第一讲库仑定律电场及其描述精选PPT.ppt
第一讲库仑定律电场及其描述第1页，本讲稿共24页一一.电荷守恒定律电荷守恒定律1、自然界中只存在正负两种电荷量。、自然界中只存在正负两种电荷量。2.元电荷量元电荷量电子电荷量的绝对值电子电荷量的绝对值（基本电荷量）：（基本电荷量）：e=1.6010-19 C所有带电物体的电荷量只能是元电荷的整数倍第2页，本讲稿共24页（1）接触起电）接触起电（2）摩擦起电）摩擦起电（3）感应起电）感应起电本质本质电子的转移电子的转移3、使物体带电的三种方法：第3页，本讲稿共24页4.电荷守恒定律电荷守恒定律电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭也不能消灭,它只能它只能从一个物体转移到另一个物体从一个物体转移到另一个物体,或者从物或者从物体的一部分转移另一部分体的一部分转移另一部分,在转移的过在转移的过程中程中,电荷的代数和不变电荷的代数和不变.这一结论叫做这一结论叫做电荷守恒定律电荷守恒定律.第4页，本讲稿共24页5、两个完全相同的金属球接触带电的规律（1）若带同种电荷，则先相加再平分（2）若带异种电荷，则先中和再平分第5页，本讲稿共24页二、库仑定律二、库仑定律1、内容：真空中两个点电荷间的作用力，跟它们的电、内容：真空中两个点电荷间的作用力，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。用力的方向在它们的连线上。其中其中k为静电力常量，为静电力常量，k=9.0109N m2/C22、公式：第6页，本讲稿共24页3、成立条件、成立条件真空中（空气中也近似成立），真空中（空气中也近似成立），点点电电荷荷。即即带带电电体体的的形形状状和和大大小小对对相相互互作作用用力力的的影影响响可可以以忽忽略略不不计计。(这这一一点点与与万万有有引引力力很很相相似似，但但又又有有不不同同：对对质质量量均均匀匀分分布布的的球球，无无论论两两球球相相距距多多近近，r都都等等于于球球心心距距；而而对对带带电电导导体体球球，距距离离近近了了以以后后，电电荷荷会会重重新新分分布布，不不能能再再用用球球心心距距代替代替r）。）。第7页，本讲稿共24页三、电场强度三、电场强度1、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力、定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F跟它的电荷量跟它的电荷量q的比值的比值,叫做该点的电场强度叫做该点的电场强度,简称简称场强。场强。（2）单位是）单位是V/m，也可以用，也可以用N/C。(1)公式：公式：第8页，本讲稿共24页（6）场强）场强E是描述电场的力的性质的物理量。是描述电场的力的性质的物理量。（3）这是电场强度的定义式，适用于任何电场。）这是电场强度的定义式，适用于任何电场。（4）其中的）其中的q为试探电荷为试探电荷,是电荷量很小的点电荷是电荷量很小的点电荷(可正可负可正可负)（5）电场强度是矢量，规定其方向与正电荷）电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。在该点受的电场力方向相同。第9页，本讲稿共24页2、点电荷周围的场强公式：、点电荷周围的场强公式：3、匀强电场的场强公式：、匀强电场的场强公式：其中其中Q是产生该电场的电荷，叫场源电荷。是产生该电场的电荷，叫场源电荷。其中其中d是沿电场线方向上的距离。是沿电场线方向上的距离。第10页，本讲稿共24页5、电场叠加原理：电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和。第11页，本讲稿共24页四、电场线四、电场线物理学中用电场线来形象地描绘电场强度物理学中用电场线来形象地描绘电场强度电场线起源于正电荷（或无穷远处），终止电场线起源于正电荷（或无穷远处），终止与负电荷（或无穷远处）。与负电荷（或无穷远处）。电场线的方向为该点的场强方向，电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。电场线的疏密表示场强的大小。电场线互不相交。电场线互不相交。电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线、只受电场力作用时，运动轨迹才与电场线重合。只受电场力作用时，运动轨迹才与电场线重合。第12页，本讲稿共24页匀强电场：在电场中，如果各点的场强处匀强电场：在电场中，如果各点的场强处处相同，这样的电场叫做匀强电场。匀强电处相同，这样的电场叫做匀强电场。匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线。场中的电场线是间距相等且互相平行的直线。