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1、第一节节 库仑库仑 定律 电场电场 强度课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第 一 节 库 仑 定 律 电 场 强 度基础知识梳理基础知识梳理一、元电电荷及电电荷守恒定律 1元电电荷：科学实验发现实验发现 的最小电电荷量是电电子 的电电荷量，质质子、正电电子所带带的电电荷量与它相 同，但符号相反人们们把这这个最小的电电荷量叫做 元电电荷，用e表示，e_. 2电电荷守恒定律 (1)起电电方式：_、_、 _1.601019C摩擦起电电接触起电电 感应应起电电(2)带电实质带电实质 ：物体带电带电 的实质实质 是_(3)内容：电电荷既不会创创生，也不会消灭灭，它只能从一个物体_，或者从物体的一部分_
2、；在转转移的过过程中，电电荷的总总量保持不变变电电荷的转转移转转移到另一个物体转转移到另一部分1完全相同的金属球接触后电电荷量分配规规律怎样样？提示：1.完全相同的带电带电 金属球相接触，同种电电荷总总的电电荷量平均分配，异种电电荷先中和后平分 思考感悟二、点电电荷及库仑库仑 定律 1点电电荷：忽略_和电电荷分布 状况的可看成一个点的带电带电 体，是一种理想 化的模型 2库仑库仑 定律 (1)内容：真空中两个静止点电电荷之间间的相互 作用力，与它们们的_成正比 ，与它们们的_成反比，作用 力的方向在_形状、大小电电荷量的乘积积 距离的二次方 它们们的连线连线 上9.0109真空点电电荷电场电场
3、 力 电电荷量正电电荷(1)定义义：在电场电场 中画出一系列从正电电荷出发发 到负电负电 荷终终止的曲线线，使曲线线上每一点的 _方向跟该该点的场场强方向一致，这样这样 的曲 线线就叫电场线电场线 (2)电场线电场线 的性质质 电场线电场线 起源于_电电荷(或_处处) ，终终止于_电电荷(或_处处)；电场线电场线 的_反映电场电场 的强弱； 电场线电场线 不相交； 电场线电场线 不是真实实存在的切线线正无穷远穷远 负负无穷远穷远 疏密4几种典型电场电场 的电场线电场线 (如图图611)图图611思考感悟2电场线电场线 是电电荷运动动的轨轨迹吗吗？提示：2.不是课堂互动讲练一、库仑库仑 定律的理
4、解和应应用 1区分几种电电荷 (1)元电电荷：电电荷量为为e1.6 1019C的电电荷叫 做元电电荷质质子和电电子均带带元电电荷电电荷量 (2)点电电荷：形状和大小对对研究问题问题 的影响可忽 略不计计的带电带电 体称为为点电电荷 (3)场场源电电荷：电场电场 是由电电荷产产生的，我们们把产产 生电场电场 的电电荷叫做场场源电电荷(4)试试探电电荷(检验电检验电 荷)：研究电场电场 的基本方法之 一是放入一带电带电 荷量很小的点电电荷，考查查其受力 情况及能量情况，这样这样 的电电荷称为试为试 探电电荷或检检 验电验电 荷 2适用条件 仅仅适用于真空中的两个静止点电电荷间间的相互作用 虽虽然从
5、数学角度讲讲由r 0能得出F的结论结论 ，但从物理学的角度分析，这这一结论结论 是错误错误 的， 因为为r 0时时，两电电荷已不能再看成点电电荷了 3三点电电荷平衡问题问题图图612 如图图612所示，在一条直线线上的三点A、B 、C，自由放置点电电荷QA、QB、QC，每个电电 荷在库仑库仑 力作用下均处处于平衡状态态的条件是 ： (1)正、负电负电 荷必须须相互间间隔(两同夹夹一异) (2)QAQB，QCQB(两大夹夹一小) (3)若QCQA则则QB靠近QA(近小远远大)【名师师点睛】 (1)两个点电电荷间间的距离r0时时，不能再视为视为 点电电荷，也不遵循库仑库仑 定律，它们们之间间的库仑
