《库仑定律电场力地性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《库仑定律电场力地性质（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word库仑定律电场力的性质一、库仑定律电荷守恒定律1点电荷有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型2电荷守恒定律(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电(2)带电实质：物体带电的实质是得失电子(3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一局部转移到另一局部；在转移过程中，电荷的总量保持不变3库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上(2)表达式：Fk，式中k109 Nm2/C2，叫做静电力常量(3)适用条件：真空中；静止；点电荷深度思考计算两个
2、带电小球之间的库仑力时，公式中的r一定是指两个球心之间的距离吗？为什么？答案不一定当两个小球之间的距离相对于两球的直径较小时，两球不能看做点电荷，这时公式中的r大于(带同种电荷)或小于(带异种电荷)两个球心之间的距离二、电场、电场强度1电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质(2)根本性质：对放入其中的电荷有力的作用2电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值(2)定义式：E，q为试探电荷(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向3场强公式的比拟4电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为
3、各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和(2)运算法如此：平行四边形定如此5等量同种和异种点电荷的电场强度的比拟比拟项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小三、电场线1定义为了形象地描述电场中各点场强的强弱与方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱2电场线的三个特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处；(2)电场线在
4、电场中不相交；(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏1.如下列图，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都X开()A此时A带正电，B带负电B此时A电势低，B电势高C移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合2. (教科版选修31P15第1题)把检验电荷放入电场中的不同点a、b、c、d，测得的检验电荷所受电场力F与其电荷量q之间的函数关系图象如图2所示，如此a、b、c、d四点场强大小的关系为()图2AEaEbEcEdBEaEbEdEcC
5、EdEaEbEcDEcEaEbEd3(人教版选修31P5演示实验改编)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，一同学猜测可能与两电荷的间距和电荷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座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图3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球悬线的偏角越大图3实验明确：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)4
6、.(人教版选修31P15第6题)102108 C现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30夹角(图4)求这个匀强电场的电场强度5(人教版选修31P15第7题)如图5所示，真空中有两个点电荷Q1108 C和Q2108 C，分别固定在x坐标轴的x0和x6 cm的位置上图5(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零？(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的？命题点一库仑定律的理解与应用1库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用2对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离3对于两个带电金属球，要考虑外表电荷的重新分布，如图6所示图6(1)同种电荷
7、：Fk；(2)异种电荷：Fk.4不能根据公式错误地认为r0时，库仑力F，因为当r0时，两个带电体已不能看做点电荷了例1 (多项选择)如图7所示，把A、B两个一样的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，如此()图7A两球所带电荷量相等BA102 NCB球所带的电荷量为4108 CDA、B两球连线中点处的电场强度为0用丝绸摩擦过的玻璃棒接触；平衡；可视为点电荷两个完全一样的带电金属球接触时电荷的分配规律1如果接触前两
8、金属球带同种电荷，电荷量分别为q1和q2，两球接触时，总电荷量平均分配，两球的电荷量都等于.2如果接触前两金属球带异种电荷，电荷量分别为q1和q2，且q1q2，接触时，先中和再将剩余的电荷量(q1q2)平均分配，两球的电荷量都等于.1(多项选择)两个半径一样的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之比为17，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，如此相互作用力可能为原来的()A.B.C.D.2根据科学研究明确，地球是一个巨大的带电体，而且外表带有大量的负电荷如果在距离地球外表高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，假如将其放在距离地球外表高度与地球半径相等的位置时
9、，如此此带电尘埃将()A向地球外表下落B远离地球向太空运动C仍处于悬浮状态D无法判断命题点二电场强度的理解与叠加1求解电场强度的常规方法电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考考点分布的重点区域之一求电场强度常见的有定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法2求解电场强度的非常规思维方法(1)等效法：在保证效果一样的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景例如：一个点电荷q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图甲、乙所示(2)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化例如：如图，均匀带
10、电的球壳在O点产生的场强，等效为弧BC产生的场强，弧BC产生的场强方向，又等效为弧的中点M在O点产生的场强方向(3)填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍(4)微元法：将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强例2(2015某某理综18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图10.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零静电力常量用k表示假如将该正点电荷移到G点，如此H点处场强的大小和方向分别为()图10A.
11、，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向例3如图11所示，xOy平面是无穷大导体的外表，该导体充满z0的空间，z0的空间为真空将电荷量为q的点电荷置于z轴上zh处，如此在xOy平面上会产生感应电荷空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体外表上的感应电荷共同激发的静电平衡时导体内部场强处处为零，如此在z轴上z处的场强大小为(k为静电力常量)()图11AkBkCkDk静电平衡导体内部场强处处为零电场强度叠加问题的求解思路电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定如此，分析电场的叠加问题的一般步骤是：(1)确定分析计算场强的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电
12、场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定如此求出矢量和3均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场一样如图12所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖一球形空腔，假如静电力常量为k，球的体积公式为Vr3，如此A点处场强的大小为()图12A.B.C.D.4. (多项选择)如图13所示，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c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点有一电荷量为q(q0)的固
13、定点电荷b点处的场强为零，如此d点处场强的大小为(k为静电力常量)()图13AkBkCkDk命题点三电场中的平衡和加速问题1电场力方向正电荷受力方向与场强方向一样，负电荷受力方向与场强方向相反2恰当选取研究对象，用“整体法或“隔离法进展分析3根本思路：(1)平衡问题利用平衡条件列式求解(2)非平衡问题利用牛顿第二定律求解4库仑力作用下电荷的平衡问题与力学中物体的平衡问题一样，可以将力进展合成与分解5列平衡方程，注意电荷间的库仑力与电荷间的距离有关例4(多项选择)如下列图，用两根长度一样的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q106 C的正电荷两线夹角为12
14、0，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，如此()A支架对地面的压力大小为2.0 NB两线上的拉力大小F1F21.9 NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F11.225 N，F21.0 ND将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N夹角120；等量异种电荷例5如下列图，光滑绝缘的正方形水平桌面边长为d0.48 m，离地高度h1.25 m桌面上存在一水平向左的匀强电场(除此之外其余位置均无电场)，电场强度E1104 N/C.在水平桌面上某一位置P处有一质量m0.01 kg，电荷量q1106 C的带正电小球以初速度v01 m/s向右运动空气阻力忽略不计，重力加速度g10 m/s2.求：(1)小球在
