理物选修3-1全书全套(学案)本科论文.doc

第一章 静电场 §1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度 【学习目标】 1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。 2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。 3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。 4、知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。 主学习一、电荷及电荷守恒 1、自然界中存在 电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互 ，异种电荷相互 。 电荷的多少叫做 ，单位是库仑，符号是C。 所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为 。 2、（1）点电荷是一种 模型，当带电体本身 和 对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。 3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。 4、电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的 转移到 ，在转移的过程中，电荷的总量 ，这就是电荷守恒定律。 二、库仑定律 1、真空中两个 之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成 ，跟它们的距离r的 成反比，作用力的方向沿着它们的 。 公式F= 其中静电力常量k 适用范围：真空中的 。 4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表： 定律 共同点 区别 影响大小的因素 万有引力定律 （1）都与距离的二次方成反比 （2）都有一个常量 与两个物体 、 有关，只有 力 m1，m2，r 库仑定律 与两个物体 、 有关，有 力，也有 力 Q1，Q2，r 三、电场强度 1、电场和电场强度 电场 电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质， 周围存在电场， 电场强度和定义式 放入电场中某点的电荷所受的 跟该电荷所带 的比值叫做该点的电场强度 公式： ，单位： ，或V/m 物理意义 是描述电场力的性质的物理量，能够反映电场的强弱 相关因素 E的大小和 的大小无关，是由电场 决定的，只与形成电场的电荷和该点 有关，与试探电荷无关 矢标性 电场强度的方向与该点 所受电场力的方向相同，与 受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即 定则。 2、电场强度的几个公式 （1）是电场强度的定义式，适用于 的静电场。 （2）是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。 （3）是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d必须是沿 的距离。 3、电场的叠加 电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。 四、电场线 （1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的 和 。 （2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。疏密程度反映了电场的 ，电场线密集的地方场强 ；电场线稀疏的地方场强 。在没有电荷的空间，电场线不能 ，两条电场线不能 。 （3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来 ，但顺着电场线的方向场强 越来越小。 （4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是 的，它们只有在一定的条件下才能重合。即： ①电场线是 。 ②电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线 。 ③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。 只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。 典型例题例1：如图1-1所示，有两个带电小球，电量分别为+Q和+9Q，在真空中相距0.4m。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电量是Q的几倍？ Q q 9Q A C B （图1-1） （1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状