电场--电场的力的性质精选PPT.ppt
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1、电场-电场的力的性质第1页,此课件共69页哦1.电荷电荷 电荷守恒定律电荷守恒定律第2页,此课件共69页哦电荷与电荷守恒电荷与电荷守恒2.自然界有几种电荷?电荷间的作用力有什么特点自然界有几种电荷?电荷间的作用力有什么特点?1.电荷是物体的固有属性,它与电荷量(电量)、库仑电荷是物体的固有属性,它与电荷量(电量)、库仑(C)的是什么关系?力学中有没有物理量关系与此关系的是什么关系?力学中有没有物理量关系与此关系类似?类似?3.一个电中性的宏观一个电中性的宏观物体内是否不含有物体内是否不含有任何电荷?任何电荷?第3页,此课件共69页哦电荷与电荷守恒电荷与电荷守恒4.使一个物体带电有哪些方法使一个
2、物体带电有哪些方法?怎样知道一个物体怎样知道一个物体是否带电?是否带电?接触起电、摩擦起电、感应起电接触起电、摩擦起电、感应起电5.上述使物体带电的方法,其本质有无相同之处?是上述使物体带电的方法,其本质有无相同之处?是什么?什么?为什么人们接受自然界中只有正、负两种电荷的为什么人们接受自然界中只有正、负两种电荷的观点?为什么不是三种或四种电荷?观点?为什么不是三种或四种电荷?第4页,此课件共69页哦电荷守恒定律电荷守恒定律电荷既不能创造,也不能消灭,只能电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者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从物体的一部分转
3、移到另一部分,在转在转移的过程中移的过程中,电荷的总量不变电荷的总量不变.第5页,此课件共69页哦电荷与电荷守恒电荷与电荷守恒怎样使怎样使A和和B带异种电荷带异种电荷?怎样使怎样使A和和B带同种电荷带同种电荷?感应起电感应起电,接触起电接触起电思考:第6页,此课件共69页哦元电荷元电荷1.元电荷元电荷e:一个电子或质子所带的电荷量一个电子或质子所带的电荷量.e=1.6010-19 C2.任何带电体所带电荷量任何带电体所带电荷量q为为:q=ne (nZ)3.电子的比荷电子的比荷:e/me=1.76 1011C/kg思考:人类是如何认识到电荷的最小单位是e的?第7页,此课件共69页哦2.库仑定律库
4、仑定律第8页,此课件共69页哦电荷间的相互作用力电荷间的相互作用力Q不变,不变,rFr不变,不变,QqF演示演示:电荷间作用力与电电荷间作用力与电荷量及距离关系荷量及距离关系猜猜看:电荷间相互作用力猜猜看:电荷间相互作用力的的大小与哪些因素有关大小与哪些因素有关?什么关系?如何验证你的猜测?用到了什么思想?什么关系?如何验证你的猜测?用到了什么思想方法?方法?第9页,此课件共69页哦库仑扭秤实验库仑扭秤实验1.结构:结构:2.原理原理:力矩平衡力矩平衡.3.特点特点:小量放大小量放大.第10页,此课件共69页哦平方反比定律平方反比定律1.万有引力定律万有引力定律 F=Gm1m2r22.库仑定律
5、库仑定律 F=kQ1Q2r2库仑就是用类比的方法将静电力跟万库仑就是用类比的方法将静电力跟万有引力类比得出库仑定律并测出静电有引力类比得出库仑定律并测出静电力常量的力常量的.第11页,此课件共69页哦库仑定律库仑定律1.在真空中两个点电荷间的作用力跟它们电量的乘积成在真空中两个点电荷间的作用力跟它们电量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比正比,跟它们距离的平方成反比.作用力的方向在它们作用力的方向在它们的连线上的连线上.F=kQ1Q2/r22.静电力常量静电力常量 k=9.0 109 Nm2/C23.适用条件:真空中、点电荷适用条件:真空中、点电荷.4.点电荷点电荷:理想模型理想模型(有质量有
6、质量,有电荷有电荷,无体积无体积)条件:实际带电体条件:实际带电体,在它们间的距离远大于其本身的大在它们间的距离远大于其本身的大小时就可看成点电荷小时就可看成点电荷.利用库仑定律计算时,利用库仑定律计算时,Q1、Q2取绝对值,力的方向取绝对值,力的方向由同种电荷相斥、异种电荷相吸来定。由同种电荷相斥、异种电荷相吸来定。第12页,此课件共69页哦【巩固巩固】如图,半径均为如图,半径均为r的金属球如的金属球如图所示放置,使两球的边缘相距为图所示放置,使两球的边缘相距为r.今使两球带上等量的异种电荷今使两球带上等量的异种电荷Q,设两,设两电荷电荷Q间的库仑力大小为间的库仑力大小为F,比较,比较F与与
