第一节 电场和电场强度
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(3)叠加:E=E1+E2+…(矢量和), 空间同时存在多个电场时,合场强 可用平行四边形定则计算,Q只代 表绝对值. 3、电场的两种特例:
kQ E= 2 点电荷电场____ r _,是E的决定式。(对比E=F/q式) U E = 匀强电场_ d___,d表示沿电场方向两点间距离。
1.电场强度是描述电场的力的性质的物理量.
2.库仑定律的应用
(1)运用库仑定律计算时,要注意每个物理量用国际单 位制单位. (2)对于电量、距离或作用力发生变化的习题,用比例 法往往是方便的.
例题分析
[例1]真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和 B(A、B均可看作点电荷),分别固定在两处,两球间静 电力为F.用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触, 再与B接触,然后移去C,则A、B球间的静电力应为多大? 若再使A、B间距增大一倍,则它们的静电力又为多大?
2.电量的单位和元电荷
(1)基本电荷电量e= 1.6×10-19 C 任何带电物体所带的电量均为e的 整数倍 ,质子和电子 带最小的电量e (2)电量的单位是库仑,简称库,符号是C. (3)电荷守恒定律:电荷既不能 创生 ,也不 能 消失 ,它只能从一个物体转移到另一个物体或从 物体的一部分转移到另一部分。 (4)点电荷:点电荷是一wenku.baidu.com理想化带电体模型,当带电 体间的距离 大大于 带电体的线度,以致带电体的形状 和大小对作用力的影响可以 忽略 时,此带电体可以 看作点电荷。
2、电场线 在电场中画一些曲线,使这些线上每一点的切线 ①定义: 方向都跟该点的场强方向一致,并使线的疏密表示场强的 大小。这些线称为电场线。 ②作用:形象化地描述电场;电场线上 表 各点的切线方向 示场强方向;电场线的 表示场强大小。 疏密程度 ③特点: 1)电场线是假想的,不是真实的。 2)不闭合(始于正电荷或无穷远处,终于负电荷或无穷 远处) 3)不相交(空间任何一点只能有一个确定的场强方向) 4)电场线某点的切线方向表示该点的场强方向。 5)同一电场中,电场线越密集的地方电场强度越大 6)沿电场线的方向,电势降低。
1 q q qB qC ( q ) 2 2 4
q q 1 2 4 F k F 2 (2r ) 32
例2 相距为d的两个带正电的点电荷固定不动,电荷量之 比为Q1:Q2=1:4,引入第三个电荷q,为使q能处于平衡状 态,应把q放在什么位置? q Q2 Q1 解:如图所示. 由力的平衡条件可知:要q平衡,q受Q1、Q2的库仏力F1、 F2必等大反向,所以q必在Q1、Q2连线上,且在Q1、Q2乊 间,靠近电量较小的电荷Q1设q与Q1的距离为x.则
第二节
电 场
一、电场及电场的物质性 1.电场:电场是电荷周围存在的电荷间发生相互作用的 媒介物质; 2、电场的最基本性质是 对场中电荷有力的作用 。 电荷放入电场后就具有电势能。 二、电场强度 力的 1、电场强度:表示电场的_________ 性质(强弱和方向) (1)、定义:大小 E=F/q (定义式) 此式适用于一切电场 (2)是矢量,规定正电荷所受电场 力的方向作为场强方向。
虽然场强E=F/q,但场强E决不是检验电荷 q所受的电场力,也不是单位正检验电荷所受 的电场力,因为电场强度不是电场力.电场 中某点的场强既与检验电荷的电量q关,也与 此检验电荷所受的电场力F无关,因为即使无 检验电荷存在,该点的电场强度依然是原有 的值,电场强度只是电场本身特征决定的 量.E=F/q是从检验电场的角度上定义的场 强.
