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1、（一）知识结构（1）（2）（3）（4）(二)课堂练习三种电荷：点电荷、元电荷、试探电荷两种基本电荷：正电荷、负电荷三种起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电电中和电荷守恒定律库仑定律 知识简析知识简析1、两种电荷：、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。摩擦过的玻璃棒带正电荷。2、元电荷：、元电荷：一个元电荷的电量为一个元电荷的电量为1.61019C，是一个电，是一个电子所带的电量子所带的电量说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。3、起电：、起电：使物体带电叫起电，使物
2、体带电的方式有三种使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种 摩擦起电，摩擦起电，接触起电，接触起电，感应起电。感应起电。1、表达式：w 2、适用范围：适用于真空真空中的点电荷w 3、K 知识简析知识简析点电荷：是一个理想化的模型点电荷：是一个理想化的模型,在实际中在实际中,当两个带电体本当两个带电体本身的线度比它们之间的距离身的线度比它们之间的距离小得多小得多时，带电体的时，带电体的形状和大形状和大小小对相互作用力的影响可以忽略不计时对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体就可以把带电体视为点电荷视为点电荷.(这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分这一点与万有引力很相似，但又
3、有不同：对质量均匀分布的球布的球,无论两球相距多近无论两球相距多近,r都等于球心距都等于球心距;而对带电导而对带电导体球体球,距离近了以后距离近了以后,电荷会重新分布，不能再用球心距电荷会重新分布，不能再用球心距代替代替r).点电荷很相似于我们力学中的质点点电荷很相似于我们力学中的质点 知识简析知识简析电荷守恒定律：电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的分，系统的电荷总数是不变的注意：注意：电荷的变化是
4、电子的转移引起的；完全相同的带电电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。中和后再平分。知识简析知识简析1、基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用2、电场强度3、电场线 知识简析知识简析 知识简析知识简析三、电场能的性质三、电场能的性质1、电场力做功与电势能2、电势、电势差3、等势面4、电场中的导体、电场中的导体定义式w单位：w方向:正电荷在该点所受的电场力的方向。w注意：电场强度E与F、q无关w3、匀强电场：w2、点电荷电场：w4、电场叠加：用平行四边形法则w电场中各点的大小
5、和方向都相同，电场 线是互相平行的直线Q产生电场的电荷，q放在电场中的检验电荷 知识简析知识简析1、如如何何比比较较电电场场中中任任两两点点的的场场强强大大小和方向呢？小和方向呢？1、判断电场强度大小的几种方法：、判断电场强度大小的几种方法：方法一方法一:由定义式由定义式E=Fq决定；决定；方法二方法二:在点电荷电场中，在点电荷电场中，E=kQr2；方法三方法三:在匀强电场中，场强处处相等；在匀强电场中，场强处处相等；方法四方法四:电力线密（疏）处强大（小）。电力线密（疏）处强大（小）。2 2、判断电场强度方向的几种方法：、判断电场强度方向的几种方法：方方法法一一:根根据据规规定定，正正电电荷
6、荷所所受受电电场场力力的方向即是该点的场强方向；的方向即是该点的场强方向；方方法法二二:电电场场线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向即即是该点的场强方向；是该点的场强方向；(A)若将放在电场中某点的电荷若将放在电场中某点的电荷q改为改为q，则该，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。点的电场强度大小不变，方向与原来相反。（B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。场强度变为零。（C）沿电场线方向，场强一定越来越小。）沿电场线方向，场强一定越来越小。（D）若电荷）若电荷q在在A处受到的电场力比处受到的电场力比B点时大，则点时大，则A点
7、电场强度比点电场强度比B点的大。点的大。（E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。电荷所受电场力的方向。（F）已知）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点为某一电场线（直线）上的两点由此可知，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但两点的电场强度方向相同，但EA和和EB的大小无法比较。的大小无法比较。练习练习.如图，在如图，在x x轴上的轴上的x x=-1=-1和和x x=1=1两点分两点分别固定电荷量为别固定电荷量为-4-4Q Q 和和+9+9Q Q 的点电荷。求：的点电荷。求：x x轴上合场强为零的点的坐标。并求在轴上合场强
8、为零的点的坐标。并求在x x=-3=-3点点处的合场强方向。处的合场强方向。1 1-1-1-3-3-5-5-4Q+9Q 答案：答案：x=-5x=-5，向右，向右3.场强的叠加场强的叠加 规律方法规律方法库仑定律的理解和应用库仑定律的理解和应用【例例】如图所示，三个完全相同的金属小球如图所示，三个完全相同的金属小球a a、b b、c c位位于等边三角形的三个顶点上于等边三角形的三个顶点上a a和和c c带正电，带正电，b b带负电，带负电，a a所所带电量的大小比带电量的大小比b b的小已知的小已知c c受到受到a a和和b b的静电力的合力可的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它
