電場力的性質(zhì)

關(guān)于電場力的性質(zhì)第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電荷間的相互作用

1、自然界中存在兩種電荷：物體能吸引輕小物體，我們就把這個物體叫做帶電體，并說它們帶有電荷。大量實(shí)驗(yàn)表明，自然界中的電荷只有兩種：一種與絲綢摩擦過的玻璃棒的電荷相同，叫正電荷；另一種與毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷相同，叫負(fù)電荷。2、電荷間的相互作用規(guī)律：

同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引區(qū)分：點(diǎn)電荷、檢驗(yàn)電荷、元電荷（基本電荷）第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3、點(diǎn)電荷——理想化的模型

帶電體看做點(diǎn)電荷的條件：帶電體間的距離遠(yuǎn)大于帶電體本身的尺寸．注意：點(diǎn)電荷具有相對的意義，帶電體的尺寸不一定很小，一般情況下對電量不作限制，電性有正負(fù)之分．4、元電荷（e）：

自然界中最小的帶電量單位。e=1.6×10-19C．

任何帶電體的帶電量為元電荷的整數(shù)倍注意：一個電子電量僅是數(shù)值上等于元電荷，其電性為負(fù)第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月5、檢驗(yàn)電荷：定義或檢驗(yàn)電場的某種性質(zhì)時，引入電場的體積足夠小，電量也比較小，對被檢驗(yàn)的電場沒有影響的電荷。6、電荷守恒定律電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變。7、物體帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電是電子遷移的結(jié)果。8、物體帶電的方法：摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月9、真空中的庫侖定律——兩個點(diǎn)電荷間作用力的規(guī)律1）內(nèi)容：在真空中的兩個點(diǎn)電荷間的相互作用力和它們的電量的乘積成正比，和它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2）靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2．表示兩個電量都是1C的點(diǎn)電荷，相距1m時相互作用力的大小等于9.0×109N．3）適用條件：真空中的點(diǎn)電荷均勻分布的絕緣帶電體間的庫侖力也可用，r帶兩球心間的距離。4）兩電荷間的庫侖力是一對作用力和反作用力。第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月5）使用注意：①真空中兩個靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩電荷的電量及間距有關(guān)，跟它們的周圍是否有其他電荷等無關(guān)．②計算中電量均取絕對值，相互作用力的方向根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸引來判斷．③靜電力在本質(zhì)上不同于重力、摩擦力，彈力，但產(chǎn)生的效果服從于牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律。④庫侖定律也適用于一個電荷靜止、一個電荷運(yùn)動的情況，如原子核外電子繞核運(yùn)動時，核與電子間的力同樣遵循庫侖定律．第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題1：有三個完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定起來，然后讓C球反復(fù)與A、B球接觸，最后移去C球，試問A、B間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮俊窘馕觥緾與A、B多次反復(fù)接觸之后，最終結(jié)果是A、B原先所帶電量的總和，最后在三個相同的小球間均分，最后A、B兩球帶的電量均為[7Q+（-Q）]/3=2QA、B兩球原先有引力：

F=kq1q2/r2=k7Q·Q/r2=7kQ2/r2A、B兩球最后有斥力

F′=kq′1q′2/r2=k2Q·2Q/r2=4kQ2/r2

以上兩式相除可得F′=4F/7，即A、B間的庫侖力減到原來的4/7.第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2：兩個大小相同的小球帶有同種電荷，質(zhì)量分別為m1和m2，帶電量分別是q1和q2，用絕緣細(xì)線懸掛后，因靜電力排斥作用而使兩懸線張開，分別與豎直方向成α1和α2，且兩球同處一水平線，如圖。若α1=α2，則下列正確的是[

]A．q1一定等于q2

B．m1一定等于m2C、一定滿足D．必然同時滿足m1=m2，q1=q2Bm1m2α1α2GFT第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月[提高1]：兩球質(zhì)量分別為mA，mB，細(xì)線長度分別為LA，LB，且滿足mB