6、库仑 力不能认为趋认为趋 于无穷穷大(2)两个带电带电 体间间的库仑库仑 力是一对对相互作用力二、场场强的三个表达式的比较较及电场电场 的叠加 1对场对场 强的三个表达式的正确理解2.电场电场 的叠加原理 多个电电荷在电场电场 中某点的电场电场 强度为为各个点电电 荷单单独在该该点产产生的电场电场 强度的矢量和，这这种 关系叫电场电场 强度的叠加，电场电场 强度的叠加遵循 平行四边边形定则则 【名师师点睛】 在求解电场电场 强度问题时问题时 ，应应分 清所叙述的场场强是合场场强，还还是分场场强，若求 分场场强，要注意选择选择 适当的公式进进行计计算，求 合场场强时时，应应先求出分场场强，然后再
7、根据矢量 的合成法则则(平行四边边形定则则)进进行求解即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀) 2如图图613所示，两等量异号的点电电荷相 距为为2a.M与两点电电荷共线线，N位于两点电电荷连连 线线的中垂线线上，两点电电荷连线连线 中点到M和N的 距离都为为L，图图613且La.略去(a/L)n(n2)项项的贡贡献，则则两点电电荷的合电场电场 在M和N点的强度( )A大小之比为为2，方向相反B大小之比为为1，方向相反C大小均与a成正比，方向相反D大小均与L的平方成反比，方向相互垂直三、常见电场见电场 的电场线电场线 特点 1孤立点电电荷的电场电场 (1)正(负负)点电电荷的电场线电场线 呈
8、空间间球对对称分布指 向外(内) (2)离点电电荷越近，电场线电场线 越密(场场强越大)； (3)不存在场场强相同的点，若以点电电荷为为球心作 一球面，则电场线处处则电场线处处 与球面垂直，在此球面 上场场强大小相等，但方向不同 2等量点电电荷的电场线电场线 比较较比较较等量异种点电电荷等量同种点电电荷 电场线电场线 分布图图比较较等量异种点电电荷 等量同种点电电荷 连线连线 中点O处处的 场场强最小，指向负电负电 荷一方为为零连线连线 上的场场强大 小沿连线连线 先变变小， 再变变大沿连线连线 先变变小， 再变变大 沿中垂线线由O点 向外场场强大小O点最大，向外 逐渐渐减小O点最小，向外 先
9、变变大后变变小 关于O点对对称的 A与A、B与 B的场场强特点等大同向等大反向3.电场线电场线 与带电带电 粒子在电场电场 中的运动轨动轨 迹的关 系 根据电场线电场线 的定义义，一般情况下，带电带电 粒子在 电场电场 中的运动轨动轨 迹不会与电场线电场线 重合，只有 同时满时满 足以下三个条件时时，两者才会重合 (1)电场线为电场线为 直线线； (2)电电荷初速度为为零，或初速度方向与电场线电场线 平 行； (3)电电荷仅仅受电场电场 力或所受其他力合力的方向与 电场线电场线 平行 【名师师点睛】 根据电场线电场线 的分布可以判断电电 场场强度的大小和方向，但仅仅一条电场线电场线 不能判 断
10、场场强的强弱即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀) 3如图图614所示，M、N为为两个固定的等量 同种正电电荷，在其连线连线 的中垂线线上的P点自由释释 放一个负电负电 荷(重力不计计)，关于负电负电 荷的运动动， 下列说说法中正确的是( )图图614A从P到O，可能加速度越来越小，速度先变变大后变变小B从P到O，可能加速度先变变大再变变小，速度越来越大C越过过O点后，加速度一直变变大，速度一直变变小D越过过O点后，加速度一直变变小，速度一直变变小解析：选选B.OP段上电场电场 方向沿OP，故负电负电荷所受电场电场 力方向为为由PO，故由PO，速度越来越大，因O点和无穷远处穷远处 的场场强
