高三静电场复习第一讲课件.ppt
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- 静电场 复习 第一 讲课
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1、夏邑高中高三物理夏邑高中高三物理 2012年年11月月第一讲第一讲v本章知识结构本章知识结构电场电场电场电场“能能”的性的性质质库仑定律库仑定律电荷守恒定律电荷守恒定律电容器电容器两个性质两个性质两个定律两个定律带电粒子在电场中的带电粒子在电场中的运动运动平衡平衡加速加速电场电场“力力”的性的性质质偏转偏转电势差电势差电势电势电场线电场线电场强度电场强度一、基本概念一、基本概念1 1、起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电感应起电感应起电实质:电子的得失或转移实质:电子的得失或转移2 2、元电荷:元电荷:1e=1.61e=1.610101919 C C3 3、比荷:比荷:物体所带电量
2、与物体质量的比值物体所带电量与物体质量的比值 q/mq/m4 4、点电荷:点电荷:有带电量而无大小形状的点有带电量而无大小形状的点,是一种理是一种理想化模型想化模型+-+电荷既不能创造,也不能消失,它只能从一个物体电荷既不能创造,也不能消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的这一部分转移到另一部分,转移到另一个物体,或从物体的这一部分转移到另一部分,在转移过程中总电荷量不变。在转移过程中总电荷量不变。二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律2 2、公式:公式:F=k QF=k Q1 1 Q Q2 2/r/r2 2k=k=9 910109 9N Nm m2 2/c/c2 2静电力常量静电力常量
3、Q Q1 1、Q Q2 2两个点电荷带电量的绝对值两个点电荷带电量的绝对值 r r两个点电荷间的距离两个点电荷间的距离3 3、适用条件:适用条件:真空中的点电荷真空中的点电荷4 4、对库仑定律的理解:对库仑定律的理解:三、库仑定律三、库仑定律1 1、内容:内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷 量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方 成反比,作用力的方向在它们的连线上。成反比,作用力的方向在它们的连线上。两电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力两电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力 r r 0 0时,时,F F
4、Q1Q2r例例1两个完全相同的金属小球带有正、负电荷,相距一定两个完全相同的金属小球带有正、负电荷,相距一定的距离,的距离,先把它们相碰后置先把它们相碰后置于原处,则它们之间的库仑力和于原处,则它们之间的库仑力和原来相比将原来相比将A变大变大B变小变小C不变不变 D以上情况均有可能以上情况均有可能数值法数值法F=2 22 21 1r rq qq qK K接触电荷平分接触电荷平分 =/1 1q q/2 2q qq1+q22F=K(q1+q2)22r2例题例题.如图所示,在真空中同一条直线上的如图所示,在真空中同一条直线上的A A、B B两两点固定有电荷量分别为点固定有电荷量分别为+4+4Q Q和
5、和-Q Q的两个点电荷的两个点电荷将另一个点电荷放在该直线上的哪一个位置,可以将另一个点电荷放在该直线上的哪一个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?使它在电场力作用下保持静止?若要求这三个点若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?三个自由电荷,两同夹异、两大夹小。近小远大。三个自由电荷,两同夹异、两大夹小。近小远大。两同固定电荷,引三居中近小;两异引三居侧近小。两同固定电荷,引三居中近小;两异引三居侧近小。rrr+q+qrrr-q+q求电荷间的
6、库求电荷间的库仑仑力力ABF+光滑、绝缘光滑、绝缘A、B质量质量m1=2g,m2=1g,间距,间距d=0.1m不变。不变。q1=q2=10-7c在在F作用下一起向右运动,求作用下一起向右运动,求F。分析:分析:1.整体法求整体法求a:F=(m1+2)a2.隔离法求内力(库仑力),对隔离法求内力(库仑力),对A。K =m1a2 22 21 1d dq qq qF2 22 29r9rq qk k练练习习1练练习习2练练习习3qQ条件条件1.Q静止,绳子拉力静止,绳子拉力T1当当q电量增倍,电量增倍,Q重新平衡重新平衡则绳子的拉力则绳子的拉力T2为多少为多少分析:相似三角形法分析:相似三角形法:T1
7、=T2练练习习4条件条件1.点电荷点电荷O,2.正点电荷正点电荷Q静止在静止在A处时,绳子的拉力处时,绳子的拉力2mg,求,求O处的处的点电荷的电荷量点电荷的电荷量2.把点电荷垃至把点电荷垃至B处从静止释放,让处从静止释放,让它摆动,当摆到它摆动,当摆到A处,求绳子拉力处,求绳子拉力LOAB600分析:受力分析、库仑定律、向心力、机械能守恒定律、库仑分析:受力分析、库仑定律、向心力、机械能守恒定律、库仑力不做功。力不做功。练练习习5HAB如图,如图,A、B带等量电荷,带等量电荷,A从静止释放,碰从静止释放,碰撞无能量损失。反弹时的最大高度撞无能量损失。反弹时的最大高度h和和H的的关系?关系?分
8、析:碰撞前后动能等,达到最高点速度为分析:碰撞前后动能等,达到最高点速度为0.知初末速度,位移和受力知初末速度,位移和受力-动能定理动能定理1.当当AB同性时,碰撞前后各自电量不变,设碰撞前后速同性时,碰撞前后各自电量不变,设碰撞前后速度为度为v。下降:。下降:mgH-W库库=上升:上升:W库库-mgh=0-所以所以h=H2 2m mv v2 21 12 2mvmv2 21 12.当当AB异性时,碰撞后各自电荷量为异性时,碰撞后各自电荷量为0.设碰撞前后速度为设碰撞前后速度为v.下降:下降:mgH-W库库=上升:上升:-mgh+0=0-所以:所以:Hh2 2mvmv2 21 12 2mvmv2