＝2mA，LA＝2LB，平衡后與豎直方向的夾角分別為α，β，下列說法正確的是（）A、α＝βB、α<βC、α>βD、無法判斷LABαβLBAGAGBA第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月[提高2]：如圖所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度是L，懸線上端都固定在同一點(diǎn)O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球x的地方靜止平衡，此時A受到繩的拉力為T；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為1/2x處平衡；則A受到的繩的拉力為（）

A.TB.2TC.4TD.8T第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】A受到重力G、B對A的庫侖力F、繩的拉力T，如圖所示.由共點(diǎn)力平衡條件，由相似三角形可得T=mg、F=x/Lmg.當(dāng)A球質(zhì)量變?yōu)閙′并使它在距B球1/2x處平衡時，同理可得：T′=m′g和F′=[(1/2x)/L]m′g；而由庫侖定律容易得到A球前后所受庫侖力之比F′/F=4；即[1/2xm′g/L]/(xmg/L)=4，所以m′=8m，

T′=m′g=8mg=8T.

所以應(yīng)選D.第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月07重慶理綜合43。如圖所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個帶電量不變的小球A。在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B。當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為θ，若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電量分別為q1和q2，θ分別為30°和45°。則q2/q1為CA．2B．3C．2D．3ABOθ絕緣手柄第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題3：相距為L的點(diǎn)電荷A，B帶電量分別為+4Q和-Q。今引入第三個點(diǎn)電荷C，1）將C放于何處，能使它保持平衡？2）C所帶電荷的正負(fù)對其平衡的位置有影響嗎？所帶電量呢？3）引入C后要使三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電量為多少？應(yīng)放在何處？AB答案：1）在B右側(cè)L處

2）無關(guān)

3）+4Q，在B右側(cè)距L處第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖1-16所示，三個點(diǎn)電荷q1，q2，q3固定在一直線上，q2與q3的距離為q1與q2的2倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個電荷的電量之比為q1∶q2∶q3是[

]A．(-9)∶4∶(-36)B．9∶4∶36C．(-3)∶2∶6D．3∶2∶6A第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題4：判斷對錯，并說明理由。1、若將放在電場中某點(diǎn)的電荷q改為-q，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不變，方向和原來的相反。（）2、若取走放在電場中某點(diǎn)的電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度變?yōu)榱悖ǎ?、沿電場線方向，電場強(qiáng)度一定越來越?。ǎ?、若電荷q在A處受到的電場力比其在B處時受到的大，則A處的電場強(qiáng)度B處的大（）5、電場中某點(diǎn)電場線的方向就是放在該點(diǎn)的電荷所受到的電場力方向。（）6、已知A、B為某一電場線（直線）上的兩點(diǎn)，由此可知A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同，但大小無法比較。（）第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電場強(qiáng)度電場線1．電場——電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)

特殊性:看不見，摸不著，無法稱量，可以疊加．物質(zhì)性:電場是一種客觀實(shí)在，它對場中電荷有力的作用．電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的．2．電場強(qiáng)度——反映電場力的性質(zhì)的物理量

1）定義：放在電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它電量的比值．

2）單位：N/C3)是矢量，方向?yàn)椋阂?guī)定為正電荷受到的電場力方向第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

