第八章第八章靜電場(chǎng)課時(shí)課時(shí)16電荷守恒定律電荷守恒定律庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)1電荷守恒定律1.物體帶電本質(zhì)物體帶電本質(zhì)是電子的移動(dòng)或重新分配導(dǎo)致物體內(nèi)部正負(fù)電荷失去了平衡。帶電有三種方式:摩擦起電;接觸起電;感應(yīng)起電。起電的本質(zhì)都是電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移,所有帶電體的電荷量都等于電子電量的整數(shù)倍。2.電荷守恒定律電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61.帶電體的基本特性之一:能夠吸引輕小物體。電荷間存在相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。2.完全相同的帶電體接觸后電荷的分配原則:(1)若兩帶電體帶同種電荷q1、q2,則接觸后電荷量平均分配,即(2)若兩帶電體帶異種電荷q1、q2,則接觸后電荷量先中和后平分,即 電性與所帶電荷量大的帶電體相同?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例1古希臘貴族婦女外出時(shí)都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,戴琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會(huì)吸上一層灰塵,這主要是因?yàn)?)A.琥珀是一種樹脂化石,樹脂具有粘性,容易吸附灰塵B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵D.琥珀具有磁性,周圍的灰塵經(jīng)磁化后被琥珀吸引 答案解析解析關(guān)閉琥珀首飾經(jīng)絲綢摩擦,摩擦起電,使琥珀帶有了電荷,由于帶電體能夠吸引輕小物體,所以帶電的琥珀會(huì)將細(xì)小的灰塵吸附在它上面,造成了琥珀比較容易臟,故C正確。 答案解析關(guān)閉C 考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)2元電荷、點(diǎn)電荷和試驗(yàn)電荷1.元電荷:e=1.610-19 C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。2.點(diǎn)電荷:點(diǎn)電荷是一理想化模型,當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí),這樣的帶電體可以視為點(diǎn)電荷。能否看成點(diǎn)電荷具有相對(duì)性,點(diǎn)電荷類似力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)。3.試驗(yàn)電荷:為了探測(cè)電場(chǎng),定量地描述電場(chǎng)性質(zhì)而人為引入的一個(gè)理想電荷。為了借助它研究電場(chǎng)中各點(diǎn)的性質(zhì),試驗(yàn)電荷的幾何線度必須足夠小,即可以把它視為點(diǎn)電荷,這樣才可以用它來確定電場(chǎng)中空間各點(diǎn)的性質(zhì);試驗(yàn)電荷的電荷量也要足夠小,使得它的引入不至于改變?cè)瓉砜臻g存在的電場(chǎng)分布?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例2關(guān)于元電荷、點(diǎn)電荷和試驗(yàn)電荷及它們的關(guān)系,下列說法正確的是()A.元電荷、點(diǎn)電荷和試驗(yàn)電荷都是理想化模型B.體積大的電荷一定不能當(dāng)作點(diǎn)電荷C.元電荷的電荷量為1.610-19 C,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍D.所有的點(diǎn)電荷都可用作試驗(yàn)電荷 答案解析解析關(guān)閉點(diǎn)電荷和試驗(yàn)電荷是理想化模型,元電荷不是理想化模型,故A錯(cuò)誤;點(diǎn)電荷類似力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),能否看成點(diǎn)電荷具有相對(duì)性,故B錯(cuò)誤;試驗(yàn)電荷除體積可以忽略外,所帶電荷量也不能很大,要求當(dāng)它放入電場(chǎng)時(shí),不至于改變?cè)瓉砜臻g存在的電場(chǎng)分布,故D錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉C 考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)3庫(kù)侖定律1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。3.適用條件:真空中、點(diǎn)電荷。對(duì)庫(kù)侖定律的兩點(diǎn)理解(1) ,r指兩點(diǎn)電荷間的距離,對(duì)兩個(gè)均勻帶電球,r為兩球心間距。(2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r0時(shí),電荷不能視為點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無(wú)限大?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例3兩個(gè)半徑為1 cm的導(dǎo)體球分別帶上+Q和-3Q的電荷量,兩球心相距90 cm時(shí)相互作用力為F,現(xiàn)將它們碰一下后放在球心間相距3 cm處,則它們的相互作用力大小為()A.300FB.1 200FC.900FD.無(wú)法確定 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)4庫(kù)侖力作用下的平衡問題庫(kù)侖力和重力、彈力、摩擦力一樣具有力的一般性質(zhì),我們可以對(duì)它進(jìn)行合成與分解,也可以按常見力一樣處理庫(kù)侖力的平衡問題。但需要注意的是,由于庫(kù)侖力是一種場(chǎng)力,我們?cè)趯?duì)帶電體受力分析時(shí),不要漏掉庫(kù)侖力,同時(shí)要注意庫(kù)侖力的作用距離。同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡規(guī)律:三個(gè)自由點(diǎn)電荷僅在它們系統(tǒng)的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),滿足的規(guī)律是兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大(中間電荷靠近電荷量較小的端點(diǎn)電荷)。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例4如圖所示,真空中固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2,Q1帶正電、Q2帶負(fù)電,且Q2=4Q1?，F(xiàn)再取一個(gè)可自由移動(dòng)的正點(diǎn)電荷q放在Q1與Q2連線上,欲使q靜止,那么()A.q應(yīng)放在Q1的左邊B.q應(yīng)放在Q2的右邊C.q應(yīng)放在Q1、Q2之間D.q無(wú)法保持靜止 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)5電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1.