第1讲 电荷的相互作用 电场力的性质
(对应学生用书第94页)
物质的电结构及电荷守恒定律 1.物质的电结构 构成物质的原子本身包括:带正电的质子和不带电的中子构成原子核,核外有带负电的电子,整个原子对外界较远位置表现为电中性.
2.元电荷
-
最小的电荷量,其值为e=1.60×1019_C. 其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍. 3.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷的总量不变.
(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. (3)带电实质:物体带电的实质是得失电子. 【针对训练】
1.把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离,发现两球间相互排斥,则这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
A.两球原来带有等量异种电荷 B.两球原来带有同种电荷
C.两球原来带有不等量异种电荷 D.两球中原来只有一个带电
【解析】 根据同种电荷相斥,异种电荷相吸,两个相同的小球接触后电荷量平均分配规律可知,B、C、D正确.
【答案】 BCD
点电荷及库仑定律 1.点电荷 是一种理想化的物理模型,当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.
2.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小,跟它们的电荷量的q1与q2
乘积成正比,跟它们的距离r的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线.
q1q2(2)公式:F=k2,其中比例系数k叫做静电力常量,k=9.0×109 N·m2/C2.
r
(3)适用条件:①真空中;②点电荷.
错误!
【针对训练】 2.(2012·上海高考)A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的电场力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为( )
A.-F/2 B.F/2 C.-F D.F
【解析】 设AB间距离为x,则BC间距离为2x,根据库仑定律有F=k2,在C处
x
2qQF
放一电荷量为-2q的点电荷,其所受电场力为F′=k=,考虑电场力方向易知B正
?2x?22
确.
【答案】 B 电场 电场强度及电场线 1.电场 基本性质:能够对场中的电荷有力的作用,这个力叫做电场力. 2.电场强度
F
(1)定义式:E=,适用于任何电场,是矢量,单位:N/C或V/m.
q
kQ
(2)点电荷的场强:E=2,适用于计算真空中的点电荷产生的电场.
r
(3)方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向.
(4)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.
3.电场线 (1)特点
①电场线从正电荷或(无限远处)出发,到无限远处或到负电荷; ②电场线在电场中不相交;
③在同一电场里,电场线越密的地方场强越大; ④电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向; ⑤沿电场线方向电势逐渐降低;
⑥电场线和等势面在相交处相互垂直. (2)几种典型电场的电场线
图6-1-1
电场中某一点的电场强度E与试探电荷q无关,由场源电荷和该点在电场中的位置决定.
【针对训练】 3.
图6-1-2
有一负电荷自电场中的A点自由释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度图象如图6-1-2所示,则A、B所在电场区域的电场线分布可能是选项图中的( )
【解析】 由v-t图象可知,负电荷的a和v均增加,故EB>EA,B点的电场线比A点的密,且电场力与v同向,E与v反向,应选B.
【答案】 B
(对应学生用书第95页)
1.场强公式 三个场强表达式及电场的叠加 ? ?
适用于点电荷产生的电场
?E=kQ
rQ为场源电荷的电量 三个公式?
适用于匀强电场
?U??
E=?U为两点间的电势差,d为沿电场方向
d??两点间的距离??
?适用于任何电场F?E=?
q??与检验电荷是否存在无关
??2???
2.电场的叠加
(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和.
(2)计算法则:平行四边形定则.
(2012·安徽高考)如图6-1-3所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积
带电量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原