物理高三一轮复习《静电场力的性质》课件.ppt
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1、选修第一章选修第一章 静静 电电 场场一、库仑定律一、库仑定律 电场强度电场强度1、电荷、电荷 电荷守恒电荷守恒(1)自然界中只存在两种电荷:自然界中只存在两种电荷:_和和 _ 。用毛皮摩擦过的橡胶棒带用毛皮摩擦过的橡胶棒带_电荷;用丝绸摩擦过的电荷;用丝绸摩擦过的玻玻璃棒璃棒带带_ 电荷。电荷。元电荷;元电荷;e=_ Ce=_ C的电荷,这是带电体所带的的电荷,这是带电体所带的最小电荷量最小电荷量,最早,最早 是由是由 测得的。带电体的比荷:测得的。带电体的比荷:(2)使物体带电的方式有使物体带电的方式有:;.(4)(4)电荷守恒定律电荷守恒定律:电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能被消灭也
2、不能被消灭,只能从一只能从一个物体个物体_到另一个物体到另一个物体,或者从物体的一部份或者从物体的一部份_到到另一部分另一部分,电荷的总量不变电荷的总量不变.正电荷正电荷负电荷负电荷负负正正1.6010-19转移转移转移转移摩擦起电摩擦起电 接触起电接触起电 感应起电感应起电(3)点电荷点电荷:试探电荷试探电荷(检验电荷检验电荷):):电荷量电荷量和和尺寸尺寸必须必须充分小充分小,对原来的电场不产对原来的电场不产生明显的影响生明显的影响.形状、大小及电荷分布状况对作用力的影响可以忽略不计的带电体形状、大小及电荷分布状况对作用力的影响可以忽略不计的带电体密立根密立根 2、库仑定律库仑定律(1)内
3、容:在真空中静止的两个点电荷的作用力跟它们的)内容:在真空中静止的两个点电荷的作用力跟它们的 _成正比,跟它们的成正比,跟它们的_成成发比,作用力的方向在它们的连线上。发比,作用力的方向在它们的连线上。电荷量的乘积电荷量的乘积距离的平方距离的平方(2)公式:公式:_ (其中其中k为静为静电力常量,电力常量,k=9010 9 N m2/c2)(3)适用条件)适用条件:_ 、_。真空中真空中点电荷点电荷注意:代入时电量取注意:代入时电量取绝对值绝对值训练训练2 2两个半径为两个半径为0.25 m0.25 m的铜球,球心相距的铜球,球心相距1 m1 m,若各带,若各带1 C1 C的同种电荷时,相互作
4、用的力为的同种电荷时,相互作用的力为F F1 1,各带,各带1 C1 C的异种电荷时,相的异种电荷时,相互作用的力为互作用的力为F F2 2。则(。则()A AF F1 1=F F2 2B BF F1 1F F2 2 C CF F1 1F F2 2 D D无法判断无法判断训练训练1 1关于点电荷的说法,正确的是关于点电荷的说法,正确的是 ()()A A只有体积很小的带电体,才能作为点电荷只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B B体积很大的带电体一定不能看作点电荷体积很大的带电体一定不能看作点电荷C C点电荷一定是电量很小的电荷点电荷一定是电量很小的电荷D D两个带电的金属小球,不一定能将它们作
5、为电荷集中在球心两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理的点电荷处理D D点电荷点电荷:形状、大小及电荷分布状况:形状、大小及电荷分布状况对作用力的影响可以忽略不计对作用力的影响可以忽略不计的带电体的带电体,注意注意D选项的选项的几种情形几种情形B B注意注意:带电体距离:带电体距离太近太近,电荷,电荷不是均匀分布不是均匀分布例例1冬天当我们脱毛线衫时,静电经常会跟你开开小玩笑。下列一些相冬天当我们脱毛线衫时,静电经常会跟你开开小玩笑。下列一些相关的说关的说 说法中正确的是:说法中正确的是:()A.在将外衣脱下的过程中,内外衣间摩擦起电,内衣和外衣所带的电荷在将外衣脱下
