电场力的性质

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电场复习,1,本章知识网络,电场的力的性质,场强 EF/q 矢量 电场线,匀强电场 EU/d,真空中点电荷的电场 EkQ/r,2,电场力,FEq（任何电场）,Fk （真空中点电荷）,电荷,电荷守恒定律,电场,电场的能的性质,电势 W,AO,/q 标量等势面,电势差U,AB,A,-,B,W,AB,/q,电势能,电场力的功W,AB,qU,AB,Ep,A,Ep,B,AB,带电粒子在电场中,平衡直线加速偏转,静电感应 静电平衡 静电屏蔽,电容器电容C=Q/U,2,1.电荷守恒定律,电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的代数和不变,3,2.库仑定律,库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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。即： 其中,k,为静电力常量，,k,=9010,9,N,m,2,/c,2,成立条件真空中（空气中也近似成立），点电荷。,综合应用加强力电综合，提高迁移能力和应用知识的能力,例,例,例,例,例,比较：万有引力定律,比较：点电荷、元电荷、场电荷、试探电荷,与物体的平衡联系,与牛顿第二定律联系,与动量、能量知识联系,理想模型,4,例：有两个半径为r的带电金属球中心相距为l(l=4r), 对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）( ),A. 带同种电荷时大于带异种电荷时,B. 带异种电荷时大于带同种电荷时,C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时,D. 大小与带电性质无关，只取决于电量,参考答案:B,返回,5,例：,两个大小相同的、带电量也相同的小球A和B，分别固定在相距较远的两处，两球间相互作用力为F，用一个不带电的同样大小的小球C先和A接触再和B接触，然后移去C，则AB间作用力变为（ ）,A . F/2 B . F/4,C . 3F/8 D . F/8,参考答案:CD,返回,6,例：在真空中同一条直线上的,A,、,B,两点固定有电荷量分别为+4,Q,和-,Q,的点电荷。将另一个点电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？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应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？,解：先判定第三个点电荷所在的区间：只能在,B,点的右侧；再由库仑定律可知，,F,、,k,、,q,相同时,r,A,r,B=21，即,C,在,AB,延长线上，且,AB=BC,。,C,处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了；只要,A,、,B,两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡。由由库仑定律可知，,F,、,k,、,Q,A,相同，,Q,r,2,，,Q,C,Q,B,=41，而且必须是正电荷。所以,C,点处引入的点电荷,Q,C,= +4,Q,返回,7,例：在光滑绝缘水平面上有三个质量都是,m,的相同小球，彼此间的距离都是,l,，,A,、,B,电荷量都是+,q,。给,C,一个外力,F,，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：,C,球的带电性和电荷量；外力,F,的大小。,解：先分析,A,、,B,两球的加速度：它们相互间的库仑力为斥力，因此,C,对它们只能是引力，且两个库仑力的合力应沿垂直于,AB,连线的方向。这样就把,B,受的库仑力和合力的平行四边形确定了。于是可得,Q,C,= -2,q,，,F,= 。,返回,A,B,C,F,AB,F,B,F,CB,F,8,例：光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球,A,、,B,，带电量分别为,-,2,Q,与-,Q,。现在使它们以相同的初动能,E,0,（对应的动量大小为,p,0,）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为,E,1,和,E,2,，动量大小分别为,p,1,和,p,2,。有下列说法：,E,1,=,E,2,E,0,，,p,1,=,p,2,p,0,E,1,=,E,2,=,E,0,，,p,1,=,p,2,=,p,0,接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 两球必将同时返回各自的出发点。其中正确的是A B C D,解：由牛顿定律的观点看，两球的加速度大小始终相同，相同时间内的位移大小一定相同，必然在连线中点相遇，又同时返回出发点。由动量观点看，系统动量守恒，两球的速度始终等值反向，也可得出结论：两球必将同时返回各自的出发点。且两球末动量大小和末动能一定相等。从能量观点看，两球接触后的电荷量都变为 -1.5,Q,，在相同距离上的库仑斥力增大，返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功，由机械能定理，系统机械能必然增大，即末动能增大。选C。,返回,A,B,-Q,-,2,Q,9,.电场强度,定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力,F,跟它的电荷量,q,的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 /q,电场强度的大小：,电场强度的方向：,综合应用： 加强力电综合，提高迁移能力和应用知识的能力。,比值法,描述电场的力的性质的物理量,：E=F/q ：E=kQ/r,2,3:E=U/d,比较,：根据电场线的疏密判断,电场线,：根据等势面判断：（等差）等势面密的地方电场强度大，等势面疏的地方电场强度小。,等势面1,2,：根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向,：,电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向,：,电势降低最快的方向就是场强的方向。,例,例,例,例,电场的叠加,与圆周运动、向心力联系,与能量知识联系,10,比较：,公式,适用范围,公式说明,任何电场,定义式：其中,q,是试验电荷，,F,是它在电场中受到的电场力。,真空中点电荷的电场,Q,是场源电荷，,E,表示跟点电荷相距,r,处某点的场强,匀强电场,其中,d,为在场强方向（沿电场线方向）上的距离,E=F/q,E=kQ/r2,E=U/d,返回,11,返回,12,例：边长为,a,的正三角形,ABC,的三点顶点分别固定三个点电荷+,q,、+,q,、-,q,，求该三角形中心,O,点处的场强大小和方向。,每个点电荷在,O,点处的场强大小都是,由图可得,O,点处的合场强为,方向由,O,指向,C,。,A,B,C,O,E,B,E,A,E,C,返回,13,例7：一电子沿等量异种电荷的中垂线由,A,O,B,匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右,参考答案,：B,返回,14,例8：在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点,O,做圆周运动，下列说法正确的是带电小球有可能做匀速率圆周运动 带电小球有可能做变速率圆周运动 带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A BCD,参考答案：D,返回,15,例9：如图所示，一半径为,R,的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为,E,从水平轨道上的,A,点由静止释放一质量为,m,的带正电的小球，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点,A,距圆轨道最低点,B,的距离,s,已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3/4倍,参考答案：23,R,/6,返回,16,高考物理,考试说明,内 容,要 求,说 明,54. 两种电荷、电荷守恒,55真空中的库仑定律.电荷量,56.电场.电场强度.电场线.点电荷的场强.匀强电场.电场强度的叠加,57.电势能.电势差.电势.等势面,58.匀强电场中电势差跟电场强度的关系,59.静电屏蔽,60.带电粒子在匀强电场中的运动,61.示波管.示波器及其应用,62.电容器的电容.平行板电容器的电容,63.常用的电容器,带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行和垂直于场强的情况,17,