第九章第一节电场力的性质优秀PPT.ppt
第九章第一节电场力的性质第一页，本课件共有68页第一节电场力的性质第一节电场力的性质第二页，本课件共有68页基基础础梳梳理理自自学学导导引引一、一、电电荷和荷和电电荷守恒定律荷守恒定律1电电荷荷(1)元元电电荷：荷：电电荷量荷量为为e_的的电电荷叫做元荷叫做元电电荷荷质质子和子和电电子均子均带带元元电电荷荷电电荷量荷量1.61019C第三页，本课件共有68页(2)点点电电荷：荷：_对对研究研究问题问题的的影响可忽略不影响可忽略不计计的的带电带电体称体称为为点点电电荷荷2电电荷量：物体所荷量：物体所带电带电荷的多少，荷的多少，单单位是位是_任何任何带电带电体的体的电电荷量皆荷量皆为为元元电电荷荷电电荷荷量的整数倍量的整数倍形状和大小形状和大小库仑库仑第四页，本课件共有68页3电电荷守恒定律荷守恒定律(1)三种起三种起电电方式方式方式：摩擦起方式：摩擦起电电、接触起、接触起电电、感、感应应起起电电实质实质：物体：物体带电带电的的实质实质是是_电电子得失子得失第五页，本课件共有68页(2)定律：定律：电电荷既不能荷既不能创创造，也不能消造，也不能消灭灭，它只能从一个物体它只能从一个物体_到另一个物体，到另一个物体，或者从物体的一部分或者从物体的一部分_到另一部分，到另一部分，在在转转移的移的过过程中，程中，电电荷的荷的总总量量_.转转移移转转移移不不变变第六页，本课件共有68页名名师师点点拨拨：当完全相同的当完全相同的带电带电金属球相金属球相接触接触时时，同种，同种电电荷荷电电量平均分配，异量平均分配，异种种电电荷先中和后平分荷先中和后平分二、二、库仑库仑定律定律1内容：真空中两个点内容：真空中两个点电电荷之荷之间间相互作用相互作用的的电电力，跟它力，跟它们们的的电电荷量的乘荷量的乘积积成成_，跟它，跟它们们的的_成成正比正比距离的二次方距离的二次方第七页，本课件共有68页反比反比,作用力的方向在它作用力的方向在它们们的的连线连线上上2公式：公式：Fk .式中的式中的k9.0109 Nm2/C2，叫做静，叫做静电电力常量力常量3适用条件：适用条件：(1)_；(2)真空真空中中点点电电荷荷第八页，本课件共有68页名名师师点点拨拨：当两当两带电带电体离得体离得较较近近时时，它，它们们不能不能视为视为点点电电荷，荷，库仑库仑定律不再适用，定律不再适用，但它但它们们之之间间仍存在仍存在库仑库仑力力三、三、电场电场、电场电场强强度和度和电场线电场线1电场电场(1)定定义义：存在于：存在于电电荷周荷周围围，能，能传递电传递电荷荷间间相互作用的一种特殊物相互作用的一种特殊物质质第九页，本课件共有68页(2)基本性基本性质质：对对放入其中的放入其中的电电荷有力的荷有力的作用作用2电场电场强强度度(1)意意义义：描述：描述电场电场强强弱和方向的物理量弱和方向的物理量(2)定定义义：放入：放入电场电场中某点的中某点的电电荷所受的荷所受的_跟它的跟它的_的比的比值值电场电场力力F电电荷量荷量q第十页，本课件共有68页(3)公式：公式：E .单单位：位：V/m或或N/C.(4)方向：方向：_在在该该点的受力方点的受力方向，是矢量向，是矢量(5)决定因素：决定因素：电场电场强强度取决于度取决于电场电场本身，与本身，与q无关无关正正电电荷荷第十一页，本课件共有68页3电场线及特点电场线及特点(1)电场线：电场线是画在电场中的一条条电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向示该点的电场强度方向2)电场线电场线的特点的特点电场线电场线从从_或无限或无限远处远处出出发发终终止于止于_或无限或无限远处远处正正电电荷荷负电负电荷荷第十二页，本课件共有68页电场线电场线不相交不相交在同一在同一电场电场里，里，电场线电场线越密的地方越密的地方场场强强越越_.