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1、物质的电结构，电荷守恒静电现象的解释 点电荷 库仑定律 静电场 电场强度，点电荷的场强 电场线 电势能，电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 示波管 常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系 第1页/共57页第一讲电场的力的性质第2页/共57页第3页/共57页一、电荷及电荷守恒定律1电荷(1)元电荷：e1.61019 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同电子带的电荷量q.(2)点电荷：有一定的电荷量，忽略的理想化模型整数1.61019 C形状和大小第4页/共57页2电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消
2、灭，它只能从一个物体 ，或者从物体的一部分 ；在转移的过程中，电荷的总量(2)起电方式：、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电荷量平均分配，异种电荷先中和后平分转移到另一个物体转移到另一部分保持不变摩擦起电接触起电得失电子第5页/共57页二、库仑定律1内容：中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的 成正比，与它们的成反比作用力的方向在2表达式：，式中k Nm2/C2，叫静电力常量3适用条件：中的电荷量的乘积真空距离的平方它们的连线上9.0109真空点电荷第6页/共57页三、电场、电场强度和电场线1电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间的一种特
3、殊物质(2)基本性质：对放入其中的电荷有相互作用力的作用第7页/共57页2电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值(2)定义式：.(3)单位：或.(4)矢量性：规定在电场中某点的方向为该点电场强度的方向N/CV/m正电荷所受电场力第8页/共57页3电场线(1)定义：电场中画出的一些曲线，这些曲线上的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线(2)电场线的特点电场线从 或无限远处出发，终止于 或无限远处电场线在电场中不相交在同一电场里，电场线 的地方场强越大的电场线是均匀分布的平行直线电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场 正电荷负电荷越
4、密匀强电场假想的线第9页/共57页4几种典型电场的电场线(如下图所示)第10页/共57页第11页/共57页一、三个电场强度公式的比较表达式表达式比较比较 公式意义公式意义电场强度定义式电场强度定义式真空中点真空中点电荷决定式电荷决定式匀强电场中匀强电场中E与与U关系式关系式适用条件适用条件一切电场一切电场真空；真空；点电荷点电荷匀强电场匀强电场决定因素决定因素由电场本身决定，由电场本身决定，与与q无关无关由场源电荷由场源电荷Q和场和场源电荷到该点的距源电荷到该点的距离离r共同决定共同决定由电场本身决定由电场本身决定相同点相同点矢量：单位：矢量：单位：1 N/C1 V/m第12页/共57页二、常
5、见电场的电场线的对比第13页/共57页第14页/共57页第15页/共57页三、电场线的应用1表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致2比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱同一幅图中，电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越弱3判断电势的高低在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低 第16页/共57页第17页/共57页第18页/共57页答案：BCD第19页/共57页2电场中有一点P，下列说法正确的是()A若放在P点的点电荷的电荷量减半，则P点场强减半B若该电场是由某点电荷Q产生，当Q电荷量减半，放到P点的电荷的电荷量增加一半时，P点的场强不变C若P
6、点的场强增大一倍，放到P点的电荷的电荷量减半，则该电荷在P点受到的静电力不变DP点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向第20页/共57页答案：C第21页/共57页第22页/共57页答案：C第23页/共57页4(2009上海卷)两带电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()解析：解析：根据两等量异种点电荷周围的电场线可直观根据两等量异种点电荷周围的电场线可直观地看出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称地看出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同，所以两点电荷的连线上的两点场强大小相等，方向相同，所以