9、 21 1三、电场的力的性质三、电场的力的性质电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电势能。用,电荷放入电场后就具有电势能。1电场强度电场强度(1 1)定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力)定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力F F跟跟它的电荷量它的电荷量q q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。(2)(2)大小:大小:E=F/q E=F/q 定义式定义式 普适普适 E=kQ/rE=kQ/r2 2 计算式计算式 适用于真空中点电荷电适用于真空中点电荷电场场 E=U/d E=U/
10、d 计算式计算式 适用于匀强电场适用于匀强电场(3)(3)方向:方向:判断电场强度大小的方法。判断电场强度大小的方法。(等等势势面面)的的疏疏密密。场场强强大大小小看看疏疏密密电电场场线线面面)疏疏密密程程度度判判断断:2 2.根根据据电电场场线线(等等势势1.1.根据公式判断根据公式判断判断电场强度方向的几种方法:判断电场强度方向的几种方法:方法一方法一:根据规定,正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向根据规定,正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向方法二方法二:电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向;电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向;方法三方法三:电势降低最快的方向就是场
11、强的方向。电势降低最快的方向就是场强的方向。电场方向、电场线方向、正电荷受力方向、场强方向、电场方向、电场线方向、正电荷受力方向、场强方向、电势降低最快方向电势降低最快方向相同相同-五同向五同向是非题是非题 (A)若将放在电场中某点的电荷若将放在电场中某点的电荷q改为改为q,则该,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反。点的电场强度大小不变,方向与原来相反。(B)若取走放在电场中某点的电荷,则该点的)若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。电场强度变为零。(C)沿电场线方向,场强一定越来越小。)沿电场线方向,场强一定越来越小。(D)若电荷)若电荷q在在A处受到的电场力比处受到的电
12、场力比B点时大,点时大,则则A点电场强度比点电场强度比B点的大。点的大。(E)电场中某点电场线的方向,就是放在该点)电场中某点电场线的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向。的电荷所受电场力的方向。(F)无论什么电场,场强的方向总是由高电势指)无论什么电场,场强的方向总是由高电势指向低电势。向低电势。(G)已知)已知A、B为某一电场线(直线)上的两点为某一电场线(直线)上的两点由此可知,由此可知,A、B两点的电场强度方向相同,但两点的电场强度方向相同,但EA和和EB的大小无法比较。的大小无法比较。练习练习.如图,在如图,在x x轴上的轴上的x x=-1=-1和和x x=1=1两点分别固定两点
13、分别固定电荷量为电荷量为-4-4Q Q 和和+9+9Q Q 的点电荷。求:的点电荷。求:x x轴上合场强轴上合场强为零的点的坐标。并求在为零的点的坐标。并求在x x=-3=-3点处的合场强方向。点处的合场强方向。1 1-1-1-3-3-5-5-4Q+9Q 答案:答案:x=-5x=-5,向右,向右场强的叠加场强的叠加2 2、(考察场强)如图中带箭头的直线是某一电场、(考察场强)如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有中的一条电场线,在这条线上有A A、B B两点,用两点,用E EA A、E EB B表示表示A A、B B两处的场强大小,则正确的是(两处的场强大小,则正确的是()(
14、1 1)A A、B B两点的场强方向相同两点的场强方向相同(2 2)因为电场线从)因为电场线从A A指向指向B B,所以,所以E EA AE EB B(3 3)A A、B B同在一条电场线上,且电场线是直线,同在一条电场线上,且电场线是直线,所以所以E EA A=E=EB B(4 4)不知)不知A A、B B附近的电场线分布状况,附近的电场线分布状况,E EA A、E EB B的的大小不能确定大小不能确定A A、(、(1 1)()(2 2)B B、(、(1 1)()(3 3)C C、(、(1 1)()(4 4)C分析:单条电场线无法判断疏密程度分析:单条电场线无法判断疏密程度3.3.如图如图a
15、 a所示,直线所示,直线ABAB是某是某点电荷点电荷电场中的一条电场线。电场中的一条电场线。图图b b是放在电场线上两点是放在电场线上两点a a、b b的电荷的电量与所受电的电荷的电量与所受电场力大小间的函数图像。由此可以判定(场力大小间的函数图像。由此可以判定()A A场源可能是正电荷,位置在点场源可能是正电荷,位置在点A A左侧左侧B B场源可能是正电荷,位置在点场源可能是正电荷,位置在点B B右侧右侧C C场源可能是负电荷,位置在点场源可能是负电荷,位置在点A A左侧左侧D D场源可能是负电荷,位置在点场源可能是负电荷,位置在点B B右侧右侧AC斜率表示斜率表示E E的大小。的大小。Ea
16、EaEEb b。E=KQ/rE=KQ/r2 2则则a a距场源电荷近。距场源电荷近。三、电场线三、电场线 2 2、电场线的特点:、电场线的特点:电场线电场线要牢记以下要牢记以下6 6种常见的电场的电场线种常见的电场的电场线注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系:注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系:匀强电场匀强电场等量异种点电荷的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场等量同种点电荷的电场点电荷与带电平板点电荷与带电平板 +孤立点电荷周围的电场孤立点电荷周围的电场等距平行线等距平行线口诀记电场口诀记电场1.场强大小看疏密(电场线的疏密,等势面的疏密)场强大小看疏密(电场线的疏密,等势
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