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1、杭州外国语学校杭州外国语学校杭州外国语学校杭州外国语学校 赵唯唯赵唯唯赵唯唯赵唯唯 2015201520152015年年年年5 5 5 5月月月月物理选修物理选修3-13-1物理选修物理选修3-13-1第一章第一章 静电场静电场第一章第一章 静电场静电场库仑定律库仑定律复习巩固复习巩固【库仑定律库仑定律】 【库仑的实验库仑的实验】 电电荷荷之之间间的的相相互互作作用用力力的的大大小小，与与 成成正正比比，与与 ， 成反比。作用力的方向在成反比。作用力的方向在 。真空中两个静止的点真空中两个静止的点它们的电荷量的乘积成正比它们的电荷量的乘积成正比它们之间距离的二次方它们之间距离的二次方它们的连线
2、上它们的连线上* *适用条件：适用条件：适用条件：适用条件： 。* * * *公式表示为：公式表示为：公式表示为：公式表示为： 。真空中、点电荷（真空中、点电荷（真空中、点电荷（真空中、点电荷（LRLR）* *静电力恒量：静电力恒量：静电力恒量：静电力恒量： 。k=9k=9 10109 9NmNm2 2/C/C2 2库库库库仑仑仑仑做做做做实实实实验验验验用用用用的的的的装装装装置置置置叫叫叫叫做做做做 。库仑扭秤库仑扭秤库仑扭秤库仑扭秤【点电荷点电荷】 点电荷是只有点电荷是只有 ，没有，没有 和和 的的 模型。模型。电量电量大小大小 形状形状 理想化理想化典型例题典型例题例例：两两个个可可自
3、自由由移移动动的的点点电电荷荷分分别别放放在在A、B两两处处，如如图图所所示示A处处电电荷荷带带正正电电Q1，B处处电电荷荷带带负负电电Q2，且且Q2=4Q1，另另取取一一个个可可以以自自由由移移动动的的点点电电荷荷Q3放放在在AB直直线线上上欲欲使使整整个个系系统统处处于于平平衡状态，则：衡状态，则： A、Q3为负电荷，且放于为负电荷，且放于A左方左方 B、Q3为负电荷，且放于为负电荷，且放于B右方右方C、Q3为正电荷，且放于为正电荷，且放于AB之间之间 D、Q3为正电荷，且放于为正电荷，且放于B右方右方A正确正确规律规律1：两同夹异：两同夹异规律规律2：两大夹小：两大夹小典型例题典型例题例
4、例：如如图图所所示示，等等边边三三角角形形ABC，边边长长为为L，在在顶顶点点A、B处处有有等等量量异异种种点点电电荷荷QA、QB，QA=+Q，QB=-Q，求求在在顶顶点点C处处带带电电量为量为2Q的点电荷的点电荷QC所受的静电力。所受的静电力。解：解： 以以QC为研究对象，分析为研究对象，分析QC受力情况。受力情况。*题题目目中中没没有有明明确确QC电电性性，解解答答时时就需考虑就需考虑QC带正负电的两种情况。带正负电的两种情况。 （1）当）当QC为正电荷，受力情况：为正电荷，受力情况： 解：解：以以QC为研究对象，分析为研究对象，分析QC受力情况。受力情况。QA对对QC作用力作用力（同种电
5、荷相斥）：（同种电荷相斥）： QB对对QC作用力作用力（异种电荷相吸）：（异种电荷相吸）： QA=QB=Q FA=FB则：则：FAFB，方向水平面向右。，方向水平面向右。F1（2）当）当QC为负电荷时，受力情况：为负电荷时，受力情况： 则：则：，方向水平面向左。，方向水平面向左。FBFAF2例例:如如图图所所示示, 在在绝绝缘缘光光滑滑水水平平面面上上的的A、B两两点点分分别别放放置置质质量量m和和2m的的点点电电荷荷QA、QB。将将两两个个点点电电荷荷同同时时释释放放，已已知知刚刚释释放放时时QA的的加加速速度度是是a，经经过过一一段段时时间间后后（两两电电荷荷未未相相遇遇），QB的的加加速