6、的过程中,内外衣间摩擦起电,内衣和外衣所带的电荷是同种电荷是同种电荷B如果内外两件衣服可看作电容器的两极,并且在将外衣脱下的某个如果内外两件衣服可看作电容器的两极,并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电量一定,随着两衣间距离的增大,两衣间电容变小,则过程中两衣间电量一定,随着两衣间距离的增大,两衣间电容变小,则两衣间的电势差也将变小两衣间的电势差也将变小C在将外衣脱下的过程中,内外两衣间隔增大,衣物上电荷的电势能在将外衣脱下的过程中,内外两衣间隔增大,衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和)将增大(若不计放电中和)D脱衣如果人体带上了正电,当触摸金属门把时,人所带的正电荷会脱衣如果人体带上了正
7、电,当触摸金属门把时,人所带的正电荷会通过金属门把流入大地,从而造成对人体轻微的电击通过金属门把流入大地,从而造成对人体轻微的电击c电容器的二类问题电容器的二类问题电量不变电量不变电压不变电压不变小结小结B选项:选项:看电势能变化就看电场力做功看电势能变化就看电场力做功小结小结C选项:选项:W电电=-EP电电=EP1-EP2例例2 有三个完全相同的金属小球有三个完全相同的金属小球A、B、C,A球球 带电带电荷量为荷量为7Q,B带电荷量为带电荷量为-Q,C球不带电,将、两球不带电,将、两球固定,然后让球固定,然后让C球先跟球接触,再跟球先跟球接触,再跟B球接触,最后球接触,最后移去球,则、球间的
8、作用力变为原来的多少倍?移去球,则、球间的作用力变为原来的多少倍?拓展拓展(1)若)若B带带+Q呢?呢?58(2)若先跟)若先跟B接触接触,再跟再跟A接触呢?接触呢?(3)若跟)若跟AB接触无数次呢?接触无数次呢?小结小结:带电体(:带电体(相同相同金属小球)接触问题金属小球)接触问题(1)同种同种电荷电荷均分均分(2)异种异种电荷电荷先中和后均分先中和后均分13564798带电物体接触问题带电物体接触问题例例3 3两个相同的金属小球,带电量之比为两个相同的金属小球,带电量之比为1515,当它们,当它们相距相距r r时的相互作用力为时的相互作用力为F F1 1若把它们互相接触后再放回若把它们互
9、相接触后再放回原处,它们的相互作用力变为原处,它们的相互作用力变为F F2 2,则,则F F1 1:F F2 2这比为这比为 ()()A A5151 B B5959 C C5454 D D5858B C 例例4 4 有两个正电荷带电量均为有两个正电荷带电量均为q q相距相距r r若从其中一个若从其中一个电荷上取下电荷上取下q q电量,并将此电量,并将此q q电量加在另一个电荷上,电量加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来比较那么它们之间的相互作用力与原来比较()()(A)(A)变大变大 (B)(B)变小变小 (C)(C)不变不变 (D)(D)无法判断无法判断B注重审题,注重审题,没说
10、电性关系没说电性关系例例5 5 如图如图615615所示,所示,A A、B B带有等量正电荷带有等量正电荷Q Q,一带电,一带电量为量为q q的电荷放在两者连线中点处恰能平衡现将电荷的电荷放在两者连线中点处恰能平衡现将电荷B B十分缓慢地向右移动,电荷十分缓慢地向右移动,电荷q q的运动情况是的运动情况是()()。(A)(A)不动不动 (B)(B)向左运动向左运动 (C)(C)向右运动向右运动 (D)(D)可能向左运动,也可能向右运动可能向左运动,也可能向右运动D例例6.6.把电量把电量Q Q分配在与球心相距为分配在与球心相距为r r的两个不同金属球的两个不同金属球A A、B B上,则可知当分