11、都为为零，中间间不为为零，即从O点到无穷远处场穷远处场 强先增大后减小，中间间有极值值点，而P在极值值点的上方还还是下方不能确定，故加速度可能一直减小，也可能先变变大再变变小，故选选B.经典题型探究库仑力作用下的平衡问题如图图615所示，用三根长长度相同的绝绝 缘细线缘细线 将三个带电带电 小球连连接后悬悬挂在空中，三个 带电带电 小球质质量相等，A球带带正电电，平衡时时三根绝绝 缘细线缘细线 都是直的，但拉力都为为零 (1)指出B球和C球分别带别带 何种电电荷；并说说明理由 (2)若A球带电带电 荷量为为Q，则则B球的带电带电 荷量为为多 少？例例1 1图图615【思路点拨拨】 分析小球受力
12、，由平衡条件求 解【解析】 (1)B球平衡时时，绳对绳对 球无拉力，但 B球受重力，而C球对对B球的排斥力在水平方向 上，故B球要保持平衡，A球应对应对 B球有吸引力 ，又A带带正电电，故B、C带负电带负电 图图616【答案】 见见解析【方法总结总结 】 分析带电带电 体平衡问题问题 的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样样的，学会把电电学问题问题 力学化，必要时时，进进行讨论讨论 互动动探究 例1中，若A球带电带电 荷量减小，B、C两球带电带电 荷量保持不变变，仍处处于平衡状态态，则则细线细线 AB、BC中有无拉力？解析：由上例可知，若A球带电带电 荷量减小，A球对对B球的库仑库仑 力减小，
13、故AB线线有拉力由于重力不变变，所以AB线线上的拉力与A球对对B球的引力的合力在竖竖直方向上的分力和上例中是一样样的，同理水平方向也一样样，故BC线线上仍无拉力答案：AB中有拉力，BC中无拉力带电体在电场中的运动问题例例2 2 (满满分样样板 8分)如图图617所示，一根 长长L1.5 m的光滑绝缘细绝缘细 直杆MN，竖竖直固定在 场场强为为E1.0105N/C、与水平方向成30角 的倾倾斜向上的匀强电场电场 中杆的下端M固定一个 带电带电 小球A，电电荷量Q4.5106C；另一带带 电电小球B穿在杆上可自由滑动动，电电荷量q 1.0106C，质质量m1.0102kg.现现将小球B从 杆的上端
14、N静止释释放，小球B开始运动动(静电电力 常量k9.0109 Nm2/C2，取g10 m/s2)求：图图617(1)小球B开始运动时动时 的加速度为为多大？ (2)小球B的速度最大时时，距M端的高度h1为为多大 ？ 【思路点拨拨】 通过过分析B球所受合力求解其加 速度利用当a0时时速度最大来求h1.【答案】 (1)3.2 m/s2 (2)0.9 m 【反思领领悟】 解决带电带电 体运动问题动问题 的一般方 法： (1)确定研究对对象如果有几个物体相互作用时时 ，要依据题题意，适当选选取“整体法”或“隔离 法”，一般是先整体后隔离 (2)对对研究对对象进进行受力分析 (3)应应用平衡条件或牛顿顿
15、运动动定律列方程讨论讨论 求 解电场中机械能守恒问题例例3 3如图图618所示，正电电荷q1固定于半径 为为R的半圆圆光滑轨轨道的圆圆心处处，将另一带带正电电 、电电荷量为为q2、质质量为为m的小球，从轨轨道的A处处 无初速度释释放，求： (1)小球运动动到B点时时的速度大小； (2)小球在B点对轨对轨 道的压压力图图618 【思路点拨拨】 小球尽管受电场电场 力，但电场电场 力不 做功，故机械能守恒【题题后反思】 带电带电 体在电场电场 中运动动仅仅仅仅 多一个电场电场 力，其分析和解决的方法与力学解题题方法是一致的知能优化演练本部分内容讲解结束点此进进入课课件目 录录按ESC键键退出全屏播放谢谢谢谢 使 用