7、kQ2/(3r)2的大小关系的大小关系.第13页,此课件共69页哦【练习【练习1】已知电子质量】已知电子质量me=9.1 10-31kg,质质子的质量子的质量mp=1.67 10-27kg,电子和质子的电电子和质子的电荷量为荷量为e=1.6 10-19C.比较它们之间的静电力比较它们之间的静电力和万有引力的大小和万有引力的大小.带电粒子的重力一般忽略不计带电粒子的重力一般忽略不计.第14页,此课件共69页哦【练习【练习2】半径相同的小金属球】半径相同的小金属球A、B带有电荷量相等的电荷,距离为带有电荷量相等的电荷,距离为r,相,相互吸引力为互吸引力为F,今让半径相同不带电,今让半径相同不带电的
8、金属球的金属球C先后与先后与A、B接触后移开,接触后移开,这时这时A、B两球作用力大小是两球作用力大小是A.F/8 B.F/4C.3F/8 D.3F/4【A】电荷守恒和库仑定律电荷守恒和库仑定律第15页,此课件共69页哦【练习【练习3】两根长为】两根长为l 的绝缘细线系两个带正电荷的的绝缘细线系两个带正电荷的小球,质量分别为小球,质量分别为m1和和m2,电荷量分别为,电荷量分别为q1和和q2,细绳的另一端固定在同一点细绳的另一端固定在同一点.两球的平衡时,两线跟两球的平衡时,两线跟竖直方向夹角均为竖直方向夹角均为.1.下列说法正确的有:下列说法正确的有:A.若若 m1m2,则,则q1m2,则,
9、则q1 m2第18页,此课件共69页哦【练习【练习4】点电荷】点电荷A、B固定固定,距离为距离为l,电荷量分电荷量分别为别为+Q、-4Q.今放入电荷今放入电荷C,并使并使C在在A、B的共的共同作用下平衡同作用下平衡.1.C电荷的位置电荷的位置A.一定在一定在AB连线上连线上.B.一定在一定在AB之间之间.C.一定在一定在A的左边的左边.D.可能在可能在B的右边的右边.库仑定律和平衡条件库仑定律和平衡条件【AC】+Q-4QAB第19页,此课件共69页哦【练习【练习5】点电荷】点电荷A、B固定固定,距离为距离为l,电荷量分别为电荷量分别为+Q、-4Q.今放入电荷今放入电荷C,并使并使C平衡平衡.2
10、.求电荷求电荷C的位置及电荷量的位置及电荷量.3.若使若使A、B、C都在静电力作用下平都在静电力作用下平衡衡,求电荷求电荷C的位置及电荷量的位置及电荷量.库仑定律和平衡条件库仑定律和平衡条件【x=l,任意电荷任意电荷】【-4Q】+Q-4QAB第20页,此课件共69页哦【练习【练习5】如图所示,在光滑绝缘的水平面】如图所示,在光滑绝缘的水平面上,沿一条直线依次排列着三个小球上,沿一条直线依次排列着三个小球A、B、C(可视为点电荷),若它们在静电力作用下(可视为点电荷),若它们在静电力作用下恰能处于平衡状态,则这三个小球所带电荷量恰能处于平衡状态,则这三个小球所带电荷量及电性的关系,有可能的是:及
11、电性的关系,有可能的是:ABCA.-9,4,-36 B.4,9,36C.-3,2,8 D.3,-2,6【A 】第21页,此课件共69页哦【练习【练习6】如图所示,】如图所示,A、B是带有等量同种电荷的是带有等量同种电荷的两小球,它们的质量都是两小球,它们的质量都是m,它们的悬线长度都是,它们的悬线长度都是L,悬线上端都固定在同一点,悬线上端都固定在同一点O,B球悬线竖直且被固球悬线竖直且被固定,定,A球在偏离球在偏离B球球x的地方静止平衡,此时的地方静止平衡,此时A受到绳受到绳的拉力为的拉力为T;现在保持其他条件不变,用改变;现在保持其他条件不变,用改变A球质量球质量的方法,使的方法,使A球在
12、距球在距B为为 x处平衡;则处平衡;则A受到的绳的受到的绳的拉力为:拉力为:A.T;B.2T;C.4T;D.8T。【D】第22页,此课件共69页哦【练习【练习7】A、B两个点电荷,相距为两个点电荷,相距为L,质量分别为,质量分别为m和和2m,它们由静止出发,它们由静止出发,初始时刻初始时刻A的加速度为的加速度为a,经过一段时,经过一段时间间B的加速度也为的加速度也为a,速率为,速率为v,此时,此时两点电荷间的距离是多大?点电荷两点电荷间的距离是多大?点电荷A的速率是多大?的速率是多大?第23页,此课件共69页哦【练习【练习8】光滑水平面上用一根绝缘的轻弹簧连】光滑水平面上用一根绝缘的轻弹簧连接
13、着两个带同种电荷的小球(可视为点电荷),接着两个带同种电荷的小球(可视为点电荷),由于电荷间库仑斥力的作用,使弹簧伸长了由于电荷间库仑斥力的作用,使弹簧伸长了L,现将两个小球所带电荷量同时减小为原来,现将两个小球所带电荷量同时减小为原来的一半,则平衡时弹簧的伸长量将:的一半,则平衡时弹簧的伸长量将:A.B.C.D.上述三种情况都有可能上述三种情况都有可能【B】第24页,此课件共69页哦3.电场与电场强度电场与电场强度第25页,此课件共69页哦电场概念的引入电场概念的引入问题问题1.力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用,下列物下列物体间力的作用是如何实现的?体间力的作用是如何实现的?1.马拉