6、速度度也为也为a，且此时的速度大小为，且此时的速度大小为v。求：。求：（1）释放时）释放时B的加速度多大？的加速度多大？（2）释放后）释放后A、B做什么运动？做什么运动？v、a如何变化如何变化 ？（3）当）当B的加速度为的加速度为a时，时，A的加速度为多大？的加速度为多大？典型例题典型例题（2）变加速运动）变加速运动v逐渐增大，逐渐增大，a逐渐增大！逐渐增大！（3）2a例例:如如图图，已已知知A、B两两相相同同的的小小球球质质量量为为m，带带有有相相同同的的电电量量，绝绝缘缘细细绳绳长长为为L，他他们们竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为。求求两带电小球所带电量两带电小球所带电量Q的大小。的大小。
7、典型例题典型例题F1T1mgF2T2mg思考思考:若若A球电量增至球电量增至2Q，哪个夹角大？，哪个夹角大？若若A球质量增至球质量增至2m，哪个夹角大，哪个夹角大?典型例题典型例题一样大一样大右边大右边大新课题新课题一一、电场电场1 1、电荷周围存在着、电荷周围存在着、电荷周围存在着、电荷周围存在着 。2 2、静止的电荷产生的电场称为静止的电荷产生的电场称为静止的电荷产生的电场称为静止的电荷产生的电场称为 。3 3、电场是电场是电场是电场是传递电荷相互作用的传递电荷相互作用的传递电荷相互作用的传递电荷相互作用的 。电荷电荷1电荷电荷2电场电场1电场电场2产生产生作用作用作用作用产生产生电场电场
8、电场电场静电场静电场静电场静电场物质物质物质物质【研究方法研究方法】 在在电电荷荷周周围围（即即电电场场中中）放放入入 （也也叫叫 ），从，从 的受力情况着手进行研究。的受力情况着手进行研究。二二、电场的描述电场的描述1 1、电场强度电场强度电场强度电场强度E E力的性质力的性质力的性质力的性质 *试探电荷试探电荷*源电荷源电荷（也叫场源电荷）（也叫场源电荷） （也叫检验电荷）（也叫检验电荷） 试探电荷试探电荷试探电荷试探电荷检验电荷检验电荷指周围电场是由它产生的电荷。源电荷是电场产生的原因。指周围电场是由它产生的电荷。源电荷是电场产生的原因。 电量足够小，放入之后电量足够小，放入之后不影响不
9、影响要研究的电场。要研究的电场。 在点电荷在点电荷Q电场中电场中A点分别放入电荷点分别放入电荷q1、q2、q3，则它们分别受电场力为：则它们分别受电场力为：得出：得出：源电荷源电荷Q对不同的检验电荷对不同的检验电荷q有不同的电场力有不同的电场力;但同一位置，但同一位置，F与与q的比值就不变的比值就不变二二、电场的描述电场的描述1 1、电场强度电场强度电场强度电场强度E E力的性质力的性质力的性质力的性质【研究方法研究方法】同样：同样：可发现：可发现：FAFB结论：结论：（3）Q固固定定则则电电场场的的空空间间分分布布固固定定，对对于于场场中中某某固固定定点点，F/q的的比比值值仅仅与与 有有关
10、关，与与 无无关关，它它反反映映的的是是 性性质质，反反映映的的是是电电场场的的 ，称称电电场场强强度度 比较：比较：（2）在在电电场场中中的的 ，不不同同的的试试探探电电荷荷q受受力力 ，但但其比值其比值F/q是是 的。的。（1）试试探探电电荷荷在在电电场场中中 受受到到的的电电场场力力的的大大小小和和方方向向一般是不同的。一般是不同的。二二、电场的描述电场的描述1 1、电场强度电场强度电场强度电场强度E E力的性质力的性质力的性质力的性质不同点不同点同一点同一点不同不同恒定恒定Q、r试探电荷试探电荷电场的电场的强弱强弱二二、电场的描述电场的描述1 1、电场强度电场强度电场强度电场强度E E
