江苏高考31第七章静电场.doc
《江苏高考31第七章静电场.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《江苏高考31第七章静电场.doc(37页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第七章 静电场第一节 电荷 电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律1物体带电方式: 、 、 .2. 叫静电感应现象.3.电荷(1)用_摩擦过的_上带的电荷叫负电荷,用_摩擦过的_上带的电荷叫正电荷;(2)电荷间的相互作用规律:同种电荷互相_,异种电荷互相_.(3)电荷量单位是_,简称_,单位符号是_.(4)元电荷:电子或质子所带电荷量e=1.601019C,实验表明:所有带电体的电荷量是e的_,因此_称为元电荷.(5)点电荷: .点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型.是否为点电荷的判断依据: .4电荷守恒定律(1)定律内容: .(2)电荷重新分配规律:两个带有异种电荷的导体,
2、接触后先发生正负电荷的_,然后再进行电荷的_.若不受外界影响,两个外形完全相同的带电金属球体接触,同种电荷总的电荷量 ,异种电荷先 ,后 .二、库仑定律1内容:在 中两个点电荷间的作用力跟它们的 成正比,跟它们之间的 _成反比,作用力的方向在 上.2表达式: .3使用条件: 、 .4.k为静电常量,它是由介质决定的,在国际单位制中k=_,它的单位为导出单位.计算时,各量采取国际单位制单位.5.方向:一般先根据同性相斥,异性相吸,作用力的方向沿两电荷连线方向进行判定.三、电场1带电体周围存在一种物质,这种物质是_,电荷间的相互作用就是通过_发生的;它是一种看不见的_的物质.它具有_和能的特性.2
3、基本性质: .四、电场强度1.物理意义_2定义:把放入电场中某点的电荷受到的 与它 的比值,叫电场强度.3定义式:E= (此公式适用于一切电场).F指: ;q指: 电荷的电荷量.电场强度与试探电荷所受电场力_关,与试探电荷所带电荷量_关.电场强度是由_决定的4 单位:N/C或 .5矢量性规定:物理学规定,电场中某点电场强度的方向跟 相同.(负电荷所受电场力的方向与该点场强方向 ).6点电荷的电场(1)表达式:E .(2)方向:正点电荷 ;负点电荷 .(3)使用条件:真空中的 形成的电场.(4)电场中某点E的决定因素: E的大小与试探电荷的所受力F、q 关,与场源电荷的电性 关,与场源电荷的电荷
4、量 关,而电场中各点的场强方向由场源电荷的电性决定.7匀强电场场强:方向处处 ,场强大小处处 的区域称为匀强电场,匀强电场中的电场线是 线.平行正对的两金属板带等量异种电荷后,在两极之间除边缘外就是匀强电场.五、电场线1定义:在电场中画一些曲线,使曲线上 跟该点的 方向一致,这样的曲线叫电场线.2特点:(1)电场线是为了形象描述电场而引入的 曲线,并不是真实存在的.(2)电场线上每一点的 方向跟该点的场强方向一致.(3)在同一电场里,电场线的疏密表示 .(4)电场线起于 电荷(或 处),止于 电荷(或 处).(5)电场线在电场中不 ,无电荷处不 .(6)电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场
5、的强弱, 是电荷在电场中运动轨迹.(7)由于电场连续分布于空间,所以各条电场线之间空白处 .【考点知识解读】考点一、库仑定律的理解与计算剖析:1.使用条件:(1)库仑定律只适用于真空中的点电荷,但在要求不很精确的情况下,点电荷在空气中的相互作用也可以应用库仑定律.(2)当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时,可把带电体看作点电荷.但不能根据公式错误地推论:当r0时,F.其实,在这样的条件下,两个带电体已经不能再看作点电荷了.(3)对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.(4)对两个带电金属球,要考虑金属表面电荷的重新分布.2.库仑力具有力的共性:(1)两
6、个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律大小相等、方向相反(不能认为电量不等的两个点电荷相互作用时,所受的库仑力不等).(2)库仑力可使带电体产生加速度.例如:原子的核外电子由库仑力提供向心力而围绕原子核做圆周运动.(3)库仑力可和其他力平衡.(4)库仑力遵循矢量合成.如果是多个点电荷对另一个点电荷的作用,可分别对每个点电荷间使用,然后把该电荷所受各库仑力进行矢量合成.3.库仑力参与的力学平衡问题F2m1m2m1gm2gF1T1T2图7-1-1(1)库仑力参与的力学平衡,仅仅是多了一个库仑力,分析方法仍然是对研究对象应用平衡条件合力F=0解决.例如:如图7-1-1所示,质量分别为m1和m2带有同种