(3)几种典型几种典型电场电场的的电场线电场线(如如图图911)大大第十三页，本课件共有68页图图911第十四页，本课件共有68页名名师师点点拨拨：(1)电场线电场线不是不是实际实际存在的存在的线线，而是而是为为了形象地描述了形象地描述电场电场而假想的而假想的线线(2)电场电场中某点中某点场场强强的大小和方向与的大小和方向与该该点放点放不放不放电电荷以及所放荷以及所放电电荷的大小和荷的大小和电电性无性无关，由关，由电场电场本身决定本身决定第十五页，本课件共有68页要要点点透透析析直直击击高高考考一、一、应应用用库仑库仑定律需注意的定律需注意的问题问题1适用条件适用条件库仑库仑定律只适用于真空中的点定律只适用于真空中的点电电荷，荷，当当带电带电体体间间的距离的距离远远大于它大于它们们本身尺本身尺度度时时,可把可把带电带电体看成点体看成点电电荷荷虽虽然从然从数学角度由数学角度由r0能得出能得出F的的结论结论，第十六页，本课件共有68页但从物理角度分析，但从物理角度分析，这这一一结论结论是是错误错误的，的，因因为为r0时时，两，两电电荷已不能再看成点荷已不能再看成点电电荷荷了了2三点三点电电荷平衡荷平衡问题问题图图912第十七页，本课件共有68页如如图图912所示，在一条直所示，在一条直线线上的三上的三点点A、B、C，自由放置点，自由放置点电电荷荷QA、QB、QC，每个，每个电电荷在荷在库仑库仑力作用下均力作用下均处处于于平衡状平衡状态态的条件是：的条件是：(1)正、正、负电负电荷必荷必须须相互相互间间隔隔(两同两同夹夹一异一异)(2)QAQB，QCQB(两大两大夹夹一小一小)第十八页，本课件共有68页(3)若若QCQA则则QB靠近靠近QA(近小近小远远大大)解决方法是根据三点解决方法是根据三点电电荷合力荷合力(场场强强)均均为为零，列方程求解：零，列方程求解：第十九页，本课件共有68页即时应用即时应用1(2012宁波模宁波模拟拟)真空中有两个完全真空中有两个完全相同的金属小球，相同的金属小球，A球球带带qA6.41016 C的正的正电电荷，荷，B球球带带qB3.21016 C的的负电负电荷，均可荷，均可视为视为点点电电荷荷求：求：第二十页，本课件共有68页(1)当它当它们们相距相距为为0.5 m时时，A、B间间的的库仑库仑力力为为多大？多大？(2)若将两球接触后再分若将两球接触后再分别别放回原放回原处处，A、B间间的的库仑库仑力又力又为为多大？多大？解析：解析：(1)A、B两球两球带带异种异种电电荷荷,因此因此,A、B间间的的库仑库仑力是引力，由力是引力，由库仑库仑定律可得定律可得它它们间们间的的库仑库仑力大小力大小为为第二十一页，本课件共有68页(2)A、B两球接触两球接触时时会会发发生生电电中和，中和，使使“净电净电荷荷”总总量减小，剩下的量减小，剩下的“正正”净电净电荷将重新分布荷将重新分布第二十二页，本课件共有68页由于由于A、B两球是完全相同的两球是完全相同的导导体球，剩体球，剩余的余的净电净电荷将平均分配，荷将平均分配，A、B两球将两球将带带上同种上同种电电荷，故放回原荷，故放回原处处后后,A、B间间的的库仑库仑力力变为变为斥力斥力两球接触后，它两球接触后，它们们的的带电带电情况情况为为：第二十三页，本课件共有68页所以分所以分别别放回原放回原处处后，两球后，两球间间的的库仑库仑力力为为：答案：答案：(1)7.371021 N(2)9.221022 N第二十四页，本课件共有68页二、三个二、三个场场强强公式的比公式的比较较第二十五页，本课件共有68页特特别别提醒：提醒：使用以上三个公式使用以上三个公式时时一定要一定要注意它注意它们们的适用条件的适用条件第二十六页，本课件共有68页即时应用即时应用2下列关于下列关于电场电场强强度的两个表达式度的两个表达式EF/q和和EkQ/r2的叙述的叙述,正确的是正确的是()AEF/q是是电场电场强强度的定度的定义义式，式，F是放是放入入电场电场中的中的电电荷所受的力，荷所受的力，q是是产产生生电场电场的的电电荷的荷的电电荷量荷量第二十七页，本课件共有68页BEF/q是是电场电场强强度的定度的定义义式，式，F是放是放入入电场电场中中电电荷受的力，荷受的力，q是放入是放入电场电场中中电电荷的荷的电电荷量，它适用于任何荷量，它适用于任何电场电场CEkQ/r2是点是点电电荷荷场场强强的的计计算式，算式，Q是是产产生生电场电场的的电电荷的荷的电电荷量，它不适用荷量，它不适用于匀于匀强强电场电场第二十八页，本课件共有68页D从点从点电电荷荷场场强强计计算式分析算式分析库仑库仑定定律的表达式律的表达式Fk ，式，式 是点是点电电荷荷Q2产产生的生的电场电场在点在点电电荷荷Q1处处的的场场强强大小，而大小，而 是点是点电电荷荷Q1产产生的生的电场电场在在Q2处处的的场场强强的大小的大小第二十九页，本课件共有68页第三十页，本课件共有68页三、三、电场电场叠加叠加1叠加原理：多个点叠加原理：多个点电电荷在荷在电场电场中某点中某点的的电场电场强强度度为为各个点各个点电电荷荷单单独在独在该该点点产产生生的的电场电场强强度的矢量和，度的矢量和，这这种关系叫种关系叫电场电场强强度的叠加，度的叠加，电场电场强强度的叠加遵守平行四度的叠加遵守平行四边边形定形定则则第三十一页，本课件共有68页2等量同种等量同种电电荷和等量异种荷和等量异种电电荷的荷的电场电场(1)等量同种等量同种电电荷的荷的电场电场如如图图913甲所甲所示示两点两点电电荷荷连线连线中点中点O处处的的场场强强为为零零,此此处处无无电场线电场线第三十二页，本课件共有68页两点两点电电荷荷连线连线中点中点O附近附近电场线电场线非常稀非常稀疏，但疏，但场场强强不不为为零零从两点从两点电电荷荷连线连线中点中点O沿中垂面沿中垂面(线线)到到无限无限远远，电场线电场线先先变变密后密后变变疏，即疏，即场场强强先先变变大后大后变变小小两点两点电电荷荷连线连线中垂中垂线线上各点的上各点的场场强强方方向和向和该该直直线线平行平行第三十三页，本课件共有68页关于关于O点点对对称的两点称的两点A与与A，B与与B的的场场强强等大、反向等大、反向图图913第三十四页，本课件共有68页(2)等量异种等量异种电电荷的荷的电场电场如如图图乙所示乙所示两点两点电电荷荷连线连线上各点的上各点的场场强强方向从方向从正正电电荷指向荷指向负电负电荷，沿荷，沿电场线电场线方向方向场场强强先先变变小再小再变变大大两点两点电电荷荷连线连线的中垂面的中垂面(线线)上，上，电场电场线线的方向均相同的方向均相同,即即场场强强方向相同，且方向相同，且与中垂面与中垂面(线线)垂直垂直第三十五页，本课件共有68页关于关于O点点对对称的两点称的两点A与与A、B与与B的的场场强强等大同向等大同向即即时应时应用用3(2010高考海南卷高考海南卷)如如图图914，M、N和和P是以是以MN为为直径的半直径的半圆圆弧上的弧上的三点，三点，O点点为为半半圆圆弧的弧的圆圆心，心，MOP60.电电荷量相等、符号相反荷量相等、符号相反第三十六页，本课件共有68页的两个点的两个点电电荷分荷分别别置于置于M、N两点，两点，这这时时O点点电场电场强强度的大小度的大小为为E1；若将；若将N点点处处的点的点电电荷移至荷移至P点，点，则则O点的点的场场强强大小大小变变为为E2，E1与与E2之比之比为为()图图914第三十七页，本课件共有68页A12B21C2 D4解析：解析：选选B.M、N处处的两点的两点电电荷符号相反，荷符号相反，电电荷量的数荷量的数值为值为Q，半，半圆圆弧半径弧半径为为r，两，两点点电电荷在荷在O点形成的点形成的电场电场强强度的方向相同度的方向相同,大小均大小均为为,因此因此O点的点的电场电场强强度大小度大小为为E12.在在N点的点的第三十八页，本课件共有68页电电荷移至荷移至P点点时时，两点，两点电电荷在荷在O点形成的点形成的电场电场强强度大小均度大小均为为 ，二者方向，二者方向夹夹角角为为120，因此，因此O点的点的电场电场强强度大小度大小为为E2 ，所以，所以E1E221，即，即选项选项B正确正确第三十九页，本课件共有68页题题型型探探究究讲讲练练互互动动 库仑定律的应用库仑定律的应用例例1(2012西安西安质检质检)两个放在两个放在绝缘绝缘架上架上的相同金属球，相距的相同金属球，相距r，球的半径比，球的半径比r小得小得多，多，带电带电荷量大小分荷量大小分别为别为q和和3q，相互斥，相互斥力力为为3F.