第1讲电场中力的性质优秀PPT.ppt
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1、第1讲电场中力的性质现在学习的是第1页,共53页一电荷:一电荷:1、正正电电荷荷和和负负电电荷荷:自自然然界界只只存存在在两两种种电电荷荷,即正电荷和负电荷。即正电荷和负电荷。用用丝丝绸绸摩摩擦擦过过的的玻玻璃璃棒棒所所带带的的电电荷荷是是正正电荷。电荷。用用毛毛皮皮摩摩擦擦过过的的硬硬橡橡胶胶棒棒所所带带的的电电荷荷是是负电荷。负电荷。2、电电荷荷量量:一一个个物物体体所所带带电电荷荷数数量量的的多多少少叫电荷量叫电荷量。单位:。单位:1C1As现在学习的是第2页,共53页3、元电荷、元电荷e:e=1.6010-19C质子或电子所带的电量就是元电荷质子或电子所带的电量就是元电荷元电荷是世界上
2、电最小的电量元电荷是世界上电最小的电量任何带电体的电量都是元电荷的任何带电体的电量都是元电荷的整数倍整数倍 4、检验电荷:、检验电荷:电电量量要要求求:不不影影响响原原电电场场;体体积积充充分分小小;一一定定是点电荷。是点电荷。5、电荷间的相互作用、电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 现在学习的是第3页,共53页6、荷质比、荷质比(比荷比荷):带带电电粒粒子子的的电电荷荷量量与与质质量量之之比比称称为为“荷荷质质比比”如如电电子子的的电电荷荷量量e和和电电子子质质量量me(me=0.9110-30kg)之比,叫做电子之比,叫做电子 的荷质比,
3、即的荷质比,即 可以做为物理常量来使用。可以做为物理常量来使用。现在学习的是第4页,共53页二、使物体带电的几种方式二、使物体带电的几种方式1、摩摩擦擦起起电电:两两个个不不同同的的物物体体相相互互摩摩擦擦,带带上上等量异种的电荷。等量异种的电荷。2、接接触触带带电电:不不带带电电物物体体接接触触另另一一个个带带电电物物体体,使电荷从带电体转移一部分到不带电的物体上。使电荷从带电体转移一部分到不带电的物体上。两两个个完完全全相相同同的的带带电电金金属属小小球球接接触触时时电电荷荷量量分分配配规规律律:原原带带异异种种电电荷荷的的先先中中和和后后平平分分,原原带带同同种电荷的总电荷量平分。种电荷
4、的总电荷量平分。现在学习的是第5页,共53页3、感感应应起起电电:导导体体接接近近(不不接接触触)带带电电体体,使使导导体体靠靠近近带带电电体体一一端端带带上上与与带带电电体体相相异异的的电电荷荷,而而另另一一端端带带上上与与带带电电体体电电荷荷相相同同的电荷。的电荷。现在学习的是第6页,共53页三、电荷守恒定律:三、电荷守恒定律:电电荷荷既既不不能能创创造造,也也不不能能消消灭灭,只只能能从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体,或或者者从从物物体体的的一一部部分分转转移移到到另另一一部部分分,在在转转移移的的过过程程中中,电荷的总量不变。电荷的总量不变。现在学习的是第7页,共5
5、3页例例1:绝绝缘缘细细线线上上端端固固定定、下下端端悬悬挂挂一一轻轻质质小小球球a,a的的表表面面镀镀有有铝铝膜膜.在在a的的近近旁旁有有一一绝绝缘缘金金属属球球b,开开始始时时a、b都都不不带带电电,如如图图所所示示.现现使使b带电,则带电,则()A.a、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用B.b将吸引将吸引a,吸在一起不分开,吸在一起不分开C.b立即把立即把a排斥开排斥开D.b先吸引先吸引a,接触后又把,接触后又把a排斥开排斥开D现在学习的是第8页,共53页四、库仑定律四、库仑定律1、内内容容:真真空空中中两两个个点点电电荷荷之之间间相相互互作作用用的的电电力力,跟跟它它们们的的电电荷
6、荷量量的的乘乘积积成成正正比比,跟跟它它们们的的距距离离的的二二次次方方成成反反比比,作作用用力力的的方方向向在在它们的连线上。它们的连线上。2、公式:、公式:F:叫叫做做库库仑仑力力或或静静电电力力,也也叫叫电电场场力力。它它可可以以是是引力,也可以是斥力。引力,也可以是斥力。k:叫静电力常量,叫静电力常量,现在学习的是第9页,共53页3、适用条件:、适用条件:真空中真空中点电荷点电荷 点点电电荷荷:点点电电荷荷是是一一个个理理想想化化的的模模型型,在在实实际际中中,当当带带电电体体的的形形状状和和大大小小对对相相互互作作用用力力的的影影响响可可以以忽忽略略不不计计时时,就就可可以以把把带带
