (2) 特点： 电场线始于 _ _ _( 或无穷远 ) ，终于_ _ _( 或无穷远 ) ； 电场线互不相交； 电场线和等势面在相交处互相 _ _ _ ； 沿着电场线的方向电势 _ _ _ ； 电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电场线也密 正电荷 负电荷 垂直 降低 (3) 几种典型的电场线 题型一：对电荷守恒定律及库仑定律的理解 例 1 (2013 四川 ) (1) 在探究两 电荷间相互作用力的大小与哪 些因素有关的实验中，一同学 猜想可能与两电荷的间距和带 电量有关他选用带正电的小 球 A 和 B ， A 球放在可移动的绝 缘
5、座上， B 球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒 C 点，如图所示 实验时，先保持两球电荷量不变，使 A 球从远处逐渐向 B 球靠近，观察到两球距离越小， B 球悬线的偏角越大，再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大， B 球悬线的偏角越大 实验表明：两电荷之 间的相互作用力，随其距离的 _ 而增大，随其所带电荷量的 _ 而增大 此同学在探究中应用的科学方法是_( 选填： “ 累积法 ” 、 “ 等效替代法 ” 、 “ 控制变量法 ” 或 “ 演绎法 ” ) 【解析】 (1) 本题考查力的平衡、库仑定律对小球 B ，受到重力 A 电荷的库仑力 F 和线的拉力，设细线与竖直方向夹角为 ，
6、由平衡得 F mg ，当 增大，库仑力增大，实验表明，电荷间距离减小或增大电荷量， B 球悬线偏角都将变大，相 互作用力变大 【答案】 减小 增大 控制变量法 【方法与知识感悟】 1. 电荷守恒及分布规律 处于静电平衡的带电导体电荷只能分布在外表面上，而导体外表面上的电荷分布又与表面形状有关，因此当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电量平均分配，异种电荷先中和后平分 2 库 仑定律适用条件 (1) 库仑定律只适用于真空中的点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律 (2) 当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点 电荷 但不能根据公式错误地
7、推论：当 r 0 时， F . 其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了 (3) 对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷， r 为两球心之间的距离 (4) 对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布 题型二：库仑定律与力学的综合问题 例 2 在一绝缘支架上，固定一个带正电的小球 A ，A 又通过一长为 10 绝缘细 线连着另一个带负电的小球 B ， B 的质量为 0.1 电荷量为19 10 6C ，如图所示，将小球 B 缓慢拉离竖直位置当细线与竖直方向成 60 时，将它由静止释放已知释放的瞬间线刚好张紧，但无弹力 ( g 取 10 m/，求： (1) 小球
8、 A 的电荷量； (2) 小球 B 运动到最低点时细线的拉力 【思路点拨】 对小球进行受力分析、功能分析和运动分析，列相关方程求解 【解析】 (1) 释放瞬间， B 球受力如图所示 F 0 ， 代入 数据求得 10 5C (2) 释放后，小球做圆周运动， 电场 力不做功，设在最低点速度为 v ，依机械 能守恒，有： 1 0 ) 12m 1 ， v 1 m/s. 又 T F 以上各式得： T . 【方法与知识感悟】 分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析 方法一样，要学会把电学问题力学化分析方法是： (1) 确定研究对象如果有几个带电体相互作用时，要依据题意，适当选取 “ 整体法 ” 或 “
9、 隔离法 ” ； (2) 对研究对象进行受力分析，多了个电场力 ( F ； (3) 列平衡方程 ( F 合 0 或 0 ， 0) 或牛顿第二定律方程 题型三：电场强度的叠加问题 例 3 (2013 全国 ) 如图，一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 a 、 b 、 d 三个点， a 和 b 、 b 和 c 、 c 和 ，在 a 点处有一电荷量为 q ( q 0) 的固定点电荷已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为 ( k 为静电力常量 )( ) A k3 B 2 C D 2 【解析】 b 处合场强为 0 ，即 E 盘 0 ；由对称性知，圆盘上
10、的电荷在 b 、 d 处产生的电场等大反向；在 d 处，合场强 E 3 E 盘 2 ，选项 【 答案 】 B 【方法与知识感悟】 电场强度的三个公式及其叠加原理 1 三个公式的比较 表达式 比较 E E 意义 电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式 匀强电场中 E 与 适用 条件 一切电场 真空 点电荷 匀强电场 比较决 定因素 由电场本身决定，与 q 无关 由场源电荷 Q 和场源电荷到该点的距离 由电场本身决定，d 是场中两点间沿场强方向的距离 相同点 矢量，单位： 1 N/C 1 V/m 2. 电场强度的叠加原理 多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢
11、量和，这种关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵循平行四边形定则 在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当 的公式进行计算；若求合场强时，应先求出分场强，然后再根据平行四边形定则求解 题型四：对电场线的理解和应用 例 4 在电荷量分别为 2 q 和 q 的两个点电荷 形成的电场中，电场线 分布如图所示，在两点 电荷连线上有 a 、 b 两点， 则 ( ) A 在两点电荷之间的连线上存在一处电场强度为零的点 B 在负试探电荷从 a 点向 b 点移动过程中所受电场力先减小后增大 C 在负试探电荷从 a 点向 b 点移动过程中电场力先做正功，后做负功 D
12、负试探电荷在 a 点具有的动能比在 b 点具有的动能小 【解析】 两个点电荷之间的连线上场强不为零 ，A 选项错误；负试探电荷从 a 点向 b 点移动的过程中，电场力方向向右，电场力一直做负功，动能减小，从a 点到 b 点的过程中，电场强度先变小后变大，故电场力先减小后增大， B 选项正确 【 答案 】 B 【方法与知识感悟】 关于电场线的问题往往与带电粒子的运动联系起来进行考查，解 答这类问题应抓住以下几个关键： ( 1) 分析清楚粒子的运动情况，特别是速度和加速度如何变化； (2) 根据力和运动的关系，确定粒子所受电场力的大小方向如何变化； (3) 根据电场力与场强的关系，确定场强的大小、
13、方向如何变化，从而确定电场线的分布规律 (4 ) 熟悉几种常见电场的电场线分布特点 1 使 带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开 下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 ( ) D 2 如图所示，电场中某条电场线 上 M 、 N 两点相距为 d ，电势差绝对值 为 U ，同一点电荷在 M 、 N 两点所受的电场力大小分别为 2，下面说法正确的是 ( ) A M 点的场强大小一定等于 若 M 点场强小于 N 点场强 C ，则 E M E N ， B 错；沿电场线方向电势降低， C 对；因为只有一条电场线，不能判断电场的种类， D 错 3 如图所示为某电场中的一条 电场线，某一负电荷沿着电场线从 A 点运动到 B 点，负电荷在 A 、 B 两点的电场力大小分别为 F A 和 F B