现让这现让这两个金属球相接两个金属球相接第四十页，本课件共有68页触，然后分开，仍放回原触，然后分开，仍放回原处处，则则它它们们之之间间的相互作用力将的相互作用力将变为变为()AFB.C4F D以上三个以上三个选项选项之外的一个之外的一个值值第四十一页，本课件共有68页【答案】【答案】C第四十二页，本课件共有68页【规规律律总结总结】两个完全相同的小球接两个完全相同的小球接触后，触后，电电荷要重新分布，其所荷要重新分布，其所带电带电荷量要荷量要平分，平分，设设分分别带别带Q1、Q2的正的正电电荷，二者荷，二者接触后每个小球接触后每个小球带电带电荷量荷量为为 ；如果；如果带带Q1、Q2的异种的异种电电荷，接触后每个小荷，接触后每个小球球带电带电荷量荷量为为|,电电性与性与电电荷荷量大的小球相同量大的小球相同第四十三页，本课件共有68页变变式式训练训练1(2011高考海南卷高考海南卷)三个相同三个相同的金属小球的金属小球1、2、3分分别别置于置于绝缘绝缘支架上支架上,各球之各球之间间的距离的距离远远大于小球的直径大于小球的直径.球球1的的带电带电量量为为q,球球2的的带电带电量量为为nq,球球3不不带电带电且离球且离球1和球和球2很很远远,，此，此时时球球1、2之之间间作作用力的大小用力的大小为为F.现现使球使球3先与球先与球2接触，接触，再与球再与球1接触，然接触，然第四十四页，本课件共有68页后将球后将球3移至移至远处远处，此，此时时1、2之之间间作用作用力的大小仍力的大小仍为为F，方向不，方向不变变由此可知由此可知()An3 Bn4Cn5 Dn6第四十五页，本课件共有68页第四十六页，本课件共有68页 电场线分布特点的应用电场线分布特点的应用例例2图图915第四十七页，本课件共有68页如如图图915所示是静所示是静电场电场的一部分的一部分电电场线场线分布分布,下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A这这个个电场电场可能是可能是负负点点电电荷的荷的电场电场B点点电电荷荷q在在A点点处处受到的受到的电场电场力比力比在在B点点处处受到的受到的电场电场力大力大C点点电电荷荷q在在A点点处处的瞬的瞬时时加速度比加速度比在在B点点处处的瞬的瞬时时加速度小加速度小(不不计计重力重力)第四十八页，本课件共有68页D负电负电荷在荷在B点点处处所受到的所受到的电场电场力的力的方向沿方向沿B点切点切线线方向方向【解析】点【解析】点电电荷的荷的电场线电场线是一些直是一些直线线，A错错因因为电场线为电场线疏密程度反映疏密程度反映场场强强大小，大小，EAEB，点，点电电荷荷q在在A点受到的点受到的电场电场力力比在比在B点受到的点受到的电场电场力大力大,B对对，C错错负负电电荷在荷在电场电场中的受力方中的受力方第四十九页，本课件共有68页向与向与电场电场强强度的方向相反，度的方向相反，D错错【答案】【答案】B第五十页，本课件共有68页【名【名师师点点评评】本本题题也可采用能量也可采用能量观观点分析，例如小球点分析，例如小球P所所带电带电荷量荷量缓缓慢减慢减小小时时，其由离平衡位置最，其由离平衡位置最远处远处回到平衡回到平衡位置的位置的过过程中程中库仓库仓力力对对其做功减小其做功减小,由由动动能定理可知其每次能定理可知其每次经过经过平衡位置平衡位置O时时的的速率不断减小速率不断减小第五十一页，本课件共有68页变变式式训练训练2图图916第五十二页，本课件共有68页(2012广广东东东东莞莞调调研研)如如图图916为为两两个点个点电电荷在真空中所荷在真空中所产产生生电场电场的的电场电场线线(方向未方向未标标出出)图图中中C点点为为两点两点电电荷荷连线连线的中点，的中点，MN为为两点两点电电荷荷连线连线的中的中垂垂线线，D为为中垂中垂线线上的一点，上的一点，电场线电场线的分的分布关于布关于MN左右左右对对称称则则下列下列说说法中正确法中正确的是的是()第五十三页，本课件共有68页A这这两点两点电电荷一定是等量异种荷一定是等量异种电电荷荷B这这两点两点电电荷一定是等量同种荷一定是等量同种电电荷荷CD、C两点的两点的电场电场强强度一定相等度一定相等DC点的点的电场电场强强度比度比D点的点的电场电场强强度小度小第五十四页，本课件共有68页解析：解析：选选A.