1、第18讲电荷守恒定律 与电场力的性质,-3-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电荷与电荷守恒定律1.物体带电本质物体带电本质是的移动或重新分配导致物体内部正负电荷失去了平衡,带电有三种方式:起电,起电,起电,这三种方式都与电子的移动有关。2.电荷守恒定律表述1:电荷既不会,也不会,它只能从一个物体_到另一个物体,或者从物体的一部分到另一部分,在转移过程中,电荷的总量保持。表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的保持不变。3.元电荷:e= C,所有带电体的电荷量都是元电荷的,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。,电子,摩擦,接触,感应,创生,消灭,转移,转移,不变,代
2、数和,1.610-19,整数倍,-4-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为()A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B.毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上,A,解析:摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上,电中性的物体若缺少了电子则带正电,多了电子就带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱,在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上,缺少了电子的毛皮带正电,而原子核内的质子带正电荷,不能自由移动,所以选项A正确。,-5-,基础夯实精准归纳,题组突破
3、强化提升,核心剖析归纳提升,2.关于元电荷,下列说法不正确的是()A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=1.6010-19 CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,A,解析:科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,人们把这个最小的电荷量叫作元电荷。质子所带的电荷量与电子相同,但符号相反。实验得出,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍,这就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。,-6-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.三种起电
4、方式提示了起电的本质是电荷的得失和转移。三种起电方式也进一步揭示了电荷守恒定律。2.注意元电荷与点电荷的区别,元电荷是不带符号的。,-7-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,库仑定律1.点电荷当带电体的、及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看成点电荷。能否看成点电荷具有相对性,点电荷类似力学中的。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= Nm2/C2,叫做静电力常量。(3)适用条件:中的。,形状 大小,质点,真空,电荷量的乘积,距离的二次方,它们的连线上,9
5、.0109,真空 点电荷,-8-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为l,为球壳外半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷,使其所带电荷量的绝对值均为Q,那么a、b两球之间的万有引力F1与库仑力F2为(),答案,解析,-9-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,C,-10-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,对库仑定律的归纳:1. ,r指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球心间距。当两个电荷间的距
6、离r0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。2.库仑定律仅适用于真空中两个静止点电荷间静电力的计算,空气中也可近似适用。3.计算点电荷间的静电力时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中。库仑力的方向由两点电荷的电性决定,可按照同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来确定。4.同一直线上三个自由点电荷平衡规律:三个自由点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时,满足的规律是两同夹异、两大夹小、近小远大(中间电荷靠近电荷量较小的端点电荷)。,-11-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电场强度、电场线1.对电场的认识(1)电场是电荷周围存
7、在的一种特殊。(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷,电荷间的作用是通过实现的。2.电场强度E(1)定义:放入电场中某点的检验电荷受的电场力F与它的电荷量q的叫作该点的电场强度。(2)定义式: 。单位:N/C或V/m。(3)方向:电场强度E是矢量,规定在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向。,物质,产生力的作用,电场,比值,正电荷,-12-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,(4)电场强度的三个表达式,(5)电场的叠加原理:如果场源电荷是多个点电荷,则电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的和。,检验电荷,场源,沿电场线方向,任何电场,真空中
8、的点电荷(电场),匀强电场,矢量,-13-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,3.电场线(1)电场线的基本性质电场线上每点的方向就是该点电场强度的方向。电场线的反映电场强度的强弱(疏弱密强)。静电场中电场线始于正电荷或无限远,止于无限远或负电荷,它不封闭,也不在无电荷处中断。任意两条电场线不会在无电荷处相交。,切线,疏密,-14-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,(2)几种常见的电场线,-15-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,D,-16-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-17-,基础夯实精准归纳,题组突破
9、强化提升,核心剖析归纳提升,2.直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示,若将该正点电荷移到G点,则H点处电场强度的大小和方向分别为(),B,-18-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-19-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.关于静电场的电场线,下列说法正确的是()A.电场强度较大的地方电场线一定较疏B.沿电场线方向,电场强度一定越来越小C.沿电场线方向,电势一定越来越低D.电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹,C,解
10、析:电场线的疏密表示电场强度的强弱,那么电场强度较大的地方电场线一定较密,故A错误;沿着电场线的方向,电势会降低,因此沿电场线方向电势越来越低,但电场线不一定越来越疏,则电场强度不一定越来越小,故B错误,C正确;电场线不一定与带电粒子的轨迹重合,只有电场线是直线,带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合,故D错误。,-20-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是(),A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂
11、线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点,答案,解析,-21-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-22-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电场中的平衡问题静电场中带电体平衡问题的解题思路1.确定研究对象:如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,确定研究对象。2.受力分析:在重力、弹力、摩擦力基础上,还要分析库仑力或静电力。3.列平衡方程求解。,-23-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端,另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷),轻绳与竖直方向成30角,小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g,静电力常量为k,则两球间的静电力为(),A,-24-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,B,-25-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-26-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电场中的平衡问题的分析方法与前面学习的力的平衡问题方法相同,可以用正交分解法和合成法、分解法等。,