7、电荷的小球用细绳悬挂在同一位置,m1和m2处在同一水平面上处于平衡状态,试分析悬线与竖直方向的偏角的关系?由平衡条件,对m1:F1=m1gtan 对m2:F2=m2gtan两式联立得分析:当m1=m2时,=当m1m2时,当m1m2时,同时要克服与关系与电荷量有关的思维定势,其大小关系与所带电荷量无关.有兴趣的同学可分析当悬挂小球不在同一水平面时与关系.(2)同一直线上的两个固定点电荷q1和q2,引入第三个点电荷q使其平衡的问题分析.位置:取q为研究对象,由平衡条件可以得出结论,“同种电荷放中间,异种电荷放两边,专往小的靠”.电性、电量:因只能取q为研究对象,故“电性、电量无法判”.(3)同一直
8、线上的两个自由点电荷q1和q2,引入第三个点电荷q使其平衡的问题分析.三个自由电荷的平衡问题,是静电场中的典型问题.为了使电荷系统处于平衡状态,每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等、方向相反.根据库仑定律和力的平衡条件,二、三个点电荷的讨论和计算,可以概括成易记的口诀:位置:“同种电荷放中间,异种电荷放两边,专往小的靠”.电性:符号对称,“+、+,、+、”.电量:必须取前两个点电荷q1或q2为研究对象,求出引入的第三个点电荷q的电量.还有另一种结论:“两大夹小”是说三个电荷,外面两个的电荷量必须大于中间的一个;“两同夹异”是说外面的两个电荷的电性必须相同,并且中间的一个电性与外面的两个相异.利
9、用这一结论可以迅速、准确地确定三个自由电荷的相对位置及电荷的电性,然后根据库仑定律列出电荷的受力平衡方程,问题就迎刃而解了.【例题1】.半径相同的两个金属球A、B(可以看作点电荷)带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是( )AF/8 B、F/4 C、3F/8 D、3F/4解析:此题考查库仑定律的应用,涉及电荷的重新分配规律、库仑定律公式理解.第三个小球先后与A、B接触后,电荷重新分布配,由于三个球完全相同,符号均分原理.A、B两球之间的作用力始终满足库仑定律.两球相互吸
10、引,说明必带异种电荷,设电荷量分别为q,假设A球带负电,当第三个不带电的小球C与A球接触后,A、C两球带的电荷量平分,每球带电荷量为+q/2,当再把C球与B球接触后,两球得的电量先中和,再平分,每球的带电量为-q/4,由库仑定律可知,当移开C球后,由于r不变,所以A、B两球之间的相互作用力的大小为F1=F/8,故选项A正确.答案:A【变式训练1】、有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定 ,相距r,然后让C球反复与A、B球多次接触,最后移去C球,试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?考点二、电场的叠加原理及三个表达式的比较剖析:1. 叠加原
11、理几处点电荷同时在某点形成电场时,该点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.2.比较:EF/q、EKQ/r2及E=U/d定义式决定式计算式表达式EF/qEKQ/r2E=U/d使用条件任何电场(通用计算式)真空中点电荷电场匀强电场计算(或非匀强电场的比较)Q、q意义q为试探电荷Q为场源电荷D为沿场强(电场线)方向的距离附注检验电荷的电荷量很小,放入场源电荷后,不能影响原电场的分布.3.具体电场强度的解题规律及方法(1)用定义式求解:由于定义式适用于任何电场,故都可用测得的放入电场中某点的电荷q受到的电场力F与检验电荷电量q的比值,求出该点的电场强度.(2)用求解:此式适用于求真
12、空中点电荷产生的电场,其方向由场源电荷Q的电性决定.若场源电荷带正电,则E的方向沿半径r向外;若场源电荷带负电,则E的方向沿半径方向指向场源电荷.(3)用场强与电势差的关系求解(后面将学到):在匀强电场中,它们的关系是场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差,即,式中d为沿电场线方向的距离,U为这个距离的两个点(或称为等势面)的电势差.(4)矢量叠加法求解:已知某点的几个分场强求合场强,或已知合场强求某一分场强,则用矢量叠加法求解.(5)对称性求解:巧妙地在合适地方另外假设性地设置额外电荷,或将电荷巧妙地分割使问题简化而求未知电场,这都可以利用对称性求解.【例题2】.质量都是m的两个完全