11、配的电量上,则可知当分配的电量q qA A:q qB B_时,它时,它们相互的作用力最大,最大值是们相互的作用力最大,最大值是_。(r(r金金属球的半径属球的半径R)R)1:1KQ2/4 r2注重审题,经分析注重审题,经分析q q可正可负可正可负例例7如图如图122所示,所示,+Q1和和-Q2是两个可自由移动的电是两个可自由移动的电荷,且荷,且Q2=4Q1现再取一个可自由移动的点电荷现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在放在Q1与与Q2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么()AQ3应为负电荷,放在应为负电荷,放在Q1的左边的左边BQ3应为负电荷,放在应为负电荷
12、,放在Q2的右边的右边CQ3应为正电荷,放在应为正电荷,放在Q1的左边的左边DQ3应为正电荷,放在应为正电荷,放在Q2的右边的右边A电场中的带电体的动力学问题电场中的带电体的动力学问题三个自由三个自由电荷在电荷在同一直线同一直线上的上的平衡平衡问题问题小结小结:三个三个电荷在电荷在同一直线同一直线上的上的平衡平衡问题问题两侧两侧同同,中间,中间异异,夹,夹小小,靠,靠小小训练:如图所示训练:如图所示Q Q1 1,Q,Q2 2,Q,Q3 3,分别表示在一条直线上的三个分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知点电荷,已知Q Q1 1和和Q Q2 2的距离为的距离为L L1 1,Q,Q2 2和和Q Q
13、3 3的距离为的距离为L L2 2且每个且每个电荷都处于平衡状态电荷都处于平衡状态若若Q Q2 2为正电荷,则为正电荷,则Q Q1 1为为_电荷,电荷,Q Q3 3_电荷电荷Q Q1 1,Q,Q2 2,Q,Q3 3电量大小之比是电量大小之比是_:_:_。Q1Q2Q3L2L1负负 负负 (L1+L2)2L12:(:(L22L12):():(L1+L2)2L22 三个三个电荷在电荷在同一直线同一直线上的上的加速加速问题问题m +2qm -qm F例例8 8:质量均为:质量均为m m的三个带电小球的三个带电小球A A、B B、C C放置在光滑绝缘的放置在光滑绝缘的水平面上,水平面上,A A与与B B
14、间与间与B B与与C C间距离均为间距离均为L L,A A球所带电荷量球所带电荷量Q QA A=+2q,B=+2q,B球所带电荷量为球所带电荷量为Q QB B=-q,=-q,若小球若小球C C上加一水平向右的恒上加一水平向右的恒力力F F,恰好使,恰好使A A、B B、C C三小球保持相对静止。求三小球保持相对静止。求(1 1)C C球带何种电荷?电量多少?球带何种电荷?电量多少?(2 2)外力)外力F F的大小。的大小。正电,正电,Q=8q/3Q=8q/3F=2kq2/L22 2、求、求F F与分析与分析C C或或分析分析整体整体紧密联系(即紧密联系(即隔离法隔离法与与整体法整体法),),分
15、析整体时只受分析整体时只受F F(受力简单)(受力简单),分析分析C C受力稍烦索一些。若该受力稍烦索一些。若该力力F F作用在作用在B B上一样的解题方法(对上一样的解题方法(对A A、C C分析求得分析求得Q Q和和a a,再对整,再对整体分析求得力体分析求得力F F)。)。小结:小结:1 1、对、对A A、B B分析连列方程组求得分析连列方程组求得Q Q和和a a,再对,再对整体整体分析求得力分析求得力F F例例9 9、如图如图6 61 11111所示,光滑绝缘水平面上固定着三个带电小球所示,光滑绝缘水平面上固定着三个带电小球A A、B B、C C,它们的质量均为,它们的质量均为m m,
