2013物理一輪復習、《電場力的性質(zhì)》課件

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1、第 課 時 、 庫 侖 定 律 、 電 場 強 度1 理 解 電 荷 守 恒 定 律 的 內(nèi) 容 理 解 庫 侖 定 律 的 含 義及 其 公 式 表 達 ， 會 用 庫 侖 定 律 的 公 式 進 行 有 關(guān) 計 算 2 理 解 電 場 強 度 的 定 義 ， 會 用 場 強 的 三 個 公 式 進 行有 關(guān) 計 算 ， 會 利 用 平 行 四 邊 形 定 則 計 算 電 場 力 和 電 場強 度 疊 加 3 知 道 電 場 線 的 特 點 ， 掌 握 幾 種 常 見 電 場 的 電 場 線分 布 1、 元 電 荷 2、 點 電 荷 3、 試 探 電 荷 4、 庫 侖 定 律 5、 電 荷

2、守 恒 定 律 6、 電 荷 分 配 原則 7、 電 場 強 度 8、 電 場 線 1 元 電 荷 ： 最 小 的 電 荷 量 稱 為 元 電 荷 ， 用e表 示 ， e 1.60 10 19C， 所 有 帶 電 體 的電 荷 量 都 是 e的 整 數(shù) 倍 2 點 電 荷 ： 形 狀 和 大 小 及 電 荷 分 布 狀 況 對它 們 之 間 的 作 用 力 的 影 響 可 忽 略 的 帶 電 體稱 為 點 電 荷 3 場 源 電 荷 ： 電 場 是 電 荷 產(chǎn) 生 的 ， 我 們 把產(chǎn) 生 電 場 的 電 荷 叫 做 場 源 電 荷 4 試 探 電 荷 (檢 驗 電 荷 )： 研 究 電 場

3、的 基 本方 法 之 一 是 放 入 一 帶 電 荷 量 很 小 的 點 電 荷 ，分 析 其 受 力 情 況 和 能 量 情 況 ， 這 樣 的 電 荷稱 為 試 探 電 荷 或 檢 驗 電 荷 (1) 內(nèi) 容 ： 真 空 中 兩 個 點 電 荷 之 間 的相 互 作 用 力 ， 與 它 們 的 電 荷 量 的 乘 積 成 正比 ， 與 它 們 的 距 離 的 成 反 比 ， 作 用力 的 方 向 在 它 們 的 連 線 上 (2) 公 式 ： F Kq1q2/r2， 式 子 中 的 k叫 做靜 電 力 常 量 ， 其 數(shù) 值 為 9.0 109Nm2/C2.(3) 適 用 條 件 ： 真

4、空 ；： 當 r0時 ， 帶 電 體 不 能 看 做 點 電 荷 ，庫 侖 定 律 不 再 適 用 ， 不 能 認 為 F。 靜 電力 遵 循 和 力 的 (1)電 荷 守 恒 定 律 的 另 一 種 表 述 ： 一 個 與 外 界 沒有 電 荷 交 換 的 系 統(tǒng) ， 電 荷 的 代 數(shù) 和 保 持 不 變 (2)意 義 ： 電 荷 守 恒 定 律 是 自 然 界 的 普 遍 規(guī) 律 ，既 適 用 于 宏 觀 系 統(tǒng) ， 也 適 用 于 微 觀 系 統(tǒng) (3)電 荷 量 的 實 質(zhì) ： 物 體 得 到 或 失 去 電 子 便 帶 上了 電 荷 ， 得 到 電 子 帶 負 電 ， 失 去 電

