2022年静电场基础知识归纳复习.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -一、物体带电的本质:1.任何物体都是由原子组成的,而原子由原子核、核外电子组成,原子核是正电荷,核外电子是负电荷,所以可以说任何物体上都带有电荷,只是当物体所带的正电荷量与负电荷量相等的时候,对外不显电性, 我们就称之为物体不带电.当物体所带的正电荷量与负电荷量不等的时候,即有了余外的正电荷或者余外的负电荷,我们就说物体带电了,称其为“带电体”,或者直接称之为“电荷”.2.那么为什么原本中性的物体会变成“带电体”了?争论发觉,原子核外的电子是简洁失去或者得到的.当物体失去电子的时候,相当于有了余外的正电荷
2、而带正电,当物体得到电子的时候,就有了余外的负电荷而带负电.可见,物体带电的本质就是电子的得与失.二起电方法: 使物体带上电,叫做起电.常见的起电方法有三种,介绍如下.1. 摩擦起电:这是最简洁的起电方法,任何两个物体相互摩擦,都会同时带上等量异种电荷.两个物体比较,相对简洁失去电子的物体将带正电,相对简洁得到电子的物体将带上等量的负电.玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒带正电,丝绸带负电.硬橡胶棒与毛皮摩擦时, 硬橡胶棒带负电,毛皮带正电. 摩擦起电的本质是电子从一个物体转 移到另一个物体.2. 接触带电:一个不带电的导体接触带电体时,就会带上电,叫做接触起电.如不带电的物体 A 接触正的带电体B
3、时,物体 A 上的电子就会转移到物体B 上,从而物体A 就失去了电子而带了正电,而物体B 得到了电子,原本缺少的电子数目就少了一些.表现为所带的正电少了一些.如不带电的物体A 接触负的带电体C 时,物体C 的一部分电子就转移到物体A 上,从而物体A就带上了负电.可见, 接触带电的本质也是电子从一个物体转移到另一个物体.3. 感应起电:一个不带电的导体靠近带电体时,导体两端将显现等量异种电荷.显现的电荷叫做感应电荷.感应起电的本质是电子从导体的一端移到另一端可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(示意如图)不带电的导+两端显现感应电荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三
4、衡量带电体所带电荷量的多少的物理量叫做电量.国际单位是库仑,简称库, 符号 C,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如:电子所带电量为1.610 -19 C,质子所带电量为1.610 -19 C ,氦原子核所带电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_量为 21.610-19 C3.210 19 C .依据起电本质可以推断出:物体所带的电量要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_么等于电子或质子所带的电量,要么等于电子或质子所带电量的整数倍. 关于这一结论不仅从理论上可以推断,更可以利用试验证明.物理学家密立根测量了
5、大量的油滴 所带的电量, 发觉每个油滴带电量都有一个公因数,这个公因数就是1.6 10-19 库仑 .这个公因数应当是电荷量的基数,所以将这个数叫做元电荷 . 可以作为电荷量的单 位,氦原子核所带电量为2 个元电荷 .结合理论可知,这个数其实就是电子所带的电量. 起初电子的电量就是这样知道的.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 28 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 - - - - - - - - - - - -【例 1】一带
6、电金属球带1.6 10-10 C 正电,就该金属球电子(填“得”或“失”)个数为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解: 金属球带正电,所以是“ 失去 ” 电子,个数为nqe1.61.610 1010 191.0109个可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 2】有三个完全一样的金属球A、B、C, A 带电量为 +Q,B 带电量为 -4Q, C不带电,现将 C 与 B 接触一下,再与A 接触一下后移开,最终C带电量是多少?解:两个球接触后带电量将重新安排,安排的比例关系与两个带电体的材质以及外表面有关, 完全一样的球电量将均分.C 与 B 接触, CB总电量为 -4
7、Q,两球均分后,C 球带电量为-2Q. C 再与 A 接触, CA总电量为: -2Q+Q=-Q,两球均分后C 球带电量为- Q2四 库仑定律1内容: 真空中两个点电荷之间的静电力与它们电量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比,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_2表达式: F= kq1 q2r 2适用条件:真空中、点电荷静电力常量k9.0109 Nm2 / c2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 建立过程:天才的物理学家库仑利用类比推测 的方法,提出:电荷之间相互作用 规律应当跟物体之间的万有引力相类似,同时又提出了点电荷 这个 抱负模
8、型, 排除了电荷在带电体上分布情形对相互作用力的影响,然后又用 掌握变量法 来验证,自己仍制作了精致的库仑扭秤 ,最终得出了库仑定律.4. 点电荷:忽视了大小的带电体.( 1)当带电体自身的线度远远小于带电体之间的距离时,带电体的大小对所争论的问题几乎没有影响,可以将其看成点电荷( 2)匀称带电的球体也可以看成点电荷【例 3】关于点电荷的说法,正确选项(CDE )A只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B点电荷肯定是电量很小的电荷C.当带电体本身的大小和电荷的分布对带电体之间的静电作用力没有影响或几乎没有影响时, 就可以将他们看成点电荷D匀称带电球体, 可以将它作为电荷集中在球心的点电荷处理E争
9、论电子如何围着原子核旋转时,可将原子核看成点电荷 F争论原子核的内部结构时,可将原子核看成点电荷【例 4】 两个半径均为1cm 的导体球,分别带上Q和 3Q的电量,两球心相距90cm,相 互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm 处,就它们的相互作用力大小变为A 300FB 1200FC 900FD无法确定()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 28 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 - - - - - -
10、- - - - - -正确答案D. 这两个球体之间的距离跟半径差不太多,不能看成点电荷,所以无法运算【例 5】如图 ,三个小球都带电, 绝缘丝线竖直,A、B 之间的距离小于B、C 之间的距离,就三个球的带电情形为AA 、B 肯定带异种电B. A、C 肯定是同种电荷B.B的电量最小D. C的电量最大ABC【解析】以B 为争论对象,可知A 、C 两电荷的关系:悬绳竖直,说明A 对 B 的静电力和C 对 B 的静电力大小相等,方向相反,所以A、C 必需是同种电荷,且依据可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_rkQAQB 2ABkQB QC 2rBC可知: QC QA .以 A 为争论对象,