11、* *定义：定义：定义：定义：定义式定义式定义式定义式*决定因素：决定因素：*方向：方向：*点电荷电场：点电荷电场：（适用所有静电场）（适用所有静电场）决定式决定式场强叠加（矢量）场强叠加（矢量）力的性质力的性质力的性质力的性质*电场的叠加：电场的叠加： 用用用用检检检检验验验验电电电电荷荷荷荷受受受受到到到到的的的的电电电电场场场场力力力力跟跟跟跟检检检检验验验验电电电电荷荷荷荷电电电电量量量量q q的的的的比比比比值值值值来来来来定定定定义，义，义，义，即：即：即：即： 正正电电荷荷在在电电场场中中所所受受电电场场力力的的方方向向规规定定为为电电场场强强度度的的方方向。向。 由由电电场场本
12、本身身的的内内在在因因素素决决定定的的，它它与与引引入入电电场场中中的检验电荷无关。的检验电荷无关。请在右图中画出点电荷请在右图中画出点电荷+Q和和-Q在在P处场强的方向：处场强的方向：*Q是正电荷，是正电荷，E的方向就是沿着连线，背离的方向就是沿着连线，背离Q。*Q是负电荷，是负电荷，E的方向沿其连线指向的方向沿其连线指向Q。EEP由：由：真空中点电荷周围的电场：真空中点电荷周围的电场：（1）大小：）大小：（2）方向：）方向：*Q为正电荷时，为正电荷时，E的方向由的方向由Q指向指向P；*Q是负电荷时，是负电荷时，E的方向由的方向由P指向指向Q得：得：*点点电电荷荷Q产产生生的的电电场场中中某
13、某一一点点的的场场强强的的大大小小由由点点电电荷荷Q及及P点到点到Q的距离的距离r决定，与检验电荷决定，与检验电荷q无关。无关。决定式决定式问题：问题：在点电荷在点电荷Q的电场中是否存在的电场中是否存在E相同的点？相同的点？不存在不存在 场强叠加原理场强叠加原理遵循平行四边形定则遵循平行四边形定则在在同同一一空空间间，若若有有几几个个静静止止电电荷荷同同时时产产生生电电场场，那那么么空空间间某某点点的的场场强强是是各各场场源源电电荷荷单单独独存存在在时时在在该该点点所所产产生生的的场场强强的的矢量和。矢量和。典型问题分析典型问题分析例例：真真空空中中有有一一电电场场，在在电电场场中中的的P点点
14、放放一一电电量量为为410-9C的的检检验验电荷，它受到的电场力电荷，它受到的电场力2 10-5N，则，则P点的场强为点的场强为 N/C；把检验电荷的电量减少为把检验电荷的电量减少为2 10-9C，则检验电荷所受的电场力为，则检验电荷所受的电场力为 N。如果把这个检验电荷取走，则。如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为点的电场强度为 N/C。5103110-55103例：下列关于电场强度的说法中，正确的是：例：下列关于电场强度的说法中，正确的是：A、 只适用于真空中点电荷产生的电场只适用于真空中点电荷产生的电场B、由由 知知，电电场场中中某某点点的的电电场场强强度度E与与检检验验电电荷荷在
15、在电电场中该点所受的电场力成正比场中该点所受的电场力成正比C、 得得，公公式式 是是点点电电荷荷Q1产产生生的的电电场场在在点点电荷电荷Q2处的场强大小。处的场强大小。D、由由公公式式 可可知知，在在离离点点电电荷荷非非常常近近的的地地方方（r0），电场强度电场强度E可达无穷大可达无穷大典型问题分析典型问题分析例例：两两个个等等量量异异种种点点电电荷荷带带电电量量均均为为Q,固固定定在在图图中中A、B两两处处,两两点点电电荷荷相相距距d，请请求求出出图图中中两两电电荷荷连连线线上上的的等等间间距距点点a、b、c三三处处及及连连线线的的垂垂直直平平分分线线上上的的d、e、f三三处处场场强强的的大大小小和和方方向向?并并作作图图示意。示意。+ +a b c）300）150）150dA Bef注意场强叠加注意场强叠加方向均水平向右方向均水平向右典型问题分析典型问题分析