13、相同的、带等量异种电荷的小球A、B分别用长为l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点,平衡时小球A、B的位置如图7-1-3甲所示,线与竖直方向夹角=37,当外加水平向左的匀强电场时,两小球的平衡位置如图7-1-2乙所示,线与竖直方向的夹角也为=37.求:(1)A、B小球的电性及所带的电量;(2)外加匀强电场的场强E.(sin37=0.6,cos37=0.8)图7-1-2孤立点电荷周围的电场7-1-3解析:此题考查电场力参与的平衡问题的分析方法,涉及带电体的受力分析、库仑定律、平衡条件的应用.(1)A球带正电,B球带负电. 两小球相距 由A球受力平衡可得: 解得: (2)此时两球相距
14、 根据A球受力平衡可得: 解得:答案:A球带正电,B球带负电 图7-1-3【变式训练2】、如图7-1-3所示,用长为的金属丝弯成半径为r的圆弧,但在A、B之间留有宽度为d的间隙,且,将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上,求圆心处的电场强度。 考点二、几种典型电场的电场线剖析:1.孤立正、负点电荷、两等量同种电荷、两等量异种电荷、点电荷与平板带电体形成的电场及两块靠近的大小相等带等量异种电荷相互平行且正对的金属板组合的匀强电场的电场(包括电场线方向和疏密,要求熟记)线,分布如图7-1-4所示.匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场点电荷与带电平板+图7-1-42.孤立正、负点电荷电场线
15、特点(1)正点电荷电场背离中心,负点电荷电场指向中心.(2)离电荷越近,线越密,场强越大.(3)以点电荷为球心的球面上各点的场强大小相同,方向不同.(4)不存在E大小和方向均相同的点.(5)电场线为直线.3.等量同种点电荷电场线特点(1)分别以连线和连线中垂线上下、左右对称(大小相等、方向相反).(2)总体上弯曲方向类似于条形磁体磁感线.(3)连线中点E=0.(4)连线中垂线上由中点至,E先增大后减小.4.等量异种点电荷电场线特点(1)分别以连线和连线中垂线上下、左右对称(大小相等、方向相同).(2)总体上弯曲方向类似于条形磁体磁感线.(3)连线中点E最小,关于中点对称的两点E相同.(4)连线
16、中垂线上由中点至,E逐渐减小,且对称两点E相同,方向平行连线且指向负电荷.【例题3】、如图7-1-5所示,在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电粒子,粒子到达b点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则( )ab图7-1-5A 带电粒子带负电;B a、b两点间的电势差Uab=mgh/q;C b点场强大于a点场强;D a点场强大于b点场强.解析:带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明电场力做负功。根据动能定理有:mgh-qUab=0解得a、b两点间电势差为Uab=mgh/q.因为a点电势高于b点电势,Uab0,所以粒子带负电,选项AB皆正确
17、。带电粒子由a到b运动过程中,在重力和电场力共同作用下,先加速运动后减速运动;因为重力为恒力,所以电场力为变力,且电场力越来越来越大;由此可见b点场强大于a点场强。选项C正确,D错误。答案:ABC【变式训练3】(2008天津18).带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:在电场线上运动,在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由A.一个带正电的点电荷形成B.一个带负电的点电荷形成C.两个分立的带等量负电的点电荷形成D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成考点四、电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹关系剖析:根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的轨迹不会与电场线重合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 江苏 高考 31 第七 静电场

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4229571.html