电场、电场强度、电场线

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第一章静电场【知识要点提示】一、电荷、电荷守恒定律，电场、电场强度、电场线1．两种电荷：自然界中存在着两种电荷，它们分别为和。（1）负电荷是用摩擦过的上带的电荷；（2）正电荷是用摩擦过的上带的电荷。（3）同种电荷相互，异种电荷相互。2．使物体带电方法有三种（1）摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电。（2）感应起电：指利用使物体带电的过程。（3）接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式。注意：金属导体的特点：金属中离原子核最远的电子会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫自由电子；失去电子的原子便成为正离子，金属正离子只在各自的平衡位置做振动而不移动，只有自由电子穿梭其中；当金属导体处于电场中时，自由电子受静电力作用而定向移动，使原本不带电的金属导体两端呈现电性,因此金属导体放入电场中时，一定会发生静电感应现象。3．电荷量：电荷量是指，单位是，简称，符号是。（1）元电荷：元电荷是指的电荷量。用e表示，e=1.60×10-19C（2）单位电荷：单位电荷是指的电荷量。（3）点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的影响可忽略不计，可看成点电荷。点电荷是，实际不存在。（4）电荷量是(填：连续变化、不能连续变化)的物理量。注意：物体不带电的实质是物体带有等量的正负电荷；物体带电的实质是物体带有不等量的正负电荷。（5）试探电荷：带电荷量很小的点电荷，将试探电荷放入电场中时，原来的电场不会发生明显的变化4．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，只能从转移到，或者从转移到；在转移过程中，电荷的总量保持不变。另一种表述：一个与外界没有交换的系统，电荷的总是的。5．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，与成正比，与成反比，作用力的方向在。（2）表达式：（3）适用条件：，的相互作用（4）静电力常量（k）：它是由公式中各物理量的单位决定的，在国际单位制中，k=,单位为导出单位。物理意义：静电力常量k等于（5） 在研究微观粒子间的相互作用时，由于微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此万有引力可以忽略6．电场（1）电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间的媒体，它是一种看不见的物质，它具有和。（2）电场最基本的性质是。（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力。7．电场强度（E）（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值，叫电场强度。用E表示。（2）定义式：（3）单位：电场强度的单位为导出单位，为，符号为。（4）矢量性：电场强度是矢量，方向与，与，也可是该点的电场线的。（5）物理意义：描述的物理量，它所描述的是放入电场中的电荷所受的性质。（6）区别：、、①是电场强度，适用于，取决于的性质，与和无关。②是点电荷所形成电场的场强决定式，E由和决定，与是否有无关。③是场强与电势差的关系式，只适用于，注意式中d为两点间的距离。8．电场线（1）定义：在电场中画出的一系列从到的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟一致，此曲线叫电场线。（2）性质：①电场线是为了形象地描述而假想的、实际不存在的；②电场线从或无限远出发，终止于无限远或，是不闭合曲线；③电场线在电场中（填：相交、不相交），是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向；④电场线的疏密表示，某点的切线方向表示该点的，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。【达标练习】1、把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况不可能是： A、原来的其中一个带电B、两个小球原来分别带等量异种电荷C、两个小球原来分别带等量同种电荷D、两个小球原来分别带不等量异种电荷2、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定电荷C的电性为：A、一定是正电子表B、一定是负电子表C、可能是正电，也可能是负电D、无法判断3、将两个半径极小的带电小球（可视为点电荷），置于一个绝缘的光滑水平面上，从静止开始释放，那么下列叙述中正确的是：A、它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同B、它们的加速度可能为零C、它们的加速度方向一定相反D、它们加速度的大小一定越来越小4、两个电荷量大小相等的点电荷，在真空中相距1m时，相互吸引力为0.1N，则它们的电荷量分别是Q1=C，Q2=C，将它们相碰一下再放到相距1m远处，它们的相互作用力为N。5、两个完全相同的带电小球，质量均为m，带有等量同种电荷，用两根长度相同的绝缘细线悬挂于同一点（如图所示），静止后两条细线张角为2θ。若细线长度为L，两个小球所带电荷量大小为，悬线张力大小为N。6、真空中有两个点电荷，其中Q1=5x10-2，Q2=-5x10-2。它们相距离5cm，现引入第三个点电荷，各自放在何处才能使三个点电荷处于静止状态？7、A、B、C是三个完全相同，带有绝缘棒的金属小球，已知其中一个带电，如果A球先后与B、C球相接触，再把A、C球放在距离为r的两位置上，测得它们之间的库仑力为F1，设法使三个球恢复初使状态，然后用C球先后与B、A球相接触，再把A、C球放在距离为R的两位置上，此时两球间的库仑力仅为F/4。由此可判断原先哪个球带有电荷？8、如图所示，用绝缘细线悬挂一质量为m，电荷量为Q的小球，在空间施加一匀强电场，使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角，则所加匀强电场的电场强度最小值为多少？10、如图所示，a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点，下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧：A、Q1Q2都是正电荷，且Q1Q2C、Q1是负电荷，Q2是正电荷，且Q1Q211．如图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是 A．A点场强一定大于B点场强B．在B点释放一个电子，将一定向A点运动C．这点电荷一定带正电D．正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向12．将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右，则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点，受到的电场力为A．1.2×10-2N，方向水平向右B．1.2×10-2N，方向水平向左C．1.2×102N，方向水平向右D．1.2×102N，方向水平向左13．在点电荷Q的电场中，距Q为r处放一检验电荷q，以下说法中正确的是A．r处场强方向仅由Q的正、负决定B．q在r处的受力方向仅由Q的正、负决定C．r处场强的正、负由场强零点的选择决定D．r处场强的正、负由q的正、负决定14．关于电场强度和电场线，下列说法正确的是A．在电场中某点放一检验电荷后，该点的电场强度会发生改变B．由电场强度的定义式E=F/q可知，电场中某点的E与q成反比，与q所受的电场力F成正比C．电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向D．初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动的轨迹可能不与电场线重合15．两个大小相同、带等量异种电荷的导体小球A和B，彼此间的引力为F．另一个不带电的与A、B大小相同的导体小球C，先与A接触，再与B接触，然后移开，这时A和B之间的作用力为F'，则F与F'之比为A．8:3B．8:1C．1:8D．4:116．电场中有一点P，P点电场强度的方向向东，一个点电荷a通过P点，下面哪种情况说明a带负电?(不计a受的重力作用)A．通过P点时，a的位移向西B．通过P点时，a的速度向西C．通过P点时，a的加速度向西D．通过P点时，a的动量向西17．在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的实验电荷放在P点，它受的静电力为F，则P点电场强度的大小等于