1.物体带电的三种方式:即摩擦起电、感应起电和接 触带电。
(1)摩擦起电是由于相互摩擦的物体间的 电子的得失而使物体分别带上等量异种 电荷,玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃 棒容易失去电子而带正电;硬橡胶棒与 毛皮摩擦时,由于硬橡胶棒容易得到电 子而带负电。 (2)感应起电是指利用静电感应使物体 带电的方式。 (3)接触带电,指一个不带电的金属导 体跟另一个带电的金属导体接触后分开, 而使不带电的导体带上电荷的方式。
A、A球带正电荷,B球带负电荷,A、B相比A的带电量较大 B.A球带负电荷,B球带正电荷,A、B相比A的带电量较小 C.A球带正电荷.B球带负电荷,A、B相比A的带电量较小 D.A球带负电荷,B球带正电荷,A、B相比A的带电量较大
7.真空中有两个点电荷带同种电荷ql、q2,它们相距较 近,保持静止状态,今释放q2,且q2只在q1的库仑力的作 用下运动,则q2在运动过程中受到的库仑力 A.不断减小; B.不断增大 C.始终保持不变; D.先增大后减小( A )
例1 在电场中有一点P,下列说法正确的是: A.若放在P点的试探电荷的电荷量减半,则P点场强加倍 B.若P点没有试探电荷,则P点场强为零 C.若P点场强越大,则同一电荷在P点受的电场力越大 D.P点场强方向就是试探电荷在该点受力方向
解析:P点场强与试探电荷无关,则A、B错误, 而F=qE,当q一定时,E越大,F越大,C正确. 带正电的试探电荷受力方向与该点场强方向相同, 带负电的试探电荷受力方向与该点场强方向相 反.故D不正确.答案C。
14.当在电场中某点放入电量为q的正电荷时,测得该 点的场强为E,若在同一点放入电量q/=2q的负电荷时, 测得该点的场强 A、大小为2E,方向与原来相同; ( C ) B.大小为2E,方向与原来相反 C.大小为E,方向与原来相同; D.大小为E,方向与原来相反 15.电场中某点放入正电荷q,受到的电场力为F,若在 该点放入电量为4q的负电荷时,该点的电场强度大小 为 F/q ,放入的这个负电荷所受的电场力的 大小为 4F .
第一节
一、电荷
1.电荷的种类和相互作用
电荷的相互作用
(1)自然界的电荷只有两种:正电荷:用丝绸摩擦过的 玻璃棒,规定玻璃棒带的电荷为正电荷。 负电荷:用毛 皮摩擦过的橡胶棒,规定橡胶棒带的电荷为负电荷。 (2)物体带电的实质 体带电的过程。 电子的得失和转移的过程就是物
(3)电荷之间有相互作用,同种电荷相互排斥,异种 电荷相互吸引.
二、库仑定律
1.库仑定律的内容、表达式及物理意义 真空中两个点电荷间的作用力跟它们 电量的乘积 成正 比,跟它们的 距离的平方 成反比,作用力的方向 在 两电荷的连线上. Q1Q2 F k 2 公式:真空中______ r __, K=9×109牛米2/库2 适用条件:(1) 只适用于点电荷 . (2) 对于两均匀带电球体可作为点电荷处理 . 注 (1) 矢量性:求力时只用电荷绝对值代入计算,再根据电荷 正负决定方向。 意: (2)研究微观带电粒子(电子、质子、α粒子、各种离子)相
D 3.元电荷是( ) A、电子;B.正电子;C.质子;D.电量的一种单位
4.一个带负电的小球的带电量是32×10-13C,则这个小 球多余的电子有 2×106 个.
C 5.关于点电荷,以下说法正确的是( ) A、体积小的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 B.所有的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 C.带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影 响可以忽略不计时,带电体可以看成点电荷 D.通常把带电小球看成点电荷,带电小球靠得很近时, 他们之间的作用力为无限大
12.B电荷受到A电荷的静电作用,实际上是 A、A电荷对B电荷的直接作用 ( D B.A电荷的电场对B电荷的电场的作用 C.A电荷对B电荷的电场的作用 D.A电荷的电场对B电荷的作用
)
( BD ) 13.电场强度 E的定义式为E=F/q,那么 A.这个定义式只适用于点电荷产生的电场 B.这个定义式适用于所有的电场 C.式中的F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电 场的电荷的电量 D.式中的F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电 场中的电荷的电量
Q1 q Q2 q k 2 k 2 x (d x)
而Q1:Q2=1:4
d 由以上两式得 x 3
例3 如图所示,质量均为m的三电小球A、B、C,放置 在光滑绝缘的水平面上,A与B间和B与C间距离均为L,A球 带电量为QA=8q,B球带电量为QB=q,若在小球C上加以水平 向右的恒力F,恰好使A、B、C三小球保持相对静止,求: (1)外力F的大小。(2)C球所带的电量QC。 解:因为ABC三小球保持相对静止, 故有相同的加速度, 对它们整体研究,由牛顿第二定律:F=3ma 对A分析:C的电性应与A和B异性,有
解析: 设A、B两球的电量分别为q、-q,相距r,那么 F=kq2/r2,是引力.用球C接触球A后,A、C带电均为 q/2;再用球C与球B接触后,电荷又重新平均分配.
