高中物理 电场力的性质课件 沪科版选修3

考点点击1.物质的电结构、电荷守恒Ⅰ2.静电现象的解释Ⅰ3.点电荷Ⅰ4.库仑定律Ⅱ5.静电场Ⅰ考点点击6.电场强度、点电荷的场强Ⅱ7.电场线Ⅰ8.电势能、电势Ⅰ9.电势差Ⅱ10.匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ11.带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ12.常见电容器Ⅰ13.电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ一、元电荷和电荷守恒定律1．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝

C任何带电体的电荷量皆为元电荷e的

．2．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体

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

．1.6×10－19

整数倍转移到转移到保持不变二、点电荷及库仑定律1．点电荷：带一定的电荷量，忽略其

的一种理想化模型．2．库仑定律(1)内容：在

中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的

成正比，跟它们间的

成反比．作用力的方向在

.形状和大小真空电荷量的乘积距离的二次方它们的连线上(2)表达式：F＝k，式中k＝

N·m2/C2，叫静电力常量．(3)适用条件：

中的

．9.0×109真空点电荷1.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为()A.1/12FB.3/4FC.4/3FD.12F库仑定律的应用C

1【答案】

q1=5×10-8C;q2=2×10-8C；q1、q2异号“真空中两个静止点电荷相距10cm，它们之间的相互作用力大小为9×10-4N。当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×10-8C的点电荷。问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下：根据电荷守恒定律：q1+q2=3×10-8C=a①根据库仑定律：q1q2=r2/kF=(10×10-2)2/(9.0×109)×9×10-4C2＝1×10-15C2=b，以q2=b/q1代入①式得q12-aq1+b=0，解得

C，根号中的数值小于0，经检查，运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。三、电场、电场强度和电场线1．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特殊

．(2)基本性质：对放入其中的

有力的作用．物质电荷2．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F与它的电荷量q的

．(2)定义式：

(F为电场力、q为试探电荷的电荷量)，单位：

或V/m.(3)意义：描述电场

和

的物理量．(4)方向：规定

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．比值N/C强弱方向正E＝3．电场线及其特点(1)电场线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

表示该点的场强方向．切线方向(2)电场线的特点①电场线是为了形象地描述电场而

、实际不存在的理想化模型．②电场线始于

(或无穷远)，终于无穷远或

，是不闭合曲线．假想的正电荷负电荷③任意两条电场线都不相交．④电场线的疏密表示电场强度的相对大小，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.⑤匀强电场中的电场线是等间距的平行线．(3)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、等量同种电荷、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线1．电场中某点电场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．1．叠加原理：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．2．场强的三个表达式的比较表达式比较E＝E＝kE＝公式意义电场强度的定义式真空中点电荷的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场①真空②点电荷匀强电场决定因素电场本身决定，与q无关场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定电场本身决定，d为沿电场方向的距离2．下列关于电场强度的两个表达式E＝F/q和E＝kQ/r2

的叙述，正确的是(

)A．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场C．E＝kQ/r2是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝kQ1Q2/r2.其中kQ2/r2是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小，而kQ1/r2是点电荷Q1产生的电场在Q2处的场强的大小BCD1．如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．试求C点的场强．答案：0.05N/C，方向平行于AB指向右2．如图所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？则匀强电场E＝kQ/r2

，方向向右；Eb＝2kQ/r2

，方向向右；Ec＝kQ/r2

，方向与匀强电场E的方向成45°斜向上．3.如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP=L，试求P点的场强大小。

ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2。则以下说法正确的是()A.两处的电场方向相同，E1＞E2B.两处的电场方向相反，E1＞E2C.两处的电场方向相同，E1＜E2D.两处的电场方向相反，E1＜E2D1．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：(1)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；(3)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．2．等量点电荷的电场线比较比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强特点等大同向等大反向比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强最小，指向负电荷一方为零1．如图所示的各电场中，A、B两点的电场强度相同的是(

)D2．法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是(

)A．a、b为异种电荷，a带电荷量大于b带电荷量B．a、b为异种电荷，a带电荷量小于b带电荷量C．a、b为同种电荷，a带电荷量大于b带电荷量D．a、b为同种电荷，a带电荷量小于b带电荷量B3.如图所示，M、N为两个等量同种正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个带负电的点电荷q，不计重力影响，关于点电荷q的运动，下列说法正确的是(

)A．从P→O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．从P→O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷q运动到O点时加速度为零，速度达到最大值D．点电荷q越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度为零C如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。(1)若q2为正电荷，则q1为___电荷，q3为____电荷;(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比

是______:___:______。负负1电荷(带电体)在库仑力作用下平衡如图所示，两根长为L的丝线下端分别悬挂一质量为m、带电荷量为+q和-q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态。求E的大小满足什么条件时，才能实现上述平衡状态？电荷(带电体)在电场中的平衡

4在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为2q和-q，两小球用长为l的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于O点而处于平衡状态，如图6-1-10所示，重力加速度为g，则细线对悬点O的作用力等于_________，两个小球之间的细线的拉力等于______

______。2mg+qEmg-qE-2kq2/l2如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ，求：(1)A受的摩擦力为多大？(2)如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了多远距离？[答案]

(1)k

(2)各运动了Q

－【例3】［2009年高考浙江理综卷］如图6-1-6所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接。当3个