5、子 帶 正電 討 論 物 體 帶 何 種 電 性 ， 是 指 物 體 的 凈 電 荷是 正 還 是 負 ， 也 就 是 說 物 體 所 具 有 的 總 電 荷 中是 正 電 荷 多 于 負 電 荷 ， 還 是 負 電 荷 多 于 正 電 荷 ，凈 電 荷 的 多 少 叫 做 電 荷 量 7、 電 荷 分 配 原 則兩 個 外 形 完 全 相 同 的 導 體 球 相 互 接 觸 后 電 荷 量 分 配 情 況 為 ：(1)若 帶 電 導 體 球 與 不 帶 電 導 體 球 接 觸 ， 則 電 荷 量 平 分 (2)若 兩 個 帶 電 導 體 球 為 同 種 電 荷 ， 則 總 電 荷 量 平 分

6、 (3)若 兩 個 帶 電 導 體 球 為 異 種 電 荷 ， 則 先 中 和 再 平 分 .例 ： 絕 緣 細 線 上 端 固 定 ， 下 端 懸 掛 一 個 輕 質(zhì) 小 球 a， a的 表 面鍍 有 鋁 膜 ， 在 a的 附 近 有 一 絕 緣 金 屬 小 球 b， 開 始 時 ， a、 b都不 帶 電 ， 如 圖 所 示 ， 現(xiàn) 使 a、 b兩 小 球 分 別 帶 上 不 等 量 正 負 電荷 ， 則 ( )A b將 吸 引 a， 吸 引 后 不 放 開B b先 吸 引 a， 接 觸 后 又 把 a排 斥 開C a、 b之 間 不 發(fā) 生 相 互 作 用D b立 即 把 a排 斥 開B三

7、 種 起 點 方 式 ： 摩 擦 起 電 、 感 應 起 電 、 接 觸 帶 電電 場 是 電 荷 發(fā) 生 相 互 作 用 的 媒 介 物 質(zhì) ， 它 存 在 于 電 荷 的 周 圍 電 場 的 基 本 性 質(zhì) ： 對 放 入 其 中 的 電 荷 有 力 的 作 用 ， 這 種 力 叫 做電 場 力 ：(1)定 義 ： 放 入 電 場 中 某 點 的 電 荷 所 受 的 電 場 力 F跟 它 的電 荷 量 q的 比 值 ， 叫 做 該 點 的 電 場 強 度 ， 簡 稱 為 場 強 (2)定 義 式 ： E F/q.(3)場 強 的 單 位 符 號 ： N/C.(4)意 義 ： 電 場 強 度

8、 E是 描 述 電 場 力 性 質(zhì) 的 物 理 量 (5)電 場 強 度 是 矢 量 ， 規(guī) 定 電 場 中 某 點 的 場 強 方 向 跟 放在 該 點 的 正 電 荷 所 受 的 靜 電 力 方 向 相 同 顯 然 ， 負 電荷 在 電 場 中 某 點 所 受 的 靜 電 力 方 向 與 該 點 的 場 強 方 向相 反 多 個 點 電 荷 在 電 場 中 某 點 的 電 場 強 度 為 各 個 點電 荷 單 獨 在 該 點 產(chǎn) 生 的 電 場 強 度 的 矢 量 和 ， 這 種 關(guān) 系叫 電 場 強 度 的 疊 加 ， 電 場 強 度 的 疊 加 遵 守 平 行 四 邊 形定 則 (6)

9、 勻 強 電 場 ： 在 電 場 的 某 一 區(qū) 域 ， 如 果 場 強 的 大 小 和方 向 都 相 同 ， 這 個 區(qū) 域 的 電 場 叫 做 勻 強 電 場 【例】 如 圖 所 示 ， 分 別 在 A、 B兩 點 放 置 點 電 荷 Q 1 2 10 14 C和 Q 2 2 10 14 C， 在 AB的 垂 直平 分 線 上 有 一 點 C， 且 AB AC BC 6 10 2 m， 試求 ： (1)C點 的 場 強 (2)如 果 有 一 個 電 子 靜 止 在 C點 ， 它 所 受 的 庫 侖 力的 大 小 和 方 向 如 何 ？ (1)電 場 線 是 畫 在 電 場 中 的 一 些