7、电电体体视视为为点点电电荷荷(这这一一点点与与万万有有引引力力很很相相似似,但但又又有有不不同同:对对质质量量均均匀匀分分布布的的球球,无无论论两两球球相相距距多多近近,r都都等等于于球球心心距距;而而对对带带电电导导体体球球,距距离离近近了了以以后后,电电荷荷会会重重新新分分布布,不不能能再再用用球球心心距距代代替替r)。点点电电荷荷很相似于我们力学中的质点很相似于我们力学中的质点现在学习的是第10页,共53页4、理解:、理解:(1)在在利利用用库库仑仑定定律律的的公公式式进进行行计计算算时时,无无论论是是正正电电荷荷还还是是负负电电荷荷,均均用用电电量量的的绝绝对对值值代代入入式中,计算其
8、作用力的大小。式中,计算其作用力的大小。(2)作作用用力力的的方方向向根根据据:同同性性相相斥斥,异异性性相相吸吸,作用力的方向沿两电荷连线方向,进行判定。作用力的方向沿两电荷连线方向,进行判定。(3)两两个个点点电电荷荷间间的的相相互互作作用用的的库库仑仑力力满满足足牛牛顿第三定律顿第三定律 大小相等、方向相反。大小相等、方向相反。现在学习的是第11页,共53页(4)库仑力存在极大值,由公式)库仑力存在极大值,由公式 可以看出,在可以看出,在r和两带电体的电量和一定的和两带电体的电量和一定的 条件下,条件下,当当q1=q2时,时,F有最大值。有最大值。(5)如果是多个点电荷对另一个点电荷的作
9、)如果是多个点电荷对另一个点电荷的作 用,可分别对每个点电荷间使用用,可分别对每个点电荷间使用,然后把该电荷所受诸库仑力进行矢量合成,然后把该电荷所受诸库仑力进行矢量合成现在学习的是第12页,共53页(6)在介质中,电荷间的相互作用比真空小)在介质中,电荷间的相互作用比真空小 小多少,跟介质有关,小多少,跟介质有关,空空气气中中的的介介电电常常数数近近似似取取1,即即认认为为电电荷荷间间的的相相互作用在空气中跟在真空中一样。互作用在空气中跟在真空中一样。现在学习的是第13页,共53页例例2:两两个个完完全全相相同同的的绝绝缘缘金金属属小小球球A、B,A球球所所带带电电荷荷量量为为+4Q,B 球
10、球不不带带电电。现现将将B 球球与与A球球接接触触后后,移移至至与与A球球距距离离为为 d 处处(d 远远远远大大于于小小球球半半径径)。已已知知静静电电力力常常量量为为k,则则此此时时A、B两两球球之之间间相相互互作作用用库库仑仑力力的的大大小小是是()A.B.C.D.B现在学习的是第14页,共53页例例3:三个完全相同的金属小球:三个完全相同的金属小球A、B和和C,A、B带电后位于相距为带电后位于相距为r的两处,的两处,A、B之间有吸引之间有吸引力,大小为力,大小为F.若将若将A球先跟很远处的不带电的球先跟很远处的不带电的C球球相接触后,再放回原处,然后使相接触后,再放回原处,然后使B球跟
11、很远处的球跟很远处的C球接触后,再放回原处球接触后,再放回原处.这时两球的作用力的大这时两球的作用力的大小变为小变为F/2.由此可知由此可知A、B原来所带电荷是原来所带电荷是_(填(填“同种同种”或或“异种异种”)电荷;)电荷;A、B所带电量的大小之比是所带电量的大小之比是_.异种异种 6 1 现在学习的是第15页,共53页例例4:有有三三个个完完全全一一样样的的金金属属小小球球A、B、C,A带带电电量量7Q,B带带电电量量-Q,C不不带带电电,将将A、B固固定定,相相距距r,然然后后让让C球球反反复复与与A、B球球多多次次接接触触,最最后后移移去去C球球,试试问问A、B两两球球间间的的相相互
12、互作作用用力力变变为原来的多少倍为原来的多少倍?F 现在学习的是第16页,共53页例例5:如如图图所所示示的的三三个个点点电电荷荷q1、q2、q3,固固定定在在一一条条直直线线上上,q2和和q3的的距距离离为为q1和和q2距距离离的的2倍倍,每每个个电电荷荷所所受受静静电电力力的的合合力力均均为为零零,由由此此可可以以判判定定,三三个个电电荷荷量量之之比比q1:q2:q3为为()A(-9):):4:(:(-36)B 9:4:36 C(-3):):2:(-6)D 3:2:6A现在学习的是第17页,共53页五、同一直线上三个点电荷的讨论和计算五、同一直线上三个点电荷的讨论和计算1、为为了了使使电电
13、荷荷系系统统处处于于平平衡衡状状态态,每每个个电电荷荷受受到到的两个库仑力必须大小相等、方向相反。的两个库仑力必须大小相等、方向相反。2、根根据据库库仑仑定定律律和和力力的的平平衡衡条条件件:“三三点点共共线线,两同夹异,两大夹小,近小远大。两同夹异,两大夹小,近小远大。”两两大大夹夹小小也也就就是是说说三三个个电电荷荷,外外面面两两个个的的电电荷荷量量必须大于中间的一个必须大于中间的一个两两同同夹夹异异,也也就就是是说说外外面面的的两两个个电电荷荷的的电电性性必必须须相同,并且中间的一个电性与外面的两个相异相同,并且中间的一个电性与外面的两个相异近小远大是说中间电荷靠近另两个中电量较小的近小
