物理第八章 静电场 课时16 电荷守恒定律 库仑定律 电场强度.ppt

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1、第八章第八章静电场课时课时16电荷守恒定律电荷守恒定律库仑定律库仑定律电场强度电场强度考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点1电荷守恒定律1.物体带电本质物体带电本质是电子的移动或重新分配导致物体内部正负电荷失去了平衡。带电有三种方式:摩擦起电;接触起电;感应起电。起电的本质都是电子在物体之间或物体内部的转移,所有带电体的电荷量都等于电子电量的整数倍。2.电荷守恒定律电荷既不会创生,也不会消灭,它只能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,在转移过程中,电荷的总量保持不变。考点1考点2考点3考点4考点5考点61.带电体的基本特性之一:能够吸引轻小物体。电荷间存在相互作用

2、:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。2.完全相同的带电体接触后电荷的分配原则:(1)若两带电体带同种电荷q1、q2,则接触后电荷量平均分配,即(2)若两带电体带异种电荷q1、q2,则接触后电荷量先中和后平分,即 电性与所带电荷量大的带电体相同。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例1古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服,戴琥珀做的首饰。人们发现,不管将琥珀首饰擦得多干净,它很快就会吸上一层灰尘,这主要是因为()A.琥珀是一种树脂化石,树脂具有粘性,容易吸附灰尘B.室外的灰尘比较多,在琥珀上积聚的速度比较快C.经丝绸摩擦后的琥珀带电,能吸引灰尘D.琥珀具有磁性,周围的灰尘经磁化后被

3、琥珀吸引 答案解析解析关闭琥珀首饰经丝绸摩擦,摩擦起电,使琥珀带有了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体,所以带电的琥珀会将细小的灰尘吸附在它上面,造成了琥珀比较容易脏,故C正确。答案解析关闭C 考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点2元电荷、点电荷和试验电荷1.元电荷:e=1.610-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。2.点电荷:点电荷是一理想化模型,当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以视为点电荷。能否看成点电荷具有相对性,点电荷类似力学中的质点。3.试验电荷:为了探测电场,定量地描述电场

4、性质而人为引入的一个理想电荷。为了借助它研究电场中各点的性质,试验电荷的几何线度必须足够小,即可以把它视为点电荷,这样才可以用它来确定电场中空间各点的性质;试验电荷的电荷量也要足够小,使得它的引入不至于改变原来空间存在的电场分布。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例2关于元电荷、点电荷和试验电荷及它们的关系,下列说法正确的是()A.元电荷、点电荷和试验电荷都是理想化模型B.体积大的电荷一定不能当作点电荷C.元电荷的电荷量为1.610-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍D.所有的点电荷都可用作试验电荷 答案解析解析关闭点电荷和试验电荷是理想化模型,元电荷不是理想化模型,故A错

5、误;点电荷类似力学中的质点,能否看成点电荷具有相对性,故B错误;试验电荷除体积可以忽略外,所带电荷量也不能很大,要求当它放入电场时,不至于改变原来空间存在的电场分布,故D错误。答案解析关闭C 考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点3库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。3.适用条件:真空中、点电荷。对库仑定律的两点理解(1),r指两点电荷间的距离,对两个均匀带电球,r为两球心间距。(2)当两个电荷间的距离r0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。考点1考点2考点3考点4

6、考点5考点6典例典例3两个半径为1 cm的导体球分别带上+Q和-3Q的电荷量,两球心相距90 cm时相互作用力为F,现将它们碰一下后放在球心间相距3 cm处,则它们的相互作用力大小为()A.300FB.1 200FC.900FD.无法确定 答案解析解析关闭 答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点4库仑力作用下的平衡问题库仑力和重力、弹力、摩擦力一样具有力的一般性质,我们可以对它进行合成与分解,也可以按常见力一样处理库仑力的平衡问题。但需要注意的是,由于库仑力是一种场力,我们在对带电体受力分析时,不要漏掉库仑力,同时要注意库仑力的作用距离。同一直线上三个自由点电荷平衡规律:三个自由

7、点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时,满足的规律是两同夹异、两大夹小、近小远大(中间电荷靠近电荷量较小的端点电荷)。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例4如图所示,真空中固定两个点电荷Q1和Q2,Q1带正电、Q2带负电,且Q2=4Q1。现再取一个可自由移动的正点电荷q放在Q1与Q2连线上,欲使q静止,那么()A.q应放在Q1的左边 B.q应放在Q2的右边C.q应放在Q1、Q2之间D.q无法保持静止 答案解析解析关闭 答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点5电场、电场强度1.对电场的认识(1)电场:电荷周围存在的一种特殊物质。(2)电场的基本性质:对放入其中的电荷

8、产生力的作用,电荷间的作用是通过电场实现的。2.电场强度E(1)定义:放入电场中某点的检验电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值叫作该点的电场强度。定义式:。单位:N/C。(2)方向:电场强度E是矢量,规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向。考点1考点2考点3考点4考点5考点6(3)电场强度的两个表达式比较:(4)电场的叠加原理:如果场源电荷是多个点电荷,则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。考点1考点2考点3考点4考点5考点63.电场线(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,电场线的疏密反映电场强度的强弱(疏弱密强),曲线上每点的切线

9、方向表示该点的电场强度方向。任意两条电场线不会在无电荷处相交。(2)几种常见的电场线及其规律:考点1考点2考点3考点4考点5考点6静电场中电场线始于正电荷或无限远,止于无限远或负电荷,它不封闭,也不在无电荷处中断。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例5关于电场强度的概念,下列说法正确的是()A.由 可知,某电场的电场强度E与q成反比,与F成正比B.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负有关C.电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关D.电场中某一点不放试探电荷时,该点电场强度等于零 答案解析解析关闭电场中某点电场强度的大

10、小和方向由电场本身决定,与试探电荷的受力情况及电荷性质无关,故A、D错误,C正确;电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反,但电场强度方向与放入试探电荷的正负无关,B错误。答案解析关闭C 考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例6在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点 答案解析解析关闭甲图中与点电荷等距的a、b两点,电

11、场强度大小相同,方向不相反,选项A错误;对乙图,根据电场线的疏密及对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同,选项B错误;丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点,电场强度大小相同,方向相反,选项C正确;对丁图,根据电场线的疏密可判断,b点的电场强度大于a点的电场强度,选项D错误。答案解析关闭C 考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点6带电体的力电综合问题典例典例7如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度E=3104 N/C。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=510-3 kg的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角=60(g取10 m/s2),则()C.小球带负电,绳子拉力为0.1 ND.小球带正电,绳子拉力为0.1 N 答案解析解析关闭 答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例典例8如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为l、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,则小球()A.速度先增大后减小B.受到的库仑力先做负功后做正功 答案解析解析关闭 答案解析关闭