人教版高中物理选修3-1-第一章-静电场-复习课件1-(共53张PPT).ppt
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- 人教版 高中物理 选修 第一章 静电场 复习 课件 53 PPT
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1、(2)带电实质:带电实质:物体带电的实质是物体带电的实质是 。e .(1)起电方式:起电方式: 、 、 。 1元电荷元电荷:1.601019C摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电感应起电感应起电电荷的转移电荷的转移 科学实验发现的最小电荷量是电科学实验发现的最小电荷量是电子的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与它相子的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反人们把这个最小的电荷量叫做同,但符号相反人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用元电荷,用e表示,表示,任何带电体的电荷量皆为元电任何带电体的电荷量皆为元电荷的荷的 2电荷守恒定律电荷守恒定律整数倍整数倍(3)内容:电荷既不会创生,也不会
2、消灭,内容:电荷既不会创生,也不会消灭, 它只它只能从一个物体转移到另一个物体,能从一个物体转移到另一个物体, 或者从物体的或者从物体的一部分转移到另一部分;一部分转移到另一部分; 在转移的过程中,电荷在转移的过程中,电荷的总量的总量 保持不变保持不变二、点电荷及库仑定律二、点电荷及库仑定律1点电荷:点电荷: 带一定的电荷量,忽略其带一定的电荷量,忽略其形状和大形状和大小小的一种理想化模型的一种理想化模型2库仑定律库仑定律(1)内容:内容:在在 中两个静止中两个静止点电荷点电荷之间的相互作用力,与之间的相互作用力,与它们的它们的 成正比,跟它们间的成正比,跟它们间的 成反比作用力的方向在成反比
3、作用力的方向在 .真空真空电荷量的乘积电荷量的乘积距离的二次方距离的二次方它们的连线上它们的连线上(2)表达式:表达式:122q qFkrk Nm2/C2,叫静电力常量,叫静电力常量9.0109(3)适用条件:适用条件: 中的中的 真空真空点电荷点电荷1点电荷类似于力学中的质点,能否看点电荷类似于力学中的质点,能否看做点电荷不是依据电荷量或带电体的大小,做点电荷不是依据电荷量或带电体的大小,而是依据带电体大小对研究问题的影响程而是依据带电体大小对研究问题的影响程度度2若带电体相距很近,不能看做点电荷,若带电体相距很近,不能看做点电荷,公式不再适用,但作用力仍存在公式不再适用,但作用力仍存在注意
4、:注意:例例1、由库仑定律可知,真空中两个静止的点由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电荷量分别为电荷,带电荷量分别为q1和和q2。其间距离为。其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为时,它们之间相互作用力的大小为 ,式中式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示,单位表示,k的单位应为(的单位应为( )AkgA2m3 BkgA-2m3s-4 Ckgm2C-2 DNm2A-2B221rqqkF 例例2、图示是图示是粒子(氦原子核)被重金属原子粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的是轨迹上的四点,在
5、散射过程中可以认为重金属原子核静四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的止不动。图中所标出的粒子在各点处的加速粒子在各点处的加速度方向正确的是(度方向正确的是( )AM点点 BN点点 CP点点 DQ点点C 例例3、如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量、如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为均为m、电荷量均为、电荷量均为Q的物体的物体A和和B(A、B均可均可视为质点视为质点),它们间的距离为,它们间的距离为r,与水平面间的动,与水平面间的动摩擦因数均为摩擦因数均为,求:,求:(1)A受的摩擦力为多大?受的摩擦力为多大?(2)如果将如果将A的电荷量增至的电荷量增至4Q,两物体
6、开始运动,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零时,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了各运动了多远距离?多远距离?22Qfkr(1)2krmgxQ(2)例例4、如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把、如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为一个质量为0.1kg的小球的小球A悬挂到水平板的悬挂到水平板的MN两两点,点,A上带有上带有Q=3.010-6C的正电荷。两线夹角的正电荷。两线夹角为为120,两线上的拉力大小分别为,两线上的拉力大小分别为F1和和F2。A的的正下方正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为与绝缘支架的总质量
