物理必修课件 第六章第一讲电场力的性质的描述.ppt
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1、考考点点点点击击1.物物质质的的电结电结构、构、电电荷守恒荷守恒2.静静电现电现象的解象的解释释3.点点电电荷荷4.库仑库仑定律定律5.静静电场电场考考点点点点击击6.电场电场强强度、点度、点电电荷的荷的场场强强7.电场线电场线8.电势电势能、能、电势电势9.电势电势差差10.匀匀强强电场电场中中电势电势差与差与电场电场强强度的关系度的关系11.带电带电粒子在匀粒子在匀强强电场电场中的运中的运动动12.常常见电见电容器容器13.电电容器的容器的电压电压、电电荷量和荷量和电电容的关系容的关系考考情情播播报报1.对库仑对库仑定律的理解和定律的理解和应应用用2.对对描述描述电场电场的基本概念如的基本
2、概念如场场强强、电势电势、电势电势差、差、电电功、功、电势电势能等的理解和能等的理解和应应用用3.利用利用电场线电场线和等和等势势面确定面确定场场强强,比,比较电势较电势4.带电带电粒子在粒子在电场电场中加速、偏中加速、偏转规转规律及律及应应用用5.平行板平行板电电容器及容器及动态动态平衡平衡问题问题6.电场电场和力学中的运和力学中的运动动学、牛学、牛顿顿定律、能量等定律、能量等结结合所构成合所构成 的力、的力、电综电综合合题题,能力要求高,高考,能力要求高,高考题题型多型多为计为计算算题题7.电场电场知知识识与生与生产产技技术术、生活、生活实际实际、科学研究等的、科学研究等的联联系,系,如如
3、电电容式容式传传感器、静感器、静电电分分选选器等,都可成器等,都可成为为新情景新情景综综合合 题题的命的命题题素材,是高考的素材,是高考的热热点点.电电场场电电场场电电场场电电场场1在复习中应重视对基本概念、定义的理解,注重知识的实在复习中应重视对基本概念、定义的理解,注重知识的实 际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的 有关知识在生产和实际生活中的应用有关知识在生产和实际生活中的应用2重视本部分知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子重视本部分知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子 在复合场中的运动,同时还要掌握处理较复杂问题的
4、方法,在复合场中的运动,同时还要掌握处理较复杂问题的方法,如类比、等效、建立模型等思维方法如类比、等效、建立模型等思维方法.一、元电荷和电荷守恒定律一、元电荷和电荷守恒定律1元电荷:元电荷:最小的电荷量,其值为最小的电荷量,其值为e C任何带任何带 电体的电荷量皆为元电荷电体的电荷量皆为元电荷e的的 2电荷守恒定律:电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,它们只能电荷既不能创造,也不能消灭,它们只能 从一个物体从一个物体 另一个物体,或者从物体的一个部分另一个物体,或者从物体的一个部分 另一部分在转移的过程中,电荷的总量另一部分在转移的过程中,电荷的总量 1.61019 整数倍整数倍转移到转
5、移到转移到转移到保持不变保持不变二、点电荷及库仑定律二、点电荷及库仑定律1点电荷:点电荷:带一定的电荷量,忽略其带一定的电荷量,忽略其 的一种理的一种理 想化模型想化模型2库仑定律库仑定律(1)内容:在内容:在 中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟 它们的它们的 成正比,跟它们间的成正比,跟它们间的 成成 反比作用力的方向在反比作用力的方向在 .形状和大小形状和大小真空真空电荷量的乘积电荷量的乘积距离的二次方距离的二次方它们的连线上它们的连线上(2)表达式:表达式:Fk ,式中,式中k Nm2/C2,叫静电力,叫静电力 常量常量(3)适用条件:适用条件:中的
6、中的 9.0109真空真空点电荷点电荷1点电荷类似于力学中的质点,能否看做点电荷不是依点电荷类似于力学中的质点,能否看做点电荷不是依据电荷量或带电体的大小,而是依据带电体大小对研究据电荷量或带电体的大小,而是依据带电体大小对研究问题的影响程度问题的影响程度2若带电体相距很近,不能看做点电荷,公式不再适用,若带电体相距很近,不能看做点电荷,公式不再适用,但作用力仍存在但作用力仍存在三、电场、电场强度和电场线三、电场、电场强度和电场线1电场电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种 特殊特殊 (2)基本性质:对放入其中的基本性质:对放
7、入其中的 有力的作用有力的作用物质物质电荷电荷2电场强度电场强度(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与它的与它的 电荷量电荷量q的的 (2)定义式:定义式:(F为电场力、为电场力、q为试探电荷的电荷量为试探电荷的电荷量),单位:,单位:或或V/m.(3)意义:描述电场意义:描述电场 和和 的物理量的物理量(4)方向:规定方向:规定 电荷在电场中所受电场力的方向为电场强度电荷在电场中所受电场力的方向为电场强度 的方向,是矢量的方向,是矢量比值比值N/C强弱强弱方向方向正正E 3电场线及其特点电场线及其特点(1)电场线电场线 为了直观形象地描
8、述电场中各点的强弱及方向,在电场为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场 中画出的一条条有方向的曲线,曲线上每点的中画出的一条条有方向的曲线,曲线上每点的 表示该点的场强方向表示该点的场强方向切线方切线方 向向(2)电场线的特点电场线的特点 电场线是为了形象地描述电场而电场线是为了形象地描述电场而 、实际不存在、实际不存在的的 理想化模型理想化模型 电场线始于电场线始于 (或无穷远或无穷远),终于无穷远或,终于无穷远或 ,是不闭合曲线是不闭合曲线 任意两条任意两条 都不相交都不相交 电场线的疏密表示电场强度的相对大小,在同一幅图中,电场线的疏密表示电场强度的相对大小,在同一幅图中,电场