9、应是用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是A AF F1 1 B BF F2 2 C CF F3 3 D DF F4 4解析解析:a对对c为斥力，方向沿为斥力，方向沿ac连线背离连线背离a；b对对c为引力，方为引力，方向沿向沿bc连线指向连线指向b由此可知，由此可知，二力的合力可能为二力的合力可能为F3或或F4 又已知又已知b的电量比的电量比a的大，由此的大，由此又排除掉又排除掉F3，只有，只有F4是可能的是可能的 cabF4F3F2F1例：在真空中同一条直线上的例：在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电两点固定有电荷量分别为荷量分别为+4Q和和-Q的点电荷。的点电荷。将另一个点电将另一个
10、点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？C解析：如图所示，若引入另一小求，则应放在B另一侧，且为正电荷设在设在C点放入点电荷点放入点电荷QC，与，与B球距离为球距离为x，故，在故，在C ab=bc 三点一线三点一线,两大夹小；两同夹异两大夹小；两同夹异,近小远大近小远大对对A点处与平衡状态，由库仑定律得点处与平衡状
11、态，由库仑定律得对对B点处与平衡状态，由库仑定律得点处与平衡状态，由库仑定律得解得解得x=r，QC=4Q规律：规律：例：如图所示，半经为例：如图所示，半经为r r的硬橡胶圆环上带有的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量均匀分布的正电荷，其单位长度上的带电量为为q q，现截去环上一小段，现截去环上一小段ABAB，ABAB长为长为l l(l lr),0，电势降低。W0,电势升高 知识简析知识简析电势与电势能比较电势与电势能比较电场强度与电势的对比电场强度与电势的对比 知识简析知识简析（三）等势面（三）等势面1电场中电势相等的点所组成的面为等势面电场中电势相等的点所组成的面为等势面
12、2特点特点:（1 1）各点电势相等）各点电势相等 （2 2）等势面上任意两点间的电势差为零）等势面上任意两点间的电势差为零（3 3）电荷沿着等势面运动，电场力不做功）电荷沿着等势面运动，电场力不做功 （4 4）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面势面（5 5）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大距离越大 （6 6）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等）等势面上各点的电势相
13、等但电场强度不一定相等（7 7）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低的面的面 （8 8）两个等势面永不相交）两个等势面永不相交 知识简析知识简析（四）电场中的导体（四）电场中的导体 1、静电感应：、静电感应：绝缘导体放在一个带电体的附近，在绝缘绝缘导体放在一个带电体的附近，在绝缘导体上靠近带电体的一端应带电体的异种电荷，在远离带导体上靠近带电体的一端应带电体的异种电荷，在远离带电体的一端带同种电荷电体的一端带同种电荷 静电感应可从两个角度来理解：根据同种电荷相排斥，异静电感应可从两个角度来理解：根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；也可
14、以从电势的角度来解释，导体种电荷相吸引来解释；也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动中的电子总是沿电势高的方向移动 2静电平衡状态：静电平衡状态：导体中（包括表面）没有电荷定向移导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态动的状态叫做静电平衡状态3静电屏蔽静电屏蔽:处于静电平衡状态的导体处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为内部的场强处处为零零,导体内部区域不受外部电场的影响导体内部区域不受外部电场的影响,这种现象就是静电这种现象就是静电屏蔽屏蔽.知识简析知识简析(1)内部场强处处为零内部场强处处为零,导体内部的电场强度是外加电场和导体内部的电场强度是外加电
15、场和感应电荷产生电场叠加的结果感应电荷产生电场叠加的结果.(因为假若内部场强不为零因为假若内部场强不为零,则内部电荷会做定向运动则内部电荷会做定向运动,那么就不是静电平衡状态了那么就不是静电平衡状态了)4处于静电平衡状态的导体：处于静电平衡状态的导体：(2)净电荷分布在导体的外表面，内部没有净电荷净电荷分布在导体的外表面，内部没有净电荷.(.(因为因为净电荷之间有斥力净电荷之间有斥力,所以彼此间距离尽量大所以彼此间距离尽量大,净电荷都在导净电荷都在导体表面体表面)(3)是一个等势体是一个等势体,表面是一个等势面表面是一个等势面.(.(因为假若导体中某因为假若导体中某两点电势不相等两点电势不相等
16、,这两点则有电势差这两点则有电势差,那么电荷就会定向运那么电荷就会定向运动动)【例例1】一个任意形状的金属导体，处于静电平衡状态时一个任意形状的金属导体，处于静电平衡状态时A导体内部没有净电荷导体内部没有净电荷*B导体内部任意两点间的电势差不一定为零导体内部任意两点间的电势差不一定为零C导体内部的场强不一定处处为零导体内部的场强不一定处处为零 D在导体表面上，电场线可以与导体表面成任意角在导体表面上，电场线可以与导体表面成任意角 知识简析知识简析 【例例2 2】如图所示，将不带电的导体如图所示，将不带电的导体BCBC放在放在带正电的金属球带正电的金属球A A附近，当导体附近，当导体BCBC达到静电平衡后，则下达到静电平衡后，则下列说法正确的有（列说法正确的有（）A A用导线连接用导线连接BCBC两端，导线中有瞬间电流通过两端，导线中有瞬间电流通过B B用手摸一下导体用手摸一下导体B B端可使导体带正电端可使导体带正电C C导体导体C C端电势高于端电势高于B B端电势端电势D DB B和和C C端感应电荷在导体内部产生的场强沿端感应电荷在导体内部产生的场强沿BCBC方向逐渐方向逐渐减小