14、车前进马对车的拉力马拉车前进马对车的拉力2.空中物体受到的重力空中物体受到的重力3.两块磁铁之间的磁力两块磁铁之间的磁力第26页,此课件共69页哦怎样引入电场的概念怎样引入电场的概念?问题问题2.两个电荷之间的静电力是怎样发生的两个电荷之间的静电力是怎样发生的?+qQF电荷电荷电荷电荷电场电场第27页,此课件共69页哦电场电场1.电荷产生电场,电场是客观存在的电荷产生电场,电场是客观存在的一种特殊物质形态一种特殊物质形态.2.电场的基本特性:对放入其中的电荷电场的基本特性:对放入其中的电荷有电场力的作用有电场力的作用.电荷电荷电荷电荷电场电场第28页,此课件共69页哦怎样描述电场的强弱怎样描述
15、电场的强弱?问题问题1.正电荷正电荷 Q的电场中有的电场中有A、B两点两点,到到Q的距离分别为的距离分别为rA、rB,且且rArB,将试探电荷将试探电荷+q分别放在分别放在A、B两点两点.1.比较比较q在在A、B两点受到两点受到的静电力的大小和方向的静电力的大小和方向.2.比较比较A、B两点的电场两点的电场的强弱的强弱.FBFA+ABQ+q+q第29页,此课件共69页哦怎样描述电场的强弱怎样描述电场的强弱?问题问题2.能否用电场力表示电场的强弱能否用电场力表示电场的强弱?1.在在A点分别放入试探点分别放入试探电荷电荷 q、2q,电荷受到的电荷受到的静电力怎样变化静电力怎样变化?2.在在A、B两
16、点分别放入两点分别放入试探电荷试探电荷 qA、qB,且且qAqB,rArB,哪一个电哪一个电荷受到的电场力大荷受到的电场力大?FBFA+ABQ+q+q第30页,此课件共69页哦怎样描述电场的强弱怎样描述电场的强弱?问题问题3.怎样比较电场的强弱怎样比较电场的强弱?FA/q=2FA/2q=kQ/rA2FB/q=2FB/2q=kQ/rB2A点电场较强点电场较强FA/q FB/q1.比值比值F/q与试探电荷与试探电荷q无关无关.2.比值比值F/q越大,电场越强越大,电场越强.FBFA+ABQ+q+q第31页,此课件共69页哦电场强度电场强度1.定义定义:放入电场中某点的电荷受到的电场放入电场中某点的
17、电荷受到的电场力跟它所带电荷量的比值力跟它所带电荷量的比值.E=F/q (国际单位国际单位:N/C)2.矢量矢量:规定电场中某点的场强方向就是正电荷规定电场中某点的场强方向就是正电荷在该点所受的电场力的方向在该点所受的电场力的方向.3.场强的大小表示电场的强弱场强的大小表示电场的强弱,方向表示电场的方向表示电场的方向方向.第32页,此课件共69页哦点电荷的场强公式点电荷的场强公式问题问题:已知正点电荷电荷量已知正点电荷电荷量Q,p点到点到Q的距的距离为离为r,求电荷求电荷+Q产生的电场在产生的电场在p点场强的大点场强的大小和方向小和方向.Qpr+qFE第33页,此课件共69页哦【练习【练习1】
18、在点电荷在点电荷-Q的电场中有的电场中有A、B两点两点,分别放入试探电荷分别放入试探电荷+q和和-q,画出画出试探电荷在试探电荷在A、B两点受到的电场力的两点受到的电场力的方向和方向和A、B两点的电场强度方向两点的电场强度方向.-QAB+q-q第34页,此课件共69页哦【练习【练习2】在电荷在电荷Q1=8 10-9 C的电场中有点的电场中有点A,在在A点放入点电荷点放入点电荷Q2=+4 10-9 C,Q2受到受到电场力电场力F=8 10-5N,方向向右方向向右.1.求求A点场强大小、方向点场强大小、方向.2.求求A到到Q1的距离的距离r.3.若将若将Q2取走取走,求求A点场强点场强.4.若在若
19、在A点放入点放入Q2=-2 10-9C的负电荷的负电荷,求求A点场强大小和方向点场强大小和方向.5.求求Q2受到的电场力受到的电场力.1.场强的定义式和决定场强的定义式和决定式式.2.试探电荷和场电荷试探电荷和场电荷.第35页,此课件共69页哦电场强度的定义式和决定式电场强度的定义式和决定式1.场强的定义式场强的定义式(任意电场任意电场)E=F/q q是试探电荷是试探电荷2.场强的决定式场强的决定式(真空中点电荷真空中点电荷)E=kQ/r2 Q是场源电荷是场源电荷3.电场强度由电场本身的性质决定电场强度由电场本身的性质决定,与试与试探电荷无关探电荷无关.第36页,此课件共69页哦【练习【练习3
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