16、间距均为,间距均为r r,A A、B B带正电且电量各为带正电且电量各为q q现给现给C C球施一个水平力球施一个水平力F F的同时,将三个小球都放开,欲使三个小的同时,将三个小球都放开,欲使三个小球在运动过程中保持距离球在运动过程中保持距离r r不变,求:不变,求:(1)C(1)C球的电性和电量为球的电性和电量为?(2)(2)水平力水平力F F及小球的加速度为及小球的加速度为?负负2qq qqm关键词的理解:关键词的理解:小结此题:选择小结此题:选择恰当恰当的的研究对象研究对象是关键是关键三个小球距离三个小球距离r不变不变A、B、C、具有共同具有共同a思路点拨:研究思路点拨:研究C的电性的电
17、性只有只有对对A或或B,a方向由整体研究得出方向由整体研究得出不在同一直线不在同一直线上的三个电荷的上的三个电荷的加速加速问题问题二、电场强度二、电场强度1、电场电场(1)定义:存在于)定义:存在于_周围,能传递周围,能传递_的一种特殊物质。的一种特殊物质。电荷电荷电荷间相互作用电荷间相互作用(2)基本性质:对放入其中的基本性质:对放入其中的_有力的作用。有力的作用。电荷电荷 2、电场的、电场的定性定性描述描述-电场线电场线(1)电场线是为了直观形象描述电场中各点电场的)电场线是为了直观形象描述电场中各点电场的_及及_而画的一系列曲线,曲线上各点的而画的一系列曲线,曲线上各点的_表示该点表示该
18、点的场强方向,曲线的的场强方向,曲线的_表示场强的强弱表示场强的强弱。强弱强弱方向方向切线方向切线方向疏密疏密(2)始于始于_(或无穷远),终于无穷远或(或无穷远),终于无穷远或_。负电荷负电荷正电荷正电荷(3)电场线不闭合电场线不闭合,不相交不相交(4)沿沿电场线电势电场线电势_.降低降低 (5)几种常见的几种常见的电场线电场线:例:例:匀强匀强电场电场等量异种等量异种点电荷的电场点电荷的电场等等量量同同种种点点电电荷荷的的电电场场点电荷与带电平板点电荷与带电平板+孤孤立立点点电电荷荷周周围围的的电电场场注意:注意:2、疏密程度、疏密程度3、电场线的特征、电场线的特征1、电场线的方向、电场线
19、的方向自己画一下各种情况自己画一下各种情况3、电场的、电场的定量定量描述描述-电场强度(电场强度(E,矢量),矢量)(1)定义:放入电场中某点的电荷所受到的定义:放入电场中某点的电荷所受到的_与它的与它的_的比值的比值,叫该点的电场强度叫该点的电场强度.电场力电场力F电电电荷电荷q(2)定义式定义式:(3)单位单位:N/C 或或 V/m (4)方向方向:_在该点受到的电场力方向即为该点的电在该点受到的电场力方向即为该点的电场强度的方向(与场强度的方向(与 在改点受到的电场力的方向在改点受到的电场力的方向 .)正电荷正电荷(5)电场的叠加:多个电荷在某点的产生电场强度为各个电场的叠加:多个电荷在
20、某点的产生电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的电荷单独在该点产生的电场强度的_和,遵循和,遵循_定则。定则。平行四边形平行四边形矢量矢量负电荷负电荷相反相反E=kQ/r2 E=U/d式中式中q为为 电荷,电荷,E与与 、无关由无关由本身本身决定决定。试探试探F电电q此式反映了电场具有此式反映了电场具有 的性质的性质,适用于适用于 电场电场.力力任何任何此式适用于此式适用于 ,式中式中Q为为 电荷电荷.点电荷点电荷场源场源此式适用于此式适用于 ,式中式中d为为 的距离的距离.匀强电场匀强电场两点沿场强方向两点沿场强方向 1下列关于电场线性质的说法中,正确的是:下列关于电场线性质的说法中,
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