10、有 方 向 的 曲 線 ， 曲 線 上每 點 的 切 線 方 向 表 示 該 點 的 電 場 強 度 方 向 ， 曲 線 的 疏密 表 示 電 場 的 強 弱 (2)電 場 線 并 不 是 實 際 存 在 的 線 ， 它 只 是 為 了 形 象 地 描述 電 場 而 引 入 的 一 種 假 想 的 曲 線 (1)在 靜 電 場 中 ， 電 場 線 起 始 于 正 電 荷 (或 無 限 遠 )， 終止 于 無 限 遠 (或 負 電 荷 )， 不 形 成 閉 合 曲 線 ；(2)任 意 兩 條 電 場 線 不 相 交 ；(3)電 場 線 越 密 的 地 方 ， 場 強 越 大 ； 電 場 線 越

11、稀 的 地 方 ，場 強 越 小 . (1)孤立點電荷電場的電場線比較 (2)等量點電荷的電場線比較 (3)勻強電場的電場線(1)根 據(jù) 給 出 的 電 場 線 ， 分 析 推 斷 電 勢 和 場 強 的 變 化 情況 (2)根 據(jù) 給 定 一 簇 電 場 線 和 帶 電 粒 子 的 運 動 軌 跡 ， 分 析 推斷 帶 電 粒 子 的 性 質(zhì) 、 受 力 、 能 量 變 化 等 (3)根 據(jù) 給 定 電 勢 的 分 布 情 況 ， 求 作 電 場 線 根 據(jù) 電 場 線 的 定 義 ， 一 般 情 況 下 ， 帶 電 粒 子在 電 場 中 的 運 動 軌 跡 不 會 與 電 場 線 重 合

12、， 只 有同 時 滿 足 以 下 三 個 條 件 時 ， 兩 者 才 會 重 合 ：(1)電 場 線 為 直 線 ；(2)電 荷 初 速 度 為 零 ， 或 速 度 方 向 與 電 場 線 平 行 ；(3)電 荷 僅 受 電 場 力 或 所 受 其 他 力 的 合 力 的 方 向與 電 場 線 平 行 【例】 某 靜 電 場 中 的 電 場 線 方 向 不 確 定 ， 分 布如 圖 所 示 ， 帶 電 粒 子 在 電 場 中 僅 受 靜 電 力 作 用 ，其 運 動 軌 跡 如 圖 中 虛 線 所 示 ， 由 M運 動 到 N， 以下 說 法 正 確 的 是 ( )A 粒 子 必 定 帶 正

13、電 荷B 該 靜 電 場 一 定 是 孤 立 正 電 荷 產(chǎn) 生 的C 粒 子 在 M點 的 加 速 度 小 于 它 在 N點 的 加 速 度D 粒 子 在 M點 的 速 度 小 于 它 在 N點 的 速 度CD 【 例 1】 如 圖 所 示 ， 一 半 徑 為 R的 絕 緣 球 殼 上 均 勻 帶 有 Q的 電 荷 ， 另 一 電 荷 量 為 q的 電 荷 放 在 球 心 O上 ， 由 于 對 稱性 ， 點 電 荷 受 力 為 零 現(xiàn) 在 球 殼 上 挖 去 半 徑 為 r(r R)的 一 個小 圓 孔 則 此 時 置 于 球 心 的 點 電 荷 所 受 的 力 的 大 小 為_(已 知 靜

14、 電 力 常 量 為 k)， 方 向 _ KQqr2/4R4 指 向 小 孔 【 例 】 圖 甲 中 ， MN為 很大 的 薄 金 屬 板 (可 理 解 為 無 限 大 )，金 屬 板 原 來 不 帶 電 .在 金 屬 板 的右 側(cè) ， 距 金 屬 板 距 離 為 d的 位 置上 放 入 一 個 帶 正 電 、 電 荷 量 為 q的 點 電 荷 ， 由 于 靜 電 感 應 產(chǎn) 生 了 如 圖 甲 所 示的 電 場 分 布 .P是 點 電 荷 右 側(cè) ， 與 點 電 荷 之 間 的 距 離 也 為 d的 一 個 點 ， 幾 位 同學 想 求 出 P點 的 電 場 強 度 大 小 ， 但 發(fā) 現(xiàn)

