第1講　電場力的性質(zhì)

第七章

靜電場第1講電場力的性質(zhì)一、電荷守恒定律1．內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體______到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分______到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持______。2．起電方式：__________、__________、感應(yīng)起電。3．帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是___________。轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變摩擦起電接觸起電得失電子真空點(diǎn)電荷電荷量的乘積二次方9.0×109電荷量q4．方向：規(guī)定________在電場中某點(diǎn)所受的________的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。5．電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的______和，遵從____________定則。四、電場線1．定義：為了形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的_____及______，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的_________都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致，曲線的_____表示電場強(qiáng)度的大小。正電荷靜電力矢量平行四邊形大小方向切線方向疏密2．電場線的特點(diǎn)(1)不閉合：電場線起始于_______

(或無窮遠(yuǎn)處)，終止于無窮遠(yuǎn)處(或負(fù)電荷)。(2)不相交：電場中的電場線不相交。(3)同一電場中，電場線密的地方_________大。(4)電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的__________方向。(5)沿電場線方向電勢_____。(6)電場線和等勢面在相交處______。正電荷電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度降低垂直情景創(chuàng)設(shè)

×√√××√√答案：D2．[庫侖力作用下的平衡問題]如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則

(

)A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷解析：細(xì)繩豎直，把P、Q看作整體，則整體在水平方向不受力，對外不顯電性，帶等量異種電荷，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；如果P、Q帶不同性質(zhì)的電荷，受力如圖所示，由圖知，P帶負(fù)電荷、Q帶正電荷時(shí)符合題意，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案：D3．[三個(gè)自由電荷的平衡問題]如圖所示，已知兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2的電荷量分別為＋1C和＋4C，在水平面上能自由移動(dòng)，它們之間的距離d＝3m，現(xiàn)引入點(diǎn)電荷Q3，試求：當(dāng)Q3滿足什么條件，并把它放在何處時(shí)才能使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡？

一站過

1．應(yīng)用庫侖定律的三條提醒(1)作用力的方向：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向。(2)兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的庫侖力滿足牛頓第三定律：大小相等、方向相反。(3)在兩帶電體的間距及電荷量之和一定的條件下，庫侖力存在極大值：當(dāng)q1＝q2時(shí)，F(xiàn)最大。2．四步解決庫侖力作用下的平衡問題3．三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡條件及規(guī)律(1)平衡條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合電場強(qiáng)度為零的位置。(2)平衡規(guī)律提能點(diǎn)(二)電場線的理解與應(yīng)用(題點(diǎn)精研)研微點(diǎn)1．[兩等量點(diǎn)電荷的電場線分布]下圖是真空中兩等量的異種點(diǎn)電荷周圍的電場分布情況。圖中O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，OM＝ON。下列說法正確的是

(

)A．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受的電場力相同B．同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受電場力的方向相同C．O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系是EM＝EN>EOD．把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，將沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)解析：O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同，但大小不同，O點(diǎn)電場強(qiáng)度最大，即：EM＝EN<EO，同一電荷在O點(diǎn)所受的電場力最大，B正確，A、C錯(cuò)誤；把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，開始受到的電場力方向沿垂直MN方向，電荷不會(huì)沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。答案：B

對點(diǎn)清等量點(diǎn)電荷電場特點(diǎn)對比

等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖電荷連線上的電場強(qiáng)度沿連線先變小后變大O點(diǎn)最小，但不為零O點(diǎn)為零中垂線上的電場強(qiáng)度O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對稱位置的電場強(qiáng)度A與A′、B與B′、C與C′等大同向等大反向續(xù)表2.[電場線的應(yīng)用]

(多選)如圖所示，實(shí)線為三個(gè)電荷量相同的帶正電的點(diǎn)電荷Q1、Q2、Q3的電場線分布，實(shí)線為某試探電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡，則下列說法正確的是

(

)A．該試探電荷為負(fù)電荷B．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大C．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中電勢能先增加后減少D．該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中動(dòng)能先增加后減少解析：電場力方向指向軌跡曲線凹側(cè)，由題意及圖像可知，該試探電荷為正電荷，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電場線的疏密可知，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，選項(xiàng)B正確；該試探電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中，電場力與速度方向的夾角先是鈍角后變成銳角，即電場力先做負(fù)功后做正功，試探電荷的電勢能先増加后減少，動(dòng)能先減少后增加，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案：BC對點(diǎn)清電場線的妙用1．判斷電場強(qiáng)度的大小電場線密處電場強(qiáng)度大，電場線疏處電場強(qiáng)度小，進(jìn)而可判斷電荷受電場力大小和加速度的大小。(如第2題中判斷a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小)2．判斷電場力的方向正電荷的受力方向和電場線在該點(diǎn)切線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場線在該點(diǎn)切線方向相反。(如第2題中根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷受電場力的方向，從而確定試探電荷的電性)3．判斷電勢的高低沿電場線的方向電勢降低最快，且電場線密的地方比疏的地方降低更快。(如第2題中先判斷a、b兩點(diǎn)的電勢高低，然后判斷電勢能的高低)4．判斷等勢面的疏密電場線越密的地方，等差等勢面越密集；電場線越疏的地方，等差等勢面越稀疏。3．[電場線與軌跡]

某帶電粒子僅在電場力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場線及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由此可以判定粒子在a、b兩點(diǎn)

(

)A．在a點(diǎn)的加速度較大

B．在a點(diǎn)電勢能較大C．在b點(diǎn)的速率較大D．在b點(diǎn)所受電場力較大答案：A對點(diǎn)清分析電場中運(yùn)動(dòng)軌跡問題的方法1．“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫出運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線(“速度線”)與在初始位置電場線的切線(“力線”)方向，從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動(dòng)的情況。2．“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向(或等勢面電勢的高低)、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中的任一個(gè)，可順次分析判定各待求量；若三個(gè)都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。提能點(diǎn)(三)電場強(qiáng)度的理解與計(jì)算(題點(diǎn)精研)1．電場強(qiáng)度的性質(zhì)(1)矢量性：規(guī)定正電荷在電場中某點(diǎn)所受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。(2)唯一性：電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置。(3)疊加性：如果有幾個(gè)靜止點(diǎn)電荷在空間同時(shí)產(chǎn)生電場，那么空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是各場源電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。提能點(diǎn)(三)電場強(qiáng)度的理解與計(jì)算(題點(diǎn)精研)1．電場強(qiáng)度的性質(zhì)(1)矢量性：規(guī)定正電荷在電場中某點(diǎn)所受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向。(2)唯一性：電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置。(3)疊加性：如果有幾個(gè)靜止點(diǎn)電荷在空間同時(shí)產(chǎn)生電場，那么空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)