一库仑定律电场的力的性质.docVIP

　　　　一　库仑定律　电场的力的性质 一、电荷　电荷守恒　库仑定律 　1、电荷守恒：自然界中存在正负两种电荷，且两种电荷是等量的，即电荷即不能被创造也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到物体的另一部分。 　　元电荷：e=1.6×10-19C，其它所有带电体的电量都是元电荷的整数倍 　2、起电方法： 　（1）摩擦起电： 　（2）感应起电： 　　方法一：如右图甲所示，将点电荷C放于两个相互接触的绝缘导体A、B的附近，由于静电感应使AB的左侧带负电，AB的右侧带负电。再如右图乙所示，将AB绝缘导体分开，则A导体带有负电，B导体带有正电。 　　方法二：如右图所示，将点电荷放于绝缘导体A附近，由于静电感应，使导体A的左侧带负电，导体A的右侧带负电，些时用手摸一下导体A（或用导线将导体A接地），然后撤去点电荷B，则导体带有负电荷。 　3、库仑定律：真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 其中k是一个常量，叫做静电力常量，k=9.0×109Nm2/C2 　　库仑定律的适用条件：（1）电荷在真空中。（2）电荷是点电荷（如带电体的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，可以将电荷视为点电荷） 　　例：半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为＋Q的电荷，另一电量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为r（rR）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为＿＿＿＿＿（已知静电力常量为k）方向为＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　答案：　方向由球心指向小孔中心 二、电场的力的性质―――电场强度 　1、定义：将试探电荷放于电场中的某点，则电荷所受的电场力与其电量的比值即为该点的电场强度。　注：E即不与F成正比也不与q成反比，也就是虽然电场强度的定义是由试探电荷定义的，但电场中某点的电场强度与试探电荷无关，而是由产生电场的电荷及电场中的位置所决定的。 　2、点电荷所形成电场场强的计算： 　3、电场强度是矢量其方向规定为正电荷在电场中所受的电场力的方向。与负电荷所受的电场力的方向相反。 　4、电场的形象的描述――电场线 　（1）电场线是为了形象地描述电场而假想的从正电荷出发到负电荷截止的不闭合的曲线，且任意两条电场线在电场中都不相交。 　（2）电场线可以形象地描述电场的强弱和方向：电场经的疏密表示电场的强弱，即表示电场强度的大小；电场线上各点的切线方向表示该点的电场的方向，即电场强度的方向。 　（3）各种带电体产生的电场的电场线的形状： 　5、电场的叠加：如果有几个点电荷同时存在，它们电场就互相叠加，形成合电场。这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 　例：如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为______，方向______。 （静电力恒量为k） 6、匀强电场：电场强度的大小和方向处处相等的电场，电场线的形状为等距离的平行线。带等量异种点电荷的平行金属板间产生的电场为匀强电场。 三、带电体在电场中的受力问题：带电体在电场中受到的电场力F=qE 　带电体在电场中的受力问题主要是力学问题中的平衡问题与动力学问题，解题方法与平衡问题和动力学问题的解题思路相同。 　例1：如图所示，A为带正电的金属板，沿金属板的垂直平分线在距A板r处有一质量为m，电量为q的小球，受到向右的电场力偏转角θ在绳的悬挂下处于静止，求小球所在处的电场强度？ 　答案：　　方向水平向右 例2：两块平行金属板A、B彼此平行放置，板间距离为d，两板分别带有等量异种电荷，且A板带正电，B板带负电，两板正中间有一带负电的油滴P，当两板水平放置时，油滴恰好平衡，若把两板倾斜600，如图所示，把油滴从P点静止释放，油滴可以打在金属板上。问：（1）油滴将打在哪个金属板上？（2）油滴打在金属板上时的速率是多少？ 答案：（1）将打在A板上（2） 二　电场的能的性质 一、电势：电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移到标准位置（零电势）时电场力做的功 　1、相对性：电场中某点的电势都是相对于标准位置而言。 　2、电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移到电势零点电场力所做的功（或等于单位负电荷由某点移到电势零点电场力所做功的负值）。 　3、电势是标量：电势有正负之分，但电势的正负表示的是电势的高低并不表示方向，即电势不是矢量而是标量。 　4、电荷在电场中移动时如果只受电场力作用，正电荷由高电势到低电势电场力做正功，由低电势到高电势电场力做负功；负电荷由高电势到低电势电场力做负功，