9、强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方 电场线较疏电场线较疏.匀强电场中的电场线是等间距的平行线匀强电场中的电场线是等间距的平行线假想的假想的正电荷正电荷电场线电场线负电荷负电荷(3)几种典型电场的电场线几种典型电场的电场线孤立的正电荷、孤立的负电荷、等量异种电荷、等量孤立的正电荷、孤立的负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线同种电荷、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线分别如图分别如图611甲、乙、丙、丁、戊所示甲、乙、丙、丁、戊所示图图6111电场中某点电场强度的大小和方向与该点放不放试探电场中某点电场
10、强度的大小和方向与该点放不放试探 电荷以及所放试探电荷的电荷量大小和电性无关,完电荷以及所放试探电荷的电荷量大小和电性无关,完 全由电场本身决定全由电场本身决定2电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,不表电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,不表 示电荷在该点的受力方向电场线不是电荷在电场中示电荷在该点的受力方向电场线不是电荷在电场中 的运动轨迹的运动轨迹1叠加原理:叠加原理:多个点电荷在电场中某点的电场强度为各多个点电荷在电场中某点的电场强度为各 个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种 关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵守平行四
11、关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵守平行四 边形定则边形定则2场强的三个表达式的比较场强的三个表达式的比较表达式表达式比比较较EEkE公式意公式意义义电场电场强强度的度的定定义义式式真空中点真空中点电电荷的荷的决定式决定式匀匀强强电场电场中中E与与U的关系式的关系式适用条件适用条件 一切一切电场电场真空真空点点电电荷荷匀匀强强电场电场决定因素决定因素电场电场本身决本身决定,与定,与q无关无关场场源源电电荷荷Q和和场场源源电电荷到荷到该该点的点的距离距离r共同决定共同决定电场电场本身决定,本身决定,d为为沿沿电场电场方向方向的距离的距离 求解电场强度问题时,要注意空间场源电荷的数量求解电场强度
12、问题时,要注意空间场源电荷的数量及位置和所选取的场强公式的适用条件及位置和所选取的场强公式的适用条件1如图如图612所示,分别在所示,分别在A、B 两点放置点电荷两点放置点电荷Q121014 C和和Q221014 C在在AB的垂的垂 直平分线上有一点直平分线上有一点C,且,且ABAC BC6102 m试求试求C点的场强点的场强解析:解析:本题所研究的电场是点电荷本题所研究的电场是点电荷Q1和和Q2所形成的电场所形成的电场的合电场,因此的合电场,因此C点的场强是由点的场强是由Q1在在C处的场强处的场强E1C和和Q2在在C处的场强处的场强E2C的合场强根据的合场强根据Ek 得:得:E1Ck 9.0
13、109 N/C0.05 N/C方向如图所示方向如图所示同理求得:同理求得:E2Ck 0.05 N/C,方向如图所示,方向如图所示根据平行四边形定则作出根据平行四边形定则作出E1C和和E2C的合成图如图所示的合成图如图所示 CE1CEC是等边三角形,故是等边三角形,故ECE1C0.05 N/C,方向与,方向与AB平行指向右平行指向右答案:答案:0.05 N/C,方向平行于,方向平行于AB指向右指向右1电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的运根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线
14、重合,只有同时满足以下三个条件时,动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合:两者才会重合:(1)电场线为直线;电场线为直线;(2)电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行;电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线 平行平行2等量点电荷的电场线比较等量点电荷的电场线比较比比较较等量异种点等量异种点电电荷荷等量同种点等量同种点电电荷荷电场线电场线分布分布图图连线连线中点中点O处处的的场场强强最小,指向最小,指向负电负电荷一荷一方方为为零零比比较较等量异种点等量异种点电电荷荷等
15、量同种点等量同种点电电荷荷连线连线上的上的场场强强大小大小沿沿连线连线先先变变小,再小,再变变大大沿沿连线连线先先变变小,再小,再变变大大沿中垂沿中垂线线由由O点向点向外外场场强强大小大小O点最大,向外逐点最大,向外逐渐渐减小减小O点最小,向外先点最小,向外先变变大后大后变变小小关于关于O点点对对称的称的A与与A、B与与B的的场场强强特点特点等大同向等大同向等大反向等大反向 2法拉第首先提出用电场线形象生动法拉第首先提出用电场线形象生动 地描绘电场,图地描绘电场,图613所示为点电所示为点电 荷荷a、b所形成电场的电场线分布图,所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是以下几种说法正确的是
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