由由电场线电场线分布的特征可知分布的特征可知,产产生生电场电场的的电电荷一定是等量异种荷一定是等量异种电电荷荷,A正正确确;D、C两点两点电场线电场线的疏密程度不同的疏密程度不同,D、C两点的两点的电场电场强强度不同，度不同，C不正确；不正确；C点点电场线较电场线较密，密，电场电场强强度大度大,D不正确不正确第五十五页，本课件共有68页 带电体在电场中的力学带电体在电场中的力学分析分析例例3(满满分分样样板板12分分)(2012北京北京东东城区城区检测检测)如如图图917所示，一所示，一带电带电荷量荷量为为q、质质量量为为m的小物的小物块处块处于一于一倾倾角角为为37的的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀右的匀强强电场电场中，小物中，小物块块恰好恰好第五十六页，本课件共有68页静止重力加速度取静止重力加速度取g，sin370.6,cos370.8.求：求：图图917第五十七页，本课件共有68页(1)水平向右水平向右电场电场的的电场电场强强度的大小；度的大小；(2)若将若将电场电场强强度减小度减小为为原来的原来的1/2，小物，小物块块的加速度是多大；的加速度是多大；(3)电场电场强强度度变变化后小物化后小物块块下滑距离下滑距离L时时的的动动能能第五十八页，本课件共有68页解解题样题样板板规规范步范步骤骤，该该得的分一分不得的分一分不丢丢！图图918第五十九页，本课件共有68页(1)小物小物块块静止在斜面上，受重力、静止在斜面上，受重力、电场电场力和斜面支持力，力和斜面支持力，则则FNsin37qE(1分分)FNcos37mg(1分分)第六十页，本课件共有68页第六十一页，本课件共有68页(3)电场电场强强度度变变化后小物化后小物块块下滑距离下滑距离L时时，重力做正功，重力做正功，电场电场力做力做负负功，由功，由动动能定能定理得：理得：mgLsin37qELcos37Ek0(3分分)可得可得Ek0.3mgL.(1分分)第六十二页，本课件共有68页【规规律律总结总结】电场电场力力虽虽然从本然从本质质上有上有别别于力学中的重力、于力学中的重力、弹弹力、摩擦力力、摩擦力,但但产产生的生的效果服从于牛效果服从于牛顿顿力学中的所有力学中的所有规规律，因此，律，因此，有关有关电场电场力作用下力作用下带电带电体的运体的运动问题动问题，应应根据力学解根据力学解题题思路去分析思路去分析.第六十三页，本课件共有68页变变式式训练训练3图图919第六十四页，本课件共有68页如如图图919所示，可所示，可视为视为点点电电荷的小荷的小物体物体A、B分分别带负电别带负电和正和正电电，B固定固定,其正下方的其正下方的A静止在静止在绝缘绝缘斜面上，斜面上，则则A受力个数可能受力个数可能为为()A2个个 B3个个C4个个 D5个个第六十五页，本课件共有68页解析：解析：选选AC.小物体小物体A必定受到重力和必定受到重力和B对对它的它的电场电场力力,两力方向相反，若两力两力方向相反，若两力恰好相等恰好相等,则则A应应只受只受这这两个力作用两个力作用,选项选项A正确；若向上的正确；若向上的电场电场力小于力小于A的重力，的重力，则则A还还将受到斜面的支持力，但将受到斜面的支持力，但这这三个三个力不能平衡，所以力不能平衡，所以A必定必定还还要受到斜面要受到斜面的静摩擦力，所以的静摩擦力，所以A受到的力也可能是受到的力也可能是4个，个，选项选项C正确正确第六十六页，本课件共有68页知能演练强化闯关知能演练强化闯关第六十七页，本课件共有68页本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放第六十八页，本课件共有68页