7、为0.2kg(重力加速度取(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量;静电力常量k=9.0109Nm2/C2,AB球可视为点电荷)则球可视为点电荷)则A.支架对地面的压力大小为支架对地面的压力大小为2.0NB.两线上的拉力大小两线上的拉力大小F1=F2=1.9NC.将将B水平右移,使水平右移,使M、A、B在同一直线在同一直线上,此时两线上的拉力大小为上,此时两线上的拉力大小为 F1=1.225N,F2=1.0ND.将将B移到无穷远处,两线上的拉力大小移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866N答案:答案:BC练习练习1 1:A A、B B两个点电荷,相距为两个点电荷,相距为r r,A
8、 A带有带有9Q9Q的正电荷,的正电荷,B B带有带有4Q4Q的正电荷。如果的正电荷。如果A A和和B B固定,应如何放置第三个点电荷固定,应如何放置第三个点电荷q qC C,才能使此电荷处于平衡状态?(指出电才能使此电荷处于平衡状态?(指出电性和位置)性和位置)AB9Q4Q正电荷或负电荷都可以。正电荷或负电荷都可以。35ACrrqcC练习练习2:2:有有ABAB两个带正电的小球两个带正电的小球, ,电荷量分别为电荷量分别为Q Q和和9Q,9Q,在真空中相距在真空中相距L,L,如果引入第三个小球如果引入第三个小球C,C,恰好恰好使得使得3 3个小球只在相互的静电力作用下都处于平个小球只在相互的
9、静电力作用下都处于平衡状态衡状态, ,第三个小球应带何种电荷第三个小球应带何种电荷, ,应放在何处应放在何处, ,电荷量又是多少电荷量又是多少? ?ABQ9QqcC小球小球C应放在应放在AB连线之间,且应带负电荷。连线之间,且应带负电荷。第三个小球第三个小球C应放在应放在AB连线之间距连线之间距A为为 处,电荷量为处,电荷量为14ACrL916CqQ AB+4Q-QqcC4qQxL结论:结论:当当A A、B B已固定已固定,只要求,只要求C C球受力平衡,则球受力平衡,则C C球球的位置是唯一确定的,对其电量、电性无要求。的位置是唯一确定的,对其电量、电性无要求。当当A A、B B未固定未固定
10、,要求三球均平衡,则对,要求三球均平衡,则对C C球球的位置、电量、电性都有要求。的位置、电量、电性都有要求。同种电荷放中间,异种电荷在两边;同种电荷放中间,异种电荷在两边;远离大球近小球,平衡位置连成线;远离大球近小球,平衡位置连成线;三个小球都平衡,电量正负有条件;三个小球都平衡,电量正负有条件;第三小球能平衡,电量正负任意选。第三小球能平衡,电量正负任意选。(两(两“同同”夹夹“异异”;两;两“大大”夹夹“小小”。)。) 存在于电荷周围,能传递电荷存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊间相互作用的一种特殊 三、电场、电场强度和电场线三、电场、电场强度和电场线1电场电场物质物质电荷
11、电荷(1)定义:定义:(2)基本性质:基本性质: 对放入其中的对放入其中的 有力的作用有力的作用2电场强度电场强度(1)定义:定义:放入电场中某点的试探电荷所受的放入电场中某点的试探电荷所受的电场力电场力F与它的电荷量与它的电荷量q的的 比值比值(3)意义:描述电场意义:描述电场 和和 的物理量。的物理量。 (F为电场力、为电场力、q为试探电荷的为试探电荷的电荷量电荷量),单位:,单位: 或或 .N/C强弱强弱方向方向正正(2)定义式:定义式:(4)方向:规定方向:规定 电荷在电场中所受电场力的电荷在电场中所受电场力的方向为电场强度的方向,是矢量方向为电场强度的方向,是矢量FEq3电场线及其特
12、点电场线及其特点(1)电场线:为了直观形象地描述电场中各点的电场线:为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出的一条条有方向的强弱及方向,在电场中画出的一条条有方向的曲线,曲线上每点的曲线,曲线上每点的 表示该点的场强表示该点的场强方向方向切线方向切线方向V/m(法拉第法拉第首先提出电场线)首先提出电场线)(2)电场线的特点电场线的特点 电场线是为了形象地描述电场而电场线是为了形象地描述电场而 、实际、实际不存在的理想化模型不存在的理想化模型 电场线始于电场线始于 (或无穷远或无穷远),终于无穷,终于无穷或或 ,是不闭合曲线,是不闭合曲线 任意两条任意两条电场线电场线都都 假想的假