7、两点电荷的连线上的场强先减小后增大，的场强先减小后增大，A正确正确答案：答案：A第24页/共57页5.(2010广东卷)右图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B该点电荷带负电Ca点和b点电场强度的方向相同Da点的电场强度大于b点的电场强度解析：沿电场线方向电势降低，故A选项错误；由图中电场线分布知，此场为一负点电荷的电场线分布图，B项正确；电场线密集处场强大，C项错、D项正确答案：BD 第25页/共57页第26页/共57页三个电荷量均为Q(正电)的小球A、B、C质量均为m，放在水平光滑绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，其边长为L，如右图所示，求
8、：(1)在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？(2)若中心电荷带电荷量在(1)问基础上加倍，三个带电小球将加速运动，求其加速度大小(3)若中心电荷带电荷量在(1)问基础上加倍后，仍保持三个小球相对距离不变，可让它绕中心电荷同时旋转，求它们旋转的线速度大小第27页/共57页解析：对A球受力分析，受到B、C球的库仑力，及中心O点电荷的作用力，如下图所示第28页/共57页第29页/共57页第30页/共57页第31页/共57页答案：答案：B第32页/共57页第33页/共57页答案：A第34页/共57页电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然
9、后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果第35页/共57页解析：本题考查电场的叠加因为电势是标量，并在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的；而电场强度则是矢量，所以A图中点电荷的电场对称点的电场强度大小相等方向相反；B图中叠加后a点斜向右上方，b点斜向右下方；C图中叠加后都是水平向右；D图中叠加后a点向上，b点向下因此只有选项C正确答案：C第36页/共57页第37页/共57页解析：由速度时间图象可知，电荷的速度越来越大，且加速度也是越来越大，故电荷在运动过程中，应受到逐渐增大的吸引力作用，所以电场线的方向应由B指向A.由于加速度越来越大，所以电场力越来越大，即B
10、点的电场强度应大于A点的电场强度，即B点处电场线应比A点处密集，所以正确答案为C.学生由于对vt图象的斜率即加速度值理解不够，不能正确得出电荷加速度变大的结论，而得不到正确的结果答案：C第38页/共57页(1)粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧，由此判断电场的方向或电性(2)由电场线的疏密情况判断电场的强弱及带电粒子的加速度情况第39页/共57页第40页/共57页第41页/共57页1.A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如右图所示图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称则下列说法中正确的是()A这两个点电荷一定
11、是等量异种电荷B这两个点电荷一定是等量同种电荷CECEDDEC0答案：AC第42页/共57页第43页/共57页解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，而均匀的球体可将其质量集中在球心考虑；库仑定律适用于点电荷，两球壳带等量异种电荷，但由于电荷间的相互作用力使其电荷集中在两球壳的内侧，它们之间距离小于l，故此时的库仑力大于电荷集中在球心时的库仑力答案：D第44页/共57页3.Q1、Q2为两个带电质点，带正电的试探电荷q沿中垂线向上移动时，q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断()AQ2可能带负电荷BQ1、Q2可能为等量异种电荷CQ2电
12、荷量一定大于Q1的电荷量D中垂线上的各点电势相等解析：由图可知带正电的试探电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以Q2一定带正电荷，Q1可能带正电荷也可能带负电荷，且Q2Q1，选项A、B、D错，C正确答案：C第45页/共57页答案：D第46页/共57页 5(2010海南卷)如右图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()A12 B21第47页/共57页答案：B第48页/共57页14三个自
13、由点电荷都平衡问题如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上，若三个点电荷q1、q2、q3都为自由电荷，要使三者均处于平衡状态，须满足什么条件？即对电荷的位置、电性和电荷量有什么要求？第49页/共57页一、位置关系假设三个自由点电荷不在一条直线上，则每一个点电荷所受其他两个点电荷的库仑力也就不在一条直线上，所受库仑力的合力一定不为零，因而三个自由点电荷一定共线如图甲所示，q2位于q1和q3之间，设q1与q2相距r1，q2与q3相距r2，q1与q3相距r.对q1平衡时有第50页/共57页第51页/共57页二、电性关系如图甲所示，若三个自由点电荷带同种电荷，则两侧的电荷q1和q3分别受其他两个点电荷的库仑力方向相同，合力不可能为零，故不能平衡因此可知，三个点电荷中需两个为同种电荷，一个为异种电荷若其中的一个异种电荷不在中间而在两边，则该异种电荷和位于中间的电荷分别受其他两个点电荷的库仑力方向相同，合力不可能为零，不能平衡因此，三个自由点电荷的电性为两边同、中间异，即两同夹一异第52页/共57页第53页/共57页第54页/共57页下列各组共线的三个自由点电荷，可以平衡的是()A4q4q4q B4q5q3qC9q4q36q D4q2q3q答案：C第55页/共57页课时作业课时作业练规范、练技能、练速度第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页