高中物理 静电场(四)电场力的性质学案.doc

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1、静电场(四)电场力的性质学习目标通过复习整理静电场的规律、概念,建立静电扬的知识结构。利用场的思想、场叠加的思想认识和解决电场问题,加深对静电场的理解。知识网络构建自主学习1.电荷、电荷守恒⑴自然界中只存在两种电荷:电荷、电荷。使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、起电。⑵静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,使导体靠近带电体的一端带电荷,远离带电体的一端带电荷。⑶电荷守恒:电荷即不会创生,也不会消失,它只能从一个物体到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷总量。(一个与外

2、界没有电荷交换的系统,电荷的代数和)⑷元电荷:指一个电子或质子所带的电荷量,用e表示。e=2.库仑定律⑴真空中两个点电荷之间相互作用的电场力,跟它们电荷量的乘积成,跟它们的距离的二次方成,作用力的方向在它们的连线上。即:。其中k为静电力常量,k=9.0×109Nm2/c2⑵成立条件①真空中(空气中也近似成立),②,即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。(对带电均匀的球,r为球心间的距离)。3.电场强度⑴电场:带电体的周围存在着的一种特殊物质,它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力。电荷间的

3、相互作用就是通过发生作用的。电场还具有性质。⑵电场强度E:反映电场和的物理量,是矢量。①定义:放入电场中某点的试探电荷所受的跟它的的比值,叫该点的电场强度。即:。单位:或。②场强的方向:规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向。(说明:电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关,而是由该点的位置和场源电何来决定。)⑶点电荷的电场强度:=,其中Q为,E为场中距Q为r的某点处的场强大小。对于求均匀带电的球体或球壳外某点的场强时,r为该点到球心的距离。⑷电场强度的叠加:当存在多个场源电荷时,电场中某点的场强为各个点电荷单

4、独在该点产生的电场强度的。⑸电场线:为形象描述电场而引入的假想曲线。①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。②电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹。③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏。⑹匀强电场:电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线。电场力的性质名师点睛一、电荷守恒、库仑定律的理解1.两个完全相同的金属球接触后,所带正、负电荷先"中和"然后"平均分配"于两球。分配前后正、负电荷之和不变。2.当求两个导体球

5、间的库仑力时,要考虑电荷的重新分布,例:当两球都带正电时,电荷相互非斥而使电荷主要分布于两球的外侧,此时r将大于两球球心间的距离。3.库仑定律是长程力,当r0时,带电体不能看成质点,库仑定律不再适用。4.微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力,当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力。5.计算库仑力时,先将电荷量的绝对值代入进行计算,然后根据电性来判断力的方向。电场力的性质典例探究典例1绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示,

6、现使b带电,则A.a、b之间不发生相互作用B.b将吸引a,吸住后不放开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a,接触后又把a排斥开典例2两个半径相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r(可视为点电荷),两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的()A.B.C.D典例3如图所示,A、B是两个带异种电荷的小球,其质量分别为m1和m2,所带电荷量分别为+q1和-q2,A用绝缘细线L1悬挂于O点,A、B间用绝缘细线L2相连。整个装置处于水平方向的匀强电场中,平衡时L1向左偏离竖直方向,L2向右偏离竖直方向,则可以判

7、定(  )A.m1=m2B.m1>m2C.q1>q2D.q1<q2典例4质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2的M、N两点,平衡时小球A、B的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角α=30°,当外加水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为α=30°,求(1)A、B小球电性及所带电量Q;(2)外加匀强电场的场强E。典例5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,且三个

8、电荷都处于平衡状态。二、库仑力作用下的平衡问题1.分析库仑力作用下的平衡问题的思路(1)确定研究对象.依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”(2)对研究对象进行受力分析.有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力。(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,Fy=0)或用平衡条件推论分析。2.在同

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