第13页，本讲稿共24页种常见的电场的电场线：种常见的电场的电场线：孤立点电荷周围的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场匀强电场点电荷与带电平板第14页，本讲稿共24页三、举例说明第15页，本讲稿共24页1A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速从粒仅在电场力作用下以一定初速从A点沿电场线运点沿电场线运动到动到B点，其点，其vt 图象如图甲所示则这电场的电图象如图甲所示则这电场的电场线分布可能是图乙中的场线分布可能是图乙中的()0v t甲AABBABCABDAB乙A第16页，本讲稿共24页 2、两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为E的匀强电场中，小球1和小球2均带正电，电量分别为q1和q2（q1q2）。将细线拉直并使之与电场方向平行，如图所示。若将两小球同时从静止状态释放，则释放后细线中的张力T为（不计重力及两小球间的库仑力）（）E球1球2A第17页，本讲稿共24页 3如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向。下面说法正确的是 （）AA球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较P球带电荷量大 BA球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较P球带电荷量小 CA球带负电,B球带正电,并且A球带电荷量较P球带电荷量小 DA球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较P球带电荷量大 ABPC第18页，本讲稿共24页4在光滑绝缘的水平面上，相距一定的距离放有两个质量分别为m和2m的带电小球（可视为质点）A和B。在t1=0时，同时将两球无初速释放，此时A球的加速度大小为a；经一段时间后，在t=t2 时，B球的加速度大小也变为a。若释放后两球在运动过程中并未接触，且所带电荷量都保持不变，则下列判断正确的是（）A两个小球带的是同种电荷B两个小球带的是异种电荷Ct2时刻两小球间的距离是t1时刻的 倍Dt2时刻两小球间的距离是t1时刻的 倍 BD第19页，本讲稿共24页5如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点A，A点正上方的点正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一质点点用绝缘丝线悬挂另一质点B,A、B两质两质点因为带电而相互排斥点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成致使悬线与竖直方向成角角,由由于漏电于漏电A、B两质点的带电量缓慢减小，在电荷漏完之两质点的带电量缓慢减小，在电荷漏完之前，关于悬线对悬点前，关于悬线对悬点P的拉力的拉力F1大小和大小和A、B间斥力间斥力F2大小的变化情况大小的变化情况,下面说法中正确的是下面说法中正确的是（）AF1保持不变保持不变BF1先变大后变小先变大后变小CF2保持不变保持不变DF2逐渐减小逐渐减小BAPAD第20页，本讲稿共24页解：BAP画出带电质点画出带电质点B的受力图，的受力图，mgF1F2G由库仑定律，由库仑定律，A、B两质点的带电量缓慢减小，两质点的带电量缓慢减小，F2逐渐减小，逐渐减小，角减小角减小,AB减小减小,PA、PB均不变。均不变。PABGBF2，PA、PB均不变，所以均不变，所以F1保持不变保持不变第21页，本讲稿共24页6（14分）如图（甲）所示，在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m放在A、B两点的试探电荷a、b受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象分别如图（乙）中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。（1）求B点的电场强度的大小和方向（2）试判断点电荷Q的电性，并说明理由（3）求点电荷Q的位置坐标图甲ABOx/m0112233 44F/Nq/0.1Cab图乙第22页，本讲稿共24页解：（1）由图可知，）由图可知，B点的电场强度点的电场强度EB=F/q 代入数据得代入数据得EB=2.5N/CEB方向指向方向指向x负方向负方向（2）同理可判断）同理可判断A点的电场强度点的电场强度EA40N/CEA方向指向方向指向x正方向，由于正方向，由于A、B两点均处于同一个点两点均处于同一个点电荷所形成的电场中，场强方向相反，据题意可知，电荷所形成的电场中，场强方向相反，据题意可知，点电荷点电荷Q应位于应位于A、B两点之间，带负电荷。两点之间，带负电荷。ABOx/m-Q第23页，本讲稿共24页（3）设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场ABOx/m-Qx250可知可知解得解得x=2.6m（另解（另解x=1舍去）舍去）题目第24页，本讲稿共24页