13、想的正电荷正电荷不相交不相交负电荷负电荷注意:注意:电场线的电场线的疏密疏密表示电场强度的表示电场强度的相对大小相对大小,在同,在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏场强度较小的地方电场线较疏. 匀强电场中的电场线是等间距的平行线匀强电场中的电场线是等间距的平行线(3)几种典型电场的电场线几种典型电场的电场线孤立的正电荷、孤立的负电荷、等量异种孤立的正电荷、孤立的负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正电荷与大金属板电荷、等量同种电荷、正电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电间、带等量异种电荷的平行金属板间的
14、电场线分别如图甲、乙、丙、丁、戊所示场线分别如图甲、乙、丙、丁、戊所示1电场中某点电场中某点电场强度的大小和方向电场强度的大小和方向与该与该点放不放试探电荷以及所放试探电荷的电荷点放不放试探电荷以及所放试探电荷的电荷量大小和电性无关,完全由量大小和电性无关,完全由电场本身电场本身决定决定2电场线上某点的电场线上某点的切线方向切线方向表示该点的表示该点的场场强方向强方向,不表示不表示电荷在该点的受力方向电电荷在该点的受力方向电场线场线不是不是电荷在电场中的运动轨迹电荷在电场中的运动轨迹要点归纳、方法总结要点归纳、方法总结1叠加原理:叠加原理:多个点电荷在电场中某点多个点电荷在电场中某点的电场强度
15、为各个点电荷单独在该点产生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,这种关系叫电场强的电场强度的矢量和,这种关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵守平行四边度的叠加电场强度的叠加遵守平行四边形定则形定则2、求解电场强度问题时,要注意空间场、求解电场强度问题时,要注意空间场源电荷的数量及位置和所选取的场强公式源电荷的数量及位置和所选取的场强公式的适用条件的适用条件3场强的三个表达式的比较场强的三个表达式的比较表达式表达式比较比较公式意公式意义义电场强度的电场强度的定义式定义式真空中点电荷真空中点电荷的决定式的决定式匀强电场中匀强电场中E与与U的关系式的关系式适用条适用条件件一切电场一
16、切电场真空真空点电荷点电荷匀强电场匀强电场FEq2QEkrUEd表达式表达式比较比较决定因决定因素素电场本身决电场本身决定,与定,与q无无关关场源电荷场源电荷Q和和场源电荷到该场源电荷到该点的距离点的距离r共同共同决定决定电场本身决定,电场本身决定,d为沿电场方向为沿电场方向的距离的距离FEq2QEkrUEd4电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系: 根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的运根据电场线的定义,一般情况下,带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,
17、两者才会重合:两者才会重合:(1)电场线为直线;电场线为直线;(2)电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行;电荷的初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行线平行5等量点电荷的电场线比较等量点电荷的电场线比较比较比较等量异种点电荷等量异种点电荷等量同种点电荷等量同种点电荷电场线分布电场线分布图图连线中点连线中点O处的场强处的场强最小,指向负最小,指向负电荷一方电荷一方为零为零比较比较等量异种点电荷等量异种点电荷等量同种点电荷等量同种点电荷连线上的场强大连线上的场强大小小沿中垂线由沿中垂线由O点点向外
18、场强大小向外场强大小关于关于O点对称的点对称的A与与A、B与与B的场强特点的场强特点沿连线先变小,沿连线先变小,再变大再变大沿连线先变小,沿连线先变小,再变大再变大O点最大,向点最大,向外逐渐减小外逐渐减小O点最小,向外先点最小,向外先变大后变小变大后变小等大同向等大同向等大反向等大反向例例5直角坐标系直角坐标系xOy中,中,M、N两点位于两点位于x轴上,轴上,G、H两点坐标如图,两点坐标如图,M、N两点各固定一负点电两点各固定一负点电荷,一电量为荷,一电量为Q的正点电荷置于的正点电荷置于O点时,点时,G点处点处的电场强度恰好为零。静电力常量用的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若表示。若
19、将该正点电荷移到将该正点电荷移到G点,则点,则H点处场强的大小和点处场强的大小和方向分别为方向分别为( )A. ,沿,沿y轴正向轴正向 B. ,沿,沿y轴负向轴负向C. ,沿,沿y轴正向轴正向 D. ,沿,沿y轴负向轴负向243akQ243akQ245akQ245akQBA从从PO的过程中的过程中,加速度加速度越来越大越来越大,速度也越来越大速度也越来越大B从从PO的过程中的过程中,加速加速度越来越小度越来越小,速度越来越大速度越来越大C点电荷点电荷q运动到运动到O点时加点时加速度为零速度为零,速度达到最大值速度达到最大值D点电荷点电荷q越过越过O点后,速点后,速度越来越小,加速度越来越大度越
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