11、可知B、 C 两电荷的关系:B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 A 的静电力和C 对 A 的静电力大小相等,方向相反,所以B、C 必需是异种电荷,且根可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_据 k Q AQBr2ABkQ A QC 2rAC可知: QC QB .以 C 为争论对象,可知B、A 两电荷的关系:B 对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C 的静电力和A 对 C 的静电力大小相等,方向相反,所以 B、A 必需是异种电荷,且根可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22据 k Q AQCkQB QC可知: QA QB .即:两边的必是同种电
12、荷,中间的和两边的必可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_rr ACBC是异种电荷,中间的电量最小,两边距中间电荷距离远者电量最大】正确答案ABCD【例 6】氢原子核外电子的轨道半径为r ,电子质量为m,电量为e,求电子绕核运动的周可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_期解:静电力充当向心力m Vk e22rr 2得 Vek mr所以 T2 r V2 rmrek可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 7】如图 , 两球 A、B 分别带电 q 和 q , 质量分别为M1 和 M2 ,用绝缘丝线悬挂,两段绳中的张力TA和 TB 的大小分别是多大?两段绳长均为L 两
13、电荷可看成点电荷解:整体所受外力只有两个:系统的重力、最上面的绳子的拉力系统平稳: TA=( M1+M2 ) g【说明】 1.求 TA可选 AB组成的整体为争论对象,此时两球之间的静电力是内力,A、 B之间的绳子上的力也属于内力.2.正由于此,求TB必需用隔离法,可将B 隔离出来.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据库仑定律得:q 2F电k2LF 电B物体受力如图:T B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -M2 g第 3 页,共 28 页 - - - - - -
14、 - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据平稳条件:TBF电M 2 g解得: TBq 2M 2 gk2L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 8】A、B 两带电小球,电荷量分别为qA 、qB,两球可以看做点电荷,用绝缘不行伸长的 细线如图悬挂,静止时A 、 B 两球处于同一水平面已知A球质量为3 kg,带电量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_qA =2.010 6 C,求 OC , AC, BC 三条绳的拉力分别是多少
15、及B 球的质量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:对 A 、B 两球受力分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 A ,有: F电mA g tan30310310 N3TA2F电20N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 B, 有 :mB gF 电 tan30TB2mB g解得: mBkgTB33203N3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 OC 绳,把 A 、B 两球看做整体,所以TocmAmB g403 N 3可编辑资料 - - -
16、欢迎下载精品_精品资料_【例 9】质量均为 m 的三个带电小球 A.B.C 放置在光滑的水平面上 ,相邻球间的距离为 L,A 球带电量 qA=+10q; B 球带电量 qB=+q. 如在 C 球上加一个水平向右的恒力 F,如下列图 , 要使三球能始终保持 L 的间距向右运动 , ( 1)C 球应当带什么电? ( 2)外力 F 为多大?解:(1) C 球带负电荷 .(2)设系统加速度为a,就对 ABC :F=3ma 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对 A:kq A qC4L2kqAqBmaL2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精
17、品资料_对 B:kqAqBL2kqB qC L2maq 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联立得F70kL2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【说明】 1. 由于水平面光滑,且系统有水平向右的外力 , 所以系统向右加速.2. 判定 C 球的电性,可对球A 进行分析: A 球有方向向右的加速度,依据牛顿其次定律可知 , A所受的合外力必需向右,由于A .B 两球都带正电 ,B 对 A 的静电力方向向左, 那么只有C 球对 A .的静电力必需是向右的,必需是吸引力,故C 球必需带负电 .3. 由于“保持三个球之间的距离不变” ,所以三个球的加速度相同,所以求加速度可用
18、“整体法”.电场 : 是一个概念,是法拉第提出来的.任何 带电体 (也叫电荷)都会在自己四周产生一种特别物质电场, 这种物质是看不见,摸不着的,但是有质量,有能量,有动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 28 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 - - - - - - - - - - - -量,是客观存在的.一 假如一个带电体在四周产生电场,我们就将这个电荷称为这个电场的场源电荷.离场源电荷越近的的方,场就越强,离场源电荷越远的
19、的方,场就越弱.为了定量的比较场中两点场的强弱,引入物理量电场强度1. 电场强度( 用 E 表示 , 是一个物理量 ) . 物理意义:用来描述电场的强弱和方向打算因素:由产生电场的场源电荷打算 矢量性:电场强度是矢量,电场中某点的电场强度的方向即该点的电场方向明白一个电场, 就是对场中任意一点的场强大小方向都很清晰,对场中不同点之间的场强关系都很明白.反映这种场强分布的一种更形象直观的方法就是电场线.2. 电场线: 是假想的,不是客观存在的,也是法拉第提出来的电场线的作用:可以形象直观的描述电场电场线的切线方向表示该点的电场强度方向电场线的疏密反映场强的相对大小(线越密处,场强越大)电场线的特
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