第1課時(shí) 電場(chǎng)的力的性質(zhì)

第六章靜電場(chǎng)第1課時(shí)電場(chǎng)的力的性質(zhì)【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一、電荷及電荷守恒定律元電荷、點(diǎn)電荷、比荷：靜電場(chǎng)：①理解②性質(zhì)電荷守恒定律：①內(nèi)容②起電方式③起電實(shí)質(zhì)4.感應(yīng)起電

把帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，箔片有什么變化？這時(shí)把A和B分開，然后移去C，金屬箔片有什么變化？再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？所有帶電體的電荷量等于元電荷e的整數(shù)倍，電量是不連續(xù)的物理量。1.內(nèi)容：_______________之間的相互作用力，與它們的____________成正比，與它們的___________反比，作用力的方向在____________。這個(gè)規(guī)律叫________.電荷間這種相互作用力叫做______或_____2.大小：F=3.方向：4.適用范圍：其中K叫靜電力常量：k=9.0×109N·m2/C2真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷電荷量的乘積距離的二次方它們的連線上庫侖定律靜電力庫侖力它們的連線上真空、靜止的點(diǎn)電荷知識(shí)點(diǎn)二、庫侖定律rR

幾點(diǎn)注意：

(1)點(diǎn)電荷，滿足牛頓第三定律；（2）計(jì)算時(shí)電量用絕對(duì)值。根據(jù)同性相斥、異性相吸判斷方向；(3)適用于真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，在空氣中也近似成立；(4)空間中有多個(gè)電荷時(shí)，某電荷受的靜電力是其他所有電荷單獨(dú)對(duì)其作用的靜電力的矢量和．思考與討論：根據(jù)當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞，正確嗎？【典例】

兩個(gè)半徑為R的帶電球所帶電荷量分別為q1和q2,當(dāng)兩球心相距3R時(shí),相互作用的靜電力大小為（）D知識(shí)點(diǎn)三、電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)

(1)定義、定義式

(2)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)

(3)方向（4）疊加E+E-E合P＋Q1

?Q2知識(shí)點(diǎn)四、電場(chǎng)線等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷等量同種正點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷①兩點(diǎn)電荷連線上：中點(diǎn)o處為零，其他點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(大小相等，方向相反)；②連線的中垂線上：由中點(diǎn)o到無限遠(yuǎn)，先變大后變小，且關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(大小相等、方向相反)。①兩點(diǎn)電荷連線上：中點(diǎn)o處最小，其他點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(大小相等，方向相同，平行于連線指向負(fù)電荷)；②連線的中垂線上：由中點(diǎn)o到無限遠(yuǎn)，逐漸變小，且關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(大小相等、方向相同，平行于連線指向負(fù)電荷一側(cè))。【課堂練習(xí)】1.如圖為一條電場(chǎng)線，下列說法正確的是（)A.EA一定大于EBB.因電場(chǎng)線是直線，所以是勻強(qiáng)電場(chǎng)，EA=EBC.A點(diǎn)電場(chǎng)方向一定由A指向BD.A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向不能確定ABC2.如圖所示，在a、b兩點(diǎn)固定著兩個(gè)帶等量異種性質(zhì)電的點(diǎn)電荷，c、d兩點(diǎn)將a、b兩點(diǎn)的連線三等分，則（）A.c、d兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)相等B.c、d兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)不相等C.從c點(diǎn)到d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小D.從c點(diǎn)到d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大AD3.如圖所示，在等量異種電荷連線的中垂線上取A、B、C、D四點(diǎn)，B、D兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則關(guān)于各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A.EA>EB

，EB＝ED

B.EA<EB

，EA<ECC.EA<EB<EC

，EB＝ED

D.可能EA＝EC<EB

，EB＝EDBC【例3】?jī)蓚€(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)。一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則(

)A．q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為零BC3．(多選)(2014·山東濰坊市一模)一帶負(fù)電的試探電荷在不同電場(chǎng)中由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，且沿直線運(yùn)動(dòng)，某段時(shí)間內(nèi)，它運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖甲、乙所示，則下列關(guān)于試探電荷所處電場(chǎng)的說法正確的是（）A．甲圖可能是在帶正電的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的v－t運(yùn)動(dòng)圖象B．甲圖可能是在帶負(fù)電的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的v－t運(yùn)動(dòng)圖象C．乙圖可能是在等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的v－t運(yùn)動(dòng)圖象D．乙圖可能是在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的v－t運(yùn)動(dòng)圖象BD考點(diǎn)一三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題(1)條件：①不固定②平衡(2)規(guī)律：“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。1.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示。A處電荷帶正電荷量Q1，B處電荷帶負(fù)電荷量Q2，且Q2＝4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在AB直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則(