注意：分清電場強(qiáng)度與電場力第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3、勻強(qiáng)電場：——電場強(qiáng)度處處相同的電場叫做勻強(qiáng)電場。兩塊靠近的、帶等量異種電荷的平等金屬板間的電場，除邊緣外，中央?yún)^(qū)域的電場可看作勻強(qiáng)電場。4、點(diǎn)電荷在真空中的電場強(qiáng)度的計算式【說明】1)上式僅適于真空中點(diǎn)電荷形成的電場。2)Q為形成電場的點(diǎn)電荷（源電荷）的電量，E為距點(diǎn)電荷Q距離為r的某點(diǎn)的場強(qiáng)的大小。5、E＝F/q是電場的定義式，適用于任何電場；E＝kQ/r2只適用于點(diǎn)電荷在真空中所形成的電場第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月5、靜電場的疊加：點(diǎn)電荷系靜電場的疊加如果有幾個點(diǎn)電荷同時存在，它們的電場就相互疊加，形成合電場。這時某點(diǎn)的場強(qiáng)，就等于各個點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和。問題：有兩點(diǎn)電荷＋Q1和－Q2，求A點(diǎn)的電場＋Q1－Q2A第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月6、電場線——描述電場的一種形象化的方法定義：線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該處的場強(qiáng)方向一致的曲線．作用：切線方向表示場強(qiáng)的方向；疏密程度表示場強(qiáng)的大?。卣鳎菏加谡姾桑K于負(fù)電荷；不閉合、不相交．注意：電場線是人為畫出的形象地表示電場分布的一種曲線，實(shí)驗(yàn)也僅是模擬了這種曲線的形狀，實(shí)際電場中并不存在這種曲線，實(shí)驗(yàn)也并非證實(shí)這種線的存在．第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月等量同種電荷正點(diǎn)荷負(fù)點(diǎn)電荷等量異種電荷帶等量異種電荷的平行板間不等量異種電荷不同電荷周圍的電場：+q-qFF第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題5：

如圖，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場強(qiáng)大小，則[

]A．A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同．B．電場線從A指向B，所以EA＞EB．C．A、B同在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA=EB．D．不知A、B附近的電場線分布狀況，EA、EB的大小不能確定．

ADAB第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月鞏固練習(xí)1、在x軸上固定兩個點(diǎn)電荷，一個帶正電Q1，一個帶負(fù)電Q2，且Q1=2Q2．用E1和E2分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小，則在x軸上[

]A．E1=E2之點(diǎn)只有一處，該處合場強(qiáng)為零B．E1=E2

之點(diǎn)有兩處，一處合場強(qiáng)為零，另一處合場強(qiáng)為2E2C．E1=E2之點(diǎn)共有3處，其中兩處合場強(qiáng)為零，另一處合場強(qiáng)為2E2D．E1=E2之點(diǎn)共有3處，其中一處合場強(qiáng)為零，另兩處合場強(qiáng)為2E2

B

第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、如圖所示，帶負(fù)電的帶電粒子由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動．設(shè)在A點(diǎn)加速度為aA，速度為vA，在B點(diǎn)時加速度為aB，其速度為vB，則下面正確的是[

]A．a(chǎn)A＞aBB．a(chǎn)A＜aB

C．vA＞vBD．vA＜vB

AC第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月05（江蘇卷）23.關(guān)于電場，下列說法正確的是()A.電場是假想的，并不是客觀存在的物質(zhì)

B.描述電場的電場線是客觀存在的C.電場對放人其中的電荷有力的作用

D.電場對放人其中的電荷沒有力的作用C第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題6：如圖9-1-3所示的是在一個電場中的a、b、c、d四個點(diǎn)分別引入試探電荷時，電荷所受的電場力F跟引入的電荷電量之間的函數(shù)關(guān)系.下列說法正確的是()A.該電場是勻強(qiáng)電場B.a、b、c、d四點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系是

Ed＞Eb＞Ea＞EcC.這四點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是Eb＞Ea＞Ec＞EdD.無法比較E值大小B第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】對圖像問題要著重理解它的物理意義.對于電場中給定的位置，放入的試探電荷的電荷量不同，它受到的電場力不同，但是電場力F與檢驗(yàn)電荷的電荷量q的比值F/q即場強(qiáng)E是不變的量，因?yàn)镕=Eq，所以F跟q的關(guān)系圖線是一條過原點(diǎn)的直線，該直線的斜率的大小即表示場強(qiáng)的大小.由此可得出Ed＞Eb＞Ea＞Ec，故B正確.第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月問題7：

如圖9-1-6所示，用金屬絲AB彎成半徑r=1m的圓弧，但在A、B之間留出寬度為d=2cm、相對來說很小的間隙.將電量Q=3.13×10-9C的正電荷均勻分布金屬絲上，求圓心O處的電場強(qiáng)度.【解析】可以這樣想：將圓環(huán)的缺口補(bǔ)上，并且它的電荷密度與缺了口的環(huán)體原有電荷密度一樣，這樣就形成了一個電荷均勻分布的完整帶電環(huán)，環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分可看成兩個相對應(yīng)的點(diǎn)電荷，它們產(chǎn)生的電場在圓心O處疊加后場強(qiáng)為0.根據(jù)對稱性可知，帶電圓環(huán)在圓心O處的總場強(qiáng)E=0.第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

