6[1].1《电场力的性质》1.ppt

* 第1课时 电场力的性质 考点自清 一、元电荷及电荷守恒定律 1.元电荷:科学家发现最小的电荷量,质子、正负电子电荷量与它相同,用e表示,e= . 2.电荷守恒定律 (1)起电方式: 、 、感应起电. 第六章 静电场 1.60×10-19 C 摩擦起电 接触起电 (2)带电实质:物体带电的实质是 . (3)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 ,或者从物体的一部分 ;在转移的过程中,电荷的总量 . 得失电子 转移到另一个物体 转移到另 一部分 保持不变 特别提醒 当完全相同的带电金属球相接触时,同种电荷电量平均分配,异种电荷先中和后平分. 二、点电荷及库仑定律 1.点电荷:有一定的电荷量,忽略 的一种理想化 模型. 2.库仑定律 (1)内容: 中两个静止点电荷之间的相互作用力与它 们的 成正比,与它们的 成反比. 作用力的方向在 . (2)表达式: ,式中k= N·m2/C2,叫静电 力常量. (3)适用条件: 中的 . 形状和大小 真空 电荷量的乘积 距离的平方 它们的连线上 9.0×109 真空 点电荷 热点一 应用库仑定律需要注意的几个问题 热点聚焦 1.库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.点电荷是一种 理想化模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小 时,可以视其为点电荷而适用库仑定律,否则不能适用. 交流与思考:在理解库仑定律时,有人根据公式 ,设 想当r→0时得出F→∞的结论,请分析这个结论是否正确. 提示:从数学角度分析是正确的,但从物理角度分析,这一 结论是错误的.错误的原因是:当r→0时两电荷已失去了作 为点电荷的前提条件,何况实际电荷都有一定大小,根本不 会出现r =0的情况.也就是说r→0时,已不能再利用库仑定 律计算两电荷间的相互作用力了. 2.库仑定律的应用方法 库仑定律严格地说只适用于真空中,在要求不很精确的 情况下,空气可近似当作真空来处理.注意库仑力是矢 量,计算库仑力可以直接运用公式,将电荷量的绝对值 代入公式,根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来判断作 用力F是引力还是斥力;也可将电荷量带正、负号一起 运算,根据结果的正负,来判断作用力是引力还是斥力. 3.三个点电荷的平衡问题 要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态,每个电荷 受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反,也可以说 另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零. 由库仑力的方向及二力平衡可知,三个点电荷必须在同一直线上,且同种电荷不能相邻,中间的异种电荷的电荷量应最小,且靠近两侧电荷量较小的那一个,即“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大”. 交流与思考:当三个电荷中有两个电荷已经固定,要使第三个自由电荷平衡,需要哪些条件?对自由电荷的电性和电荷量有无要求? 当三个电荷中有两个电荷已经固定,要使第三个自由电荷平衡,只要找到两个固定电荷的合场强为零的点即可,对自由电荷的电性和电荷量都无要求. 提示: 题型1 库仑定律的应用 【例1】 如图3所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则q2/q1为多少? 题型探究 图3 思路点拨 A受力平衡,可以A为研究对象,受力分析,然后利用合力为零求解. 解析 A受重力、库仑力和绳子拉力的作用,如下图所示. 由图可得F=Gtanθ ① 由库仑定律得 ② 由图r=lsinθ ③ 由以上三式可解得 , 因qA不变,则 . 答案 方法提炼 解决带电体在电场中处于平衡状态问题的方法与解决力学中平衡问题的方法是一样的,都是依据共点力平衡条件求解,所不同的只是在受力分析列方程时,一定要注意考虑电场力. 变式练习1 光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球A、B、C,它们的质量均为m,间距均为r,A、B带等量正电荷q.现对C球施一水平力F的同时,将三个小球都放开,如图4所示,欲使得三个小球在运动过