2022年静电场知识点及相应例题.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -必修 3-1第一章静电场库仑定律【重难点学问归纳及讲解】(一)电荷库仑定律1、电荷守恒定律 和元电荷自然界中只有两种电荷,正电荷和负电荷.电荷的多少叫做电荷量,正电荷的电荷量用正数表示,负电荷的电荷量用负数表示.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.使物体带电的方法有:(1)摩擦起电.(2)接触带电.(3)感应起电.不管哪种方 19式使物体带电,都是由于电荷转移的结果.元电荷e=1.60 10C.2、电荷守恒定律电荷既不能制造,也不能毁灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在
2、转移过程中,电荷的总量保持不变.这个结论叫做电荷守恒定律.3、比荷 :电子电量 e 和电子静质量m 的比值( e/m ),叫做比荷. 约等于 1.76 1011C/kg4、库仑定律真空中两个静止 点电荷 之间的相互作用力, 与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1)公式 FQ1Q2k2r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) k=9.0 109Nm2/c 2(3)适用于点电荷(留意:看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸5、由于物体带电是由于电荷的转移,可知,物体所带电荷量
3、或者等于电荷量e,或者等 19于电荷量 e 的整数倍.电荷量e 称为 元电荷 ,e=1.60 10C,比荷C/kg.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -6、点电荷: 假如带电体的距离比它们自身的大小大得多,带电体的大小和外形忽视不计.这样的带电体可看作点电荷,它是一种抱负化的物理模型.(二)电场电场强度1、电场的基本性质:就是对放入其中的电荷
4、有力的作用,这种力叫做电场力.2、电场是一种特别的物质外形.3、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.(1)公式 EF/q(2)单位 V/m1V/m=1N/C(3)矢量性:规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向.4、点电荷电场的场强5、电场的叠加原理:假如有几个点电荷同时存在,它们的电场就相互叠加,形成合电场.这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和 .这叫做电场的叠加原理.6、电场强度:电场强度是反映电场“力的性质 ”的物理量,是定义式,而仅适用于点电荷产生的电场.电场强度由表达,但 E 与 F 和 q
5、无关, E 由场源和位置打算.7、匀强电场1定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.2匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同等间距 的平行直线 .例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘邻近外, 就是匀强电场 .如下列图.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -8、电场线在电场中画出一系列从正电荷或无穷远
6、处动身到负电荷或无穷远处终止的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一样,此曲线叫电场线.电场线的特点:1电场线是起源于正电荷或无穷远处,终止于负电荷或无穷远处的有源线.2电场线不闭合、不相交、不间断的曲线. 3电场线的疏密反映电场的强弱,电场线密的的方场强大, 电场线稀的的方场强小.4电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹,也不是客观存在的曲线,而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线.常见电场的电场线电场电场线图样简要描述正点电荷负点电荷等量同号电荷发散状会聚状相斥状等量异号电荷匀强电场相吸状平行的、等间距的、同向的直线【例题解析】例 1、有三个完全相同的金属小球A 、B、C,其中
7、A 、B 分别带 14Q 和 Q 的电量,C 不带电, A 、B 球心间的距离为r(远大于球的直径),相互吸引力为F.现让 C 球先可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -接触 A 球后,再与B 球接触,当把C 球移开后, A 、B 两球的作用力的大小将变为 F.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精析:A 、B 可看成点电荷,F2k
8、14 Q2r,C 球与 A 球接触后, 由电荷守恒定律知:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、C 两球各带 7Q 的电量. C 球再与 B 球接触后, B、C 两球各带 3Q 的电量,此时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、B 两球间的相互作用为斥力F k21Q 23F .r 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案: 3 82可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 2、如下列图,真空中有两个点电荷Q距离都为 0.1m 的 A 点的场强 .1=Q2=3.0 10C,它们相距 0.1m,求与它们的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精
9、品资料_精析:点电荷 Q1 和 Q2 在 A 点场强分别为E1 和 E2 ,合场强在 E1 和 E2 的角平分线上,如下列图,例 3、如下列图: q1 、q2、q3 分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1 与 q2 之间的距为 l1 ,q2 与 q3 之间的距为l2 ,且每个电荷都处于平稳状态.1如 q2 为正电荷,就q1 为 电荷, q3 为 电荷.2q1、q2、q3 三者电荷量大小之比是: 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎
10、下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -解析: 就 q2 而言, q1 和 q3 只要带同种电荷便可能使其处于平稳状态,而对 q1 和 q3,如都带正电荷,各自均受制另外两个电荷的斥力而不能保持平稳,只有同带负电荷, q2 对其为吸引力,另外一个电荷对其为斥力,当两力大小相等时才能处于平稳状态.现再对 q1 列方程有:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1可得: q2q3 =l2l 1l 2 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 q2 列方程有:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1可得: q1q3
11、=l2l 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22q1q2q3=l 12l 1l 2 2l 12l 2l 1 l 22l 2总结:1、三点电荷都平稳规律,三个点电荷肯定满意: 1在同始终线上. 2两同类一异. 3两大夹一小.2、分析带电体平稳问题的方法与力学分析物体的平稳方法是一样的,学会把电学问题力学化,分析方法是:1确定讨论对象,假如有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法 ”和“隔离法 ”,一般是先整体后隔离.2对讨论对象进行受力分析. 3外平稳方程或依据牛顿其次定律方程求解常常用到动量守恒定律,动能定理等 .例 5、图中边长为a 的正三角形 ABC 的三点顶点
12、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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -解: 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.电势能和等势面、电势差【考纲分析】本周我们学习电势差与电势、等势面三节内容.上周学习的电场强度是从电场的力的特性动身讨论电场的性质,而电势差
13、与电势就是从电场的能的属性动身讨论电场的性质.可以说电场强度和电势分别从电场的不同属性动身来讨论电场,是一个问题的两个 方面,大家要留意比较这两个物理量的异同.等势面就是描述电势的一种帮助方法,这 与用电场线帮助的描述电场是类似的.【学问归纳与讲解】1、电势:在电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.也等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功,电势记作,电势是相对的,某点的电势与零电势点的选取有关,沿电场线的方向,电势逐点降低.说明:( 1)电势的相对性.(2)电势是 标量 .电势是只有大小、没有方向的物理量,电势的正负表示该点的电势高于和低于零电势.(3)电势与电势
14、差的比较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量,与检验电荷无关.电势与电势差都是标量,数值都有正负,单位相同,UAB=A B.某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关.2、电场力做功与电势能变化的关系.(1)电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷
15、的起止位置有关,与电荷经过的路径无关,这一点与重力做功相同.(2)电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能,电势能属于电荷和电场系统全部.(3)电场力做功与电势能变化的关系电场力的功与电势能的数量关系W AB =A B= .电场力做正功时,电荷的电势能减小.电场力做负功时,电荷的电势能增加,电场力做了多少功,电荷的电势能就变化多少,即=WAB =qUAB .3、等势面的概念及特点(1)等势面电场中电势相同的各点构成的曲面叫做等势面.(2)等势面的特点电场线与等势面到处垂直,且总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.处于静电平稳的导体是一个等势体,导体表面是一
16、个等势面.导体表面的电场线与导体表面到处垂直.4、电势差:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -电荷在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功W AB 与电荷电量 q 的比值,叫做 AB 两点的电势差.表达式为:说明:( 1)定义式中,为 q 从初位置 A 移动到末位置B 电场力做的功,可为正值,也可为负值,q 为电荷所带的电量,正电
17、荷取正值,负电荷取负值.(2)电场中两点的电势差,由这两点本身的初、末位置打算.与在这两点间移动电荷的电量、电场力做功的大小无关.在确定的电场中,即使不放入电荷,任何两点间的电势差都有确定的值,不能认为与成正比, 与 q 成反比. 只是可以利用、q 来运算 A 、B 两点电势差.(3)公式适用于任何电场.【重难点学问剖析】5、电势与等势面(1)电势是描述电场中单个点 的电场性质,而等势面是描述电场中各点的电势分布.(2)电场线是为了描述电场而人为引入的一组假想线,但等势面却是实际存在的一些面,它从另一角度描述了电场.(3)等势面的性质同一等势面上任意两点间的电势差为零.不同的等势面肯定不会相交
18、或相切.电场强度方向垂直等势面且指向电势降低的方向.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 17 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -6、比较电荷在电场中某两点电势能大小的方法1场源电荷判定法离场源正电荷越近,试验正电荷的电势能越大,试验负电荷的电势能越小离场源负电荷越近,试验正电荷的电势能越小,试验负电荷的电势能越大2电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐步减小.逆着电场线的方
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