15、問 題 很 難 .這 幾 位 同 學 經(jīng) 過 仔 細 研 究 ，從 圖 乙 所 示 的 電 場 得 到 了 一 些 啟 示 ， 經(jīng) 過 查 閱 資 料 他 們 知 道 ： 圖 甲 所 示 的 電場 分 布 與 圖 乙 中 虛 線 右 側(cè) 的 電 場 分 布 是 一 樣 的 .圖 乙 中 兩 異 號 點 電 荷 電 荷 量 的大 小 均 為 q， 它 們 之 間 的 距 離 為 2d， 虛 線 是 兩 點 電 荷 連 線 的 中 垂 線 .由 此 他 們 分 別 求 出 了 P點 的 電 場 強 度 大 小 ， 一 共 有 以 下 四 個 不 同 的 答 案 (答 案 中 k為 靜電 力 常 量

16、 )， 其 中 正 確 的 是 ( )A. B. C. D. 28kq9d 2kqd 23kq4d 210kq9dA 【 例 2】 (綜 合 題 )(2010年 山 東 模 擬 )如 圖 所 示 ， M、 N為 兩個 等 量 同 種 正 電 荷 Q， 在 其 連 線 的 中 垂 線 上 任 意 一 點 P自由 釋 放 一 個 帶 負 電 的 點 電 荷 q， 不 計 重 力 影 響 ， 關(guān) 于 點 電荷 q的 運 動 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A 從 PO的 過 程 中 ， 加 速 度 越 來 越 大 ， 速 度 也 越 來 越大B 從 PO的 過 程 中 ， 加 速 度 越

17、來 越 小 ， 速 度 越 來 越 大C 點 電 荷 q運 動 到 O點 時 加 速 度 為 零 ， 速 度 達 到 最 大 值D 點 電 荷 q越 過 O點 后 ， 速 度 越 來 越 小 ， 加 速 度 越 來 越大 ， 直 到 速 度 為 零 c 考 點 三 ： 帶 電 體 在 電 場 中 的 平 衡 問 題【 例 3】 如 圖 所 示 ， 在 一 條 直 線 上 有 兩 個 相 距 0.4 m的 點 電 荷 A、B， A帶 電 荷 量 Q， B帶 電 荷 量 9Q.現(xiàn) 引 入 第 三 個 點 電 荷 C，恰 好 使 三 個 點 電 荷 均 在 電 場 力 的 作 用 下 處 于 平 衡

18、 狀 態(tài) ， 問 ： C應帶 什 么 性 質(zhì) 的 電 荷 ？ 應 放 于 何 處 ？ 所 帶 電 荷 量 為 多 少 ？ 【 例 】 已 知 兩 帶 電 量 均 為 +Q的 小 球 相 距 為 L要 使 它 們保 持 相 對 靜 止 ， 需 引 入 第 三 個 帶 電 小 球 ， 其 帶 電 量 和電 性 如 何 ？ 如 圖 所 示 ， 絕 緣 水 平 面 上 靜 止 著 兩 個 質(zhì) 量 均 為 m、 電荷 量 均 為 +Q的 物 體 A和 B(A、 B均 可 視 為 質(zhì) 點 )， 它 們間 的 距 離 為 r， 與 水 平 面 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 均 為 ， 求 ：(1)A受 的 摩 擦 力 為 多 大 ？(2)如 果 將 A的 電 荷 量 增 至 +4Q， 兩 物 體 開 始 運 動 ， 當 它們 的 加 速 度 第 一 次 為 零 時 ， A、 B各 運 動 了 多 遠 距 離 ？