电场力的性质教师.doc

电场力的性质 一、知识精讲 1、电荷及电荷守恒定律： （1）自然界只存在两种电荷，电荷量电荷的多少叫电荷量基元电荷e=1.6×10－19C。 （2）使物体带电的方法有三种① 摩擦起电 ② 接触带电 ③ 感应起电 （3）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体这一部分物体转移到另一部分（4）完全相同的带电金属球相接触，电荷量的分配规律为:同种电荷总电荷量平均分配异电荷先中和后平均分配2、库仑定律： （1）内容：在真空中两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（2）公式：F=kq1q2/r2 （3）适用条件： ① 真空 ② 点电荷 注意：两个电荷之间的作用力是相互的。 使用库仑定律计算时，电荷量用绝对值代入，作用力的方向根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律定性判断。 3、电场 电场强度 电场线（1）电场：电场是电荷激发的一种物质，其强弱用电场强度表示。 （2）电场强度：在电场中某点检验电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值。方向正电荷在该点受力方向（3）电场线：在电场中画出一系列的有向曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致（4）匀强电场：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域； 电场线平行等距；平行正对的两金属板带等量异种电荷后，两板之间(除边缘外)就是匀强电场。 注意：电场线密处，场强大；电场线疏处，场强小。电场线不相交，不相切。电场线实际不存在，更不是带电粒子在电场中的运动轨迹。沿电场线方向电势降低，但场强不一定减小。（2）区别电场强度的三个公式E=F/q为定义式，适用于任何电场。E=kQ/r2只适用于真空中点电荷形成的电场。E=UAB/d只适用于匀强电场，且d为A、B两点在电场方向上的距离二、典型例题 例1、在x轴上A、B两处分别放有两个点电荷，A处为－Q，B处为+2Q，在x轴上某处，两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB，则( ) A、EA=EB之点，只有一处，该处合场强为0 BEA=EB之点有两处，一处合场强为0，另一处合场强为2EA CEA=EB之点共有三处，其中两处合场强为0另一处合场强为2EA DEA=EB之点共有三处，其中一处合场强为0，另二处合场强为2EA 根据题意画出图在AB之间某点x1，－Q在x1处产生的场强；+2Q产生的场强，当时，EA=EB，EA方向向左，EB的方向向左，合场强E=2EA在A点左侧x2处，Ax2=rA，Bx2=rB，存在，EA=EB，EA的方向向右，EB的方向向左，合场强E=0在B点右侧x3处， Ax＞Bx，不可能，EA=EB不存在所以EA=EB之点有两处，且合场强一处为0，另一处为2EA 答案B。 例2如图2所示，一个质量为30g带电荷量×10－8C的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，与水平面平行当小球静止时，测得悬线与竖直夹角为30°，由此可知匀强电场方向为 ，电场强度大小为 (g取10m/s2) 分析与解答：分析小球受力，重力mg竖直向下，丝线拉力T沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态，还应受水平向左的电场力F小球带负电，所受电场力方向与场强方向向反，所以场强方向水平向右小球在三个力作用之下处于平衡状态三个力的合力必为零所以F=mgtg30°，又，故=mgtg30° ∴ E=mgtg30°=1.0×10－7N/C 例3如图3所示，在匀强电场中的O点放置点电荷Q，其带电荷量为.0×10－8C，此时距O点10cm处的P点，场强恰好为零求原匀强电场的场强大小是多少?若以O点为圆心，以OP长为半径作一圆，在O点正上方圆周上S点的场强的大小是多少?方向如何? 分析与解答：P点场强EP=0，应为原场E与点电荷Q在P产生场强EQ的合场强。E与EQ大小相等方向相反。大小关系为， Q在S点产生场强大小等于EQ，方向向上，与原场强E垂直，S处场强ES是E与EQ的合场强，如图所示。，方向与E成45°角向上例4如图所示，一半径为R的缘缘球壳上均匀地带有电荷量+Q的电荷，另一电荷量为+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 （已知静电力常量是k），方向 。 球面上各点在O处均产生电场，未挖M时，由于对称性，叠加后的合场强为零，挖M后，球心O处合场不再为零，场强可看做是由与M对称的N处的电荷产生的，N处电荷由于rR，N处电荷可视为点电荷，则方向指向圆孔。答案：，方向指向圆孔。该题运用了寻求对称性的思想方法，巧妙地把非点电荷问题转化为点电荷问题求解。 例5如图所示，一带电荷量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外