)A．Q3為負(fù)電荷，且放于A左方B．Q3為負(fù)電荷，且放于B右方C．Q3為正電荷，且放于A、B之間D．Q3為正電荷，且放于B右方A2．如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電荷量之比為()A．(－9)∶4∶(－36)B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6)D．3∶2∶6

A考點(diǎn)補(bǔ)充（1）一個(gè)半徑為R

的均勻帶電球體（或球殼）在球外部產(chǎn)生的電場(chǎng)?理論證明：

(r>R)Qr2—E=krPQQPr等效點(diǎn)電荷【變式訓(xùn)練】2．均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R，已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為____________

（2）均勻帶電圓環(huán)場(chǎng)強(qiáng)討論討論：環(huán)心處【例2】

(2014·江蘇卷，4)如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說法中正確的是 (

)A．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最低B．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最高C．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電勢(shì)升高D．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電勢(shì)降低B2.如圖所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為＋Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上。圓心為O點(diǎn)，過O點(diǎn)作一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A，使A到O點(diǎn)的距離為R，在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷＋q，則＋q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為_______________微元法和對(duì)稱法是一種很重要的物理解析思想。1．金屬小球a和金屬小球b的半徑之比為1∶3，所帶電荷量之比為1∶7。兩小球間距遠(yuǎn)大于小球半徑且間距一定時(shí)，它們之間的相互吸引力大小為F。已知取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，導(dǎo)體表面的電勢(shì)與導(dǎo)體球所帶的電荷量成正比，與導(dǎo)體球的半徑成反比?，F(xiàn)將金屬小球a與金屬小球b相互接觸，達(dá)到靜電平衡后再放回到原來位置，這時(shí)a、b兩球之間的相互作用力的大小是(不考慮萬有引力)(

)D5.A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下以一定的初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其v－t圖象如圖所示。則電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是（）

D5.(多選)(2014·廣東卷，20)如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個(gè)帶電荷量為＋Q的小球P，帶電荷量分別為－q和＋2q的小球M和N，由絕緣細(xì)桿相連，靜止在桌面上，P與M相距L，P、M和N視為點(diǎn)電荷，下列說法正確的是(

)A．M與N的距離大于L

B．P、M和N在同一直線上C．在P產(chǎn)生的電場(chǎng)中，M、N處的電勢(shì)相同D．M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零BDM、N及細(xì)桿靜止：整體的合場(chǎng)強(qiáng)一定為0，只能在同一直線上?！咀兪接?xùn)練】3．實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受靜電力作用)，則(

)A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．靜電力對(duì)a做正功，對(duì)b做負(fù)功C．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增大D．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增大D【例1】

(多選)(2014·浙江卷，19)如圖所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上，則（）

AC如圖所示，xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面，該導(dǎo)體充滿z＜0的空間，z＞0的空間為真空．將電荷為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處，則在xOy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷．空間任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的．已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，則在z軸上z=h/2處的場(chǎng)強(qiáng)大小為（k為靜電力常量）（）D(2013新課標(biāo)Ⅰ卷)如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(

)(k為靜電力常量)

B(2015.山東卷)

直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別()B如圖，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a，b和c分別位于邊長(zhǎng)為的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為（）8.(多選)如圖所示，MON是固定的光滑絕緣直角桿，MO沿水平方向，NO沿豎直方向，A、B為兩個(gè)套在此桿上的帶有同種電荷的小球，用一指向豎直桿的水平力F作用在A小球上，使兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將A小球向NO方向緩慢拉動(dòng)一小段距離后，A、B兩小球可以重新平衡。則后一種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較，下列說法正確的是(

)A．A、B兩小球間的庫侖力變大B．A、B兩小球間的庫侖力變小C．A小球?qū)O桿的壓力變大D．A小球?qū)O桿的壓力肯定不變BD10．如圖所示，質(zhì)量為m1的不帶電小環(huán)A套在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝的豎直桿上，其最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，一質(zhì)量為m2、帶電荷量為＋q的小球B與A用一絕緣細(xì)線相連，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，恰好保持靜止，則當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E存在最小值時(shí)，E與水平方向的夾角θ為A．0°B．30°