14、远大是说中间电荷靠近另两个中电量较小的现在学习的是第18页,共53页例例6:如如图图所所示示,q1、q2、q3分分别别表表示示在在一一条条直直线线上上的的三三个个点点电电荷荷,已已知知q1与与q2之之间间的的距距离离为为l1,q2与与q3之之间间的的距距离离为为l2,且且三三个个电电荷荷都都处处于于平平衡衡状态。状态。(1)如如q2为为正正电电荷荷,则则q1为为 电电荷荷,q3为为_电荷。电荷。(2)q1、q2、q3三者电量大小之比是:三者电量大小之比是:负负负负现在学习的是第19页,共53页例例7:在在真真空空中中同同一一条条直直线线上上的的A、B两两点点固固定定有有电电荷荷量量分分别别为为
15、+4Q和和-Q的的点点电电荷荷。将将另另一一个个点点电电荷荷放放在在该该直直线线上上的的哪哪个个位位置置,可可以以使使它它在在电电场场力力作作用用下下保保持持静静止止?若若要要求求这这三三个个点点电电荷荷都都只只在在电电场场力力作作用用下下保保持持静静止止,那那么么引引入入的的这这个个点点电电荷荷应应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?现在学习的是第20页,共53页例例8:如如图图所所示示,光光滑滑绝绝缘缘水水平平面面上上固固定定着着A、B、C三三个个带带电电小小球球,它它们们的的质质量量均均为为m,间间距距均均为为r,A带带电电量量QA=10q,B带带电电量量
16、QB=q,若若小小球球C上上加加一一个个水水平平向向右右的的恒恒力力,欲欲使使A、B、C始终保持始终保持r的间距运动,求:的间距运动,求:(1)C球的电性和电量球的电性和电量QC;(2)水平力)水平力F的大小。的大小。现在学习的是第21页,共53页例例9:已已知知如如图图,带带电电小小球球A、B的的电电荷荷分分别别为为QA、QB,OA=OB,都都用用长长L的的丝丝线线悬悬挂挂在在O点点。静静止止时时A、B相相距距为为d。为为使使平平衡衡时时AB间间距距离离减减为为d/2,可可采采用用以以下下哪些方法(哪些方法()A将小球将小球A、B的质量都增的质量都增加到原来的加到原来的2倍倍B将小球将小球B
17、的质量增加到的质量增加到原来的原来的8倍倍C将小球将小球A、B的电荷量的电荷量都减小到原来的一半都减小到原来的一半D将将小小球球A、B的的电电荷荷量量都都减减小小到到原原来来的的一一半半,同同时将小球时将小球B的质量增加到原来的的质量增加到原来的2倍倍BD现在学习的是第22页,共53页六、电场六、电场1、概概念念:是是电电荷荷周周围围客客观观存存在在的的一一种种特特殊殊物物质质,是电荷间相互作用的媒体。是电荷间相互作用的媒体。若若电电荷荷不不动动周周围围的的是是静静电电场场,若若电电荷荷运运动动周周围围不不单单有有电电场场而而且且产产生生磁磁场场,电电场场可可以以由由存存在在的的电电荷荷产生,
18、也可以由变化的磁场产生。产生,也可以由变化的磁场产生。2、电场的基本性质:、电场的基本性质:对放入电场的电荷有力的作用对放入电场的电荷有力的作用能使放入电场中的导体产生静电感应现象能使放入电场中的导体产生静电感应现象现在学习的是第23页,共53页3、场的提出、场的提出凡是在有电荷的地方,周围都存在电场凡是在有电荷的地方,周围都存在电场在在变变化化的的磁磁场场周周围围也也有有电电场场;变变化化的的电电场场周周围存在磁场。围存在磁场。电场与磁场是不同于实体的另一种形态物质。电场与磁场是不同于实体的另一种形态物质。4、电电场场力力:放放入入电电场场中中的的电电荷荷受受到到电电场场的的力力的的作用,这
19、种力叫做电场力。作用,这种力叫做电场力。现在学习的是第24页,共53页七、描述电场力特性的物理量七、描述电场力特性的物理量电场强度电场强度1、定定义义:放放入入电电场场中中某某点点的的电电荷荷所所受受的的电电场场力力F跟跟它它的的电电荷荷量量q的的比比值值,叫叫做做该该点点的的电电场场强强度度。用用E来表示。来表示。2、定义式:、定义式:(适用于一切电场)(适用于一切电场)3、单位:牛、单位:牛/库库(N/C)伏伏/米米(v/m)现在学习的是第25页,共53页4、电电场场强强度度是是矢矢量量:规规定定正正电电荷荷受受电电场场力力的的方方向向为为该该点点的的场场强强方方向向,负负电电荷荷受受电电
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