q q 2 1 kq 1 2 4 F 移去球C,A、B间的静电力为 F k 2 2 r 8 r 8
仍为引力.再把A、B间距从r增大到2r,
互作用时,万有引力或重力可以忽略不计。 (3)对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心间 距离;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不 能再用球心距离代替r。
6.相同的带电介质小球 A、B.用等长绝缘细线悬挂在水 平杆上.在两球连线的延长线上A球左侧放一个带负电荷 的小球C,如图所示,此时A、B两球的悬线都保持竖直方 向,则下列说法中正确的是: ( C )
A B C F
k
QQ 2L
C
A 2
k
k
C
对B分析: 联立三式得:
QQ L
QQ L
B 2
B 2
A
ma
QQ L
B 2 A
k
ma
F=72kq2/L2
QC=16q
8.真空中有两个点电荷Q1和Q2,它们之间的静电力为F,下 列可以使它们之间的静电力变为1.5F的方法是 A、使Q1的电量变为原来的2倍,Q2的电量变为原来的3倍, 同时使它们的距离变为原来的2倍 B.使每个电荷的电量都变为原来的1.5倍,距离变为原来 的1.5倍 C.使其一个电荷的电量和它们的距离变为原来的 1.5倍 D.保持它们的电量不变,使它们的距离变为原来的2/3倍 9.两个放在绝缘架上的相同的金属球,相距为d,球的半 径比d小得多,分别带有q和3q的电荷,相互斥力为3F,现 将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的 相互斥力变为 (D ) A、 0; B. F; C.3F ; D.4F
知识结构
库仑定律
基 力的性质—— ——电场线 场强 本 电势能 性 能的性质——电势 电势差 静 质 电 --平行板电 电场力的功 电 容 容器 等势面 场 平衡(静力学) 带电粒子在电场中的运动 加速(动力学) 偏转(类平抛)
电 场 静电感应 中 的 静电平衡 应 导 用 体
带电粒子在复合场中的运动
注意:E与q无关,不能认为E与_________ Q成反比 _, E 与 F_ 成正比 (对比R=U/I,C=Q/U)
虽然电场力F的大小与方向跟检验电荷q的大小和正负有关。但是比 值F/q却跟检验电荷q的大小和正负无关,即电场强度的大小是由电 场本身的内在因素决定的,它与引入电场中的检验电荷无关。
( A
)
10.在真空中有两个点电荷,带的电量分别是+ 8.0×10-9C和-2.0×10-5C,相距20cm.每个电 荷受到的静电力有多大,是引力还是斥力? 【引力,3.6×10-5N】
11.真空中有两个点电荷,当它们相距10 cm时, 相互作用的斥力是1.0×10-5N,当它们相距1mm 时,相互作用的斥力是 ( A ) A、1.0×10-1 N B.1.0×10-3N C.1.0×10-7N D.1.0×10-9N
16.两个带同种电荷的小球a和b.用相同长度的细线悬挂 于同一点,平衡时悬线偏离竖直方向的偏角相等(如图所 示),下列判断中正确的是 (ACD) A、两小球所受的库仑力的大小一定相等; B.两小球的带电量一定相等 C.两小球的质量一定相等 D.两悬线对小球的拉力大小一定相等
17.在X轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且 Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强的大小,则在X 轴上 ( B ) A.E1=E2之点只有一处,该处合场强为0; B.E1=E2之点共有两处,一处合场强为0,另一处合场强为2E2 C.E1=E2之点共有三处,其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2 D.E1=E2之点共有三处,其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2