高三物理【第六章】 电场.doc

高三物理【第六章】 电场.doc

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1、电荷和电荷守恒定律电场电场力的性质场强E=F/q矢量电场线匀强电场E=U/d真空中点电荷的电场E=KQ/r2电场能的性质电势:φ=ε/q标量等势面电势差:UAB=UA—UB=Δε/q=wAB/q电场力F=E·q(任何电场)F=Kq1q2/r2(真空中点电荷)电势能:ε=QφΔεAB=qUAB电场力的功W=qUAB=ΔεAB做功与路径无关带电粒子在电场中运动平衡直线加速偏转电场中的导体静电感应静电平衡电容器电容:C=Q/U第六章电场第1单元电场的力的性质Ⅰ电荷守恒和库仑定律一、两种电荷摩擦起电是电荷的转移,不是电荷的创造。电荷没有质量二、电荷守恒定律三、元电荷、点电荷和净电荷四、库仑定律

2、,对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距离代替r五、两个完全相同的带电金属球相碰,电荷先中和,后平分。【例1】两个半径相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,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[]  [答]C、D.图3【例2】如图3所示,真空中有两个点电荷A、B,它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点,它们的电荷量分别为QA=16×10-12C,QB=4.0×10-12C,现引入第三个同种点电荷C,(1)若要使C处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?(2)若点电荷A、B不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态,试求

3、C电荷的电量和放置的位置?【解析】(1)由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使C处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,可为正电荷,也可为负电荷。设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3∵①∴②∴③∴4(L-x)2=x2④∴x=0.2m即点电荷C放在距A右侧0.2m处,可为正电荷,也可为负电荷。(2)设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3对C:∴x=0.2m对B:∴,为负电荷。 【拓展】若A、B为异种电荷呢?【例3】两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m和m,带电荷量分别是q和q,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ和θ,且两球同处一水

4、平线上,如图1—2—3所示,若θ=θ,则下述结论正确的是(C)A.q一定等于qB.一定满足q/m=q/mC.m一定等于mD.必须同时满足q=q,m=m图1—2—3Ⅱ电场和电场强度一、电场二、电场强度(场强E,矢量)三、点电荷的场强四、电场的叠加ABCOEBEAEC多个电场相互叠加,某点的场强就等于各个场单独存在时在该点场强的矢量和――场的叠加原理例5、图中边长为a的正三角形ABC的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,求该三角形中心O点处的场强大小和方向。解:每个点电荷在O点处的场强大小都是由图可得O点处的合场强为,方向由O指向C。-5-3-11-4Q+9Q例6、如图,在x轴上的

5、x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求:x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。解:由库仑定律得合场强为零的点坐标为x=-5。x=-5、x=-1、x=1这三个点把x轴分成四段,可以证明:同一直线上的两个点电荷所在的点和它们形成的合场强为零的点把该直线分成4段,相邻两段上的场强方向总是相反的。本题从右到左,4个线段(或射线)上的场强方向依次为:向右、向左、向右、向左,所以x=-3点处的合场强方向为向右。Ⅲ电场线一、电场线(法拉第)在电场中画一组曲线,使曲线上各点切线的方向都跟该点的场强的方匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场- - 

6、- - 点电荷与带电平板+孤立点电荷周围的电场向一致,即跟该点的正电荷的受力的方向一致,这样的曲线叫电场线。(三向合一)二、常见的电场线形状三、电场线的特点1、从正电荷出发,终止于负电荷2、不闭合,不相交3、切线的方向表示电场的方向或正电荷的受力方向4、疏密程度表示场强的大小,场的强弱5、电场线(或E)⊥等势面6、电场线由高的等势面指向低的等势面四、匀强电场场强的大小和方向各处均相同,电场线平行、等距、同向两块等大、平行、靠近、正对、带等量异种电荷的金属板间的电场,(边缘除外)是匀强电场+-aOc例7、如图所示,在等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探电荷由A点沿直线移到O点,再沿直线

7、由O点移到c点。在该过程中,检验电荷所受的电场力大小和方向如何改变?其电势能又如何改变?练习:1.处在如图所示的四种电场中P点的带电粒子,由静止释放后只受电场力作用,其加速度一定变大的是D2.如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是BCA.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到

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