設(shè)原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為,=Q/(2r-d).則補(bǔ)上的金屬小段帶電量Q′=d，它在O處的場強(qiáng)為:

=9×10-2(N/C).設(shè)待求的場強(qiáng)為E2，由E1+E2=0可得

E2=-E1=-9×10-2N/C.

負(fù)號表示E2與E1方向相反，即E2的方向向左，指向缺口.第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1、在場強(qiáng)為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電量分別為+2q和-q．兩球用長為L的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住懸掛于O點(diǎn)而處于平衡狀態(tài)，如圖1-17所示．重力加速度為g，求細(xì)線對懸點(diǎn)的作用力多大？

T=2mg+Eq

2、如圖1-15所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置，其中心處有一個電子．若電子某一時刻以初速度v0從圓環(huán)中心處水平向右運(yùn)動，此后電子將[

]A．作勻速直線運(yùn)動B．作勻減速直線運(yùn)動C．以圓心為平衡位置作振動D．以上答案都不對C第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月05（黑龍江、吉林、廣西）26

．圖中a、b是兩個點(diǎn)電荷，它們的電量分別為Q1、Q2，MN是ab連線的中垂線，P是中垂線上的一點(diǎn)。下列哪中情況能使P點(diǎn)場強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)？A．Q1、Q2都是正電荷，且Q1<Q2B．Q1是正電荷，Q2是負(fù)電荷，且Q1>|Q2|C．Q1是負(fù)電荷，Q2是正電荷，且|Q1|<Q2D．Q1、Q2都是負(fù)電荷，且|Q1|>|Q2|MNPab左右ACD第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月06（江蘇卷）31．a(chǎn)b是長L為的均勻帶電細(xì)桿，、P1、P2是ab位于所在直線上的兩點(diǎn)，位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強(qiáng)大小為E1，在P2處的場強(qiáng)大小為E2。則以下說法正確的是()A．兩處的電場方向相同，B．兩處的電場方向相反，C．兩處的電場方向相同，D．兩處的電場方向相反，D第32頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月04（春季）12．如圖，在正六邊形的a、c兩個頂點(diǎn)上各放一帶正電的點(diǎn)電荷，電量的大小都是q1，在b、d兩個頂點(diǎn)上，各放一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，電量的大小都是q2，。已知六邊形中心O點(diǎn)處的場強(qiáng)可用圖中的四條有向線段中的一條來表示，它是哪一條？A．E1

B．E2

C．E3

D．E4B第33頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2008年上海．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量正電的點(diǎn)電荷M、N，分別固定在A、B兩點(diǎn)，O為AB連線的中點(diǎn)，CD為AB的垂直平分線。在CO之間的F點(diǎn)由靜止釋放一個帶負(fù)電的小球P（設(shè)不改變原來的電場分布），在以后的一段時間內(nèi)，P在CD連線上做往復(fù)運(yùn)動。若（）（A）小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運(yùn)動過程中振幅不斷減?。˙）小球P的帶電量緩慢減小，則它往復(fù)運(yùn)動過程中每次經(jīng)過O點(diǎn)時的速率不斷減?。–）點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時等量地緩慢增大，則小球P往復(fù)運(yùn)動過程中周期不斷減?。―）點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時等量地緩慢增大，則小球P往復(fù)運(yùn)動過程中振幅不斷減小BCD第34頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月07寧夏理綜38、兩個質(zhì)量相同的小球用不可伸長的細(xì)線連結(jié)，置于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，小球1和小球2均帶正電，電量分別為q1和q2（q1＞q2）。將細(xì)線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示。若將兩小球同時從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放后細(xì)線中的張力T為（不計重力及兩小球間的庫侖力）A．