對(duì)電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)(1)電場(chǎng):電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。(2)電場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用,電荷間的作用是通過電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。2.電場(chǎng)強(qiáng)度E(1)定義:放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。定義式: 。單位:N/C。(2)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度E是矢量,規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向即為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式比較:(4)電場(chǎng)的疊加原理:如果場(chǎng)源電荷是多個(gè)點(diǎn)電荷,則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)63.電場(chǎng)線(1)電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線,電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱(疏弱密強(qiáng)),曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。任意兩條電場(chǎng)線不會(huì)在無(wú)電荷處相交。(2)幾種常見的電場(chǎng)線及其規(guī)律:考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線始于正電荷或無(wú)限遠(yuǎn),止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷,它不封閉,也不在無(wú)電荷處中斷?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例5關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,下列說法正確的是()A.由 可知,某電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與q成反比,與F成正比B.正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向相反,所以某一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C.電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與放入該點(diǎn)的試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)D.電場(chǎng)中某一點(diǎn)不放試探電荷時(shí),該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零 答案解析解析關(guān)閉電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向由電場(chǎng)本身決定,與試探電荷的受力情況及電荷性質(zhì)無(wú)關(guān),故A、D錯(cuò)誤,C正確;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同,與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向相反,但電場(chǎng)強(qiáng)度方向與放入試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉C 考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例6在如圖所示的四種電場(chǎng)中,分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)。其中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的是 ()A.甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)B.乙圖中兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)C.丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)D.丁圖中非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn) 答案解析解析關(guān)閉甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向不相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)乙圖,根據(jù)電場(chǎng)線的疏密及對(duì)稱性可判斷,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;丙圖中兩等量同種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向相反,選項(xiàng)C正確;對(duì)丁圖,根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可判斷,b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉C 考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)6帶電體的力電綜合問題典例典例7如圖所示,豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個(gè)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)度E=3104 N/C。在兩板間用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量m=510-3 kg的帶電小球,靜止時(shí)小球偏離豎直方向的夾角=60(g取10 m/s2),則()C.小球帶負(fù)電,繩子拉力為0.1 ND.小球帶正電,繩子拉力為0.1 N 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例8如圖所示為兩個(gè)固定在同一水平面上的點(diǎn)電荷,距離為d,電荷量分別為+Q和-Q。在它們的水平中垂線上固定一根長(zhǎng)為l、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管,有一電荷量為+q的小球以初速度v0從管口射入,則小球()A.速度先增大后減小B.受到的庫(kù)侖力先做負(fù)功后做正功 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