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时间:2019-08-31
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1、期末物理复习讲义之《电场》第一单元电场力的性质•知识梳理—・库仑定律1・电荷(1)自然界存在着两种电荷,它们分别为和。用摩擦过的上带的电荷叫负电荷;用摩擦过的上带的电荷叫正电荷。同种电荷互相,异种电荷互相O(2)电荷量是指,单位是,简称,单位符号是o物体不带电的实质是:物体带电实质是0(3)电子所带电荷量e=1.60xl0~I9C,实验表明:所有带电体的电荷量e或是e的,因此称为元电荷。(4)如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。点电荷是,实际不存在。2.电荷守恒定律(!
2、)叫做起电,物体有三种起电方式,分别是①;(2);③o(2)放在电场屮的导体的现象叫静电感应。(3)电荷既不能创造,也不能消灭,它们只能从转移到,或者从,此结论叫电荷守恒定律。两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的,然后再进行电荷的,若不受外界影响,两个外形完全相同的导体接触后所带电荷量。3.库仑定律(1)真空屮两个点电荷间的相互作用力,跟成正比,跟成反比,作用力的方向在o数学表达式为:。(2)库仑定律适用于o对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律。(3)k为静电常量,它是由决定的,在国际单位制中k=,它的
3、单位为导出单位。k的物理意义是二.电场强度1・电场(1)带电体周围存在一-种物质,这种物质是,电荷间的相互作用就是通过发生的;它是一种看不见的的物质。它具有和能的特性。(2)电场最基本的性质是.2.电场强度(I)引入电场强度的目的是描述电场的强弱,它所描述的是放入电场中的电荷所受的性质;放入电场屮某点的电荷所受的—与的比值,叫电场强度,用表示,其定义式为.(2)电场强度的单位为,它是导出单位,符号为.(3)电场强度是矢量,方向与.(4)电场强度与试探电荷所受电场力关,与试探电荷所带电荷量关.电场强度是由决定的,即由决定的
4、.(5)点电荷Q在真空屮形成的电场场强的计算公式为E=.(6)匀强电场:场强方向、场强大小的电场称为匀强电场.3.电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的方向表示该点的场强方向,曲线的表示电场的弱强.电场线的特点:(1)电场线是假想的,不表示电荷在电场屮的运动轨迹.(2)始于正电荷,终止于负电荷.(3)电场线不相交、不闭合.•疑难突破1.库仑定律尸=«警的适用条件是:(1)真空;(2)点电荷.点电荷是一理想化模型.当带r~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
5、而使用库仑定律,否则不能使用.例如:半径均为厂的金属球如图9-1-1所示放置,使两球的边缘相距为厂.今使两球带上等量的02异种电荷Q,设两电荷。间的库仑力大小为F,比较F与k董y的大小关系.显然,如果电荷能全部集屮在球心处,则二者相等.依题设条件,两球心间距离3厂不是远远大于厂,故不能把两带电球当作点电荷处理•实际上,由于异种电荷的相互吸引,使电荷分布在两球较靠近的球面处,这样O2O2两部分电荷的距离小于3八故〒.同理,若两球带同种电荷0则F6、强度E的大小、方向是由电场木身决定的,是客观存在的,与放不放试探电荷以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关•既不能认为E与F成正比,也不能认为E与q成反比.•典例剖析【例1】如图所示,一半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷,另一电量为+g的电荷放在球心0上,由于对称性,点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为/*<?)的一个小圆孔。则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为(已知静电力恒量Q,方向K解析》根据球壳完整时,由对称性得球心上的点电荷受力为零,可知挖去的小孔和剩下的部分对点电荷产生的力大小相等,方向相反。7、故计算剩下部分对点电荷产生的力,只要求出挖去的小圆孔对点电荷产生的力即可。由于r«R,故小圆孔可以看作点电荷,这样才可由库仑定律计算。由库仑定律有F=^,其中岔2,得出尸二鹫,方向指R24冰24,向小孔。K点评习在分析物理问题吋,可将研究对象进行分割或者填补,从而使非理想模型转化为理想模型,使非对称体转化为对称体,达到简化结构的目的,而割补的对象可以是物理模型、物理过程、物理量、物理图线等。【例2】如图所示,qi、$2、§3分别表示在一条tj,直线上的三个点电荷,已知。和©之间的距离为厶,92和I"匕——Z§3之间的距离8、为4且每个电荷都处于平衡状态。幻弘殆⑴如92为正电荷,则°为电荷,93为电荷(2)如、盘、的三者电量大小Z比::oK解析II对只要如、©带同种电荷就可能使起处于平衡状态,而对如、的,若都带正电荷,各自均受到另外两个电荷的斥力,而不能保持平衡。只有同带负电荷,0对其为引力,另外一电荷对其为斥力,当两力大小相等时才能处于
6、强度E的大小、方向是由电场木身决定的,是客观存在的,与放不放试探电荷以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关•既不能认为E与F成正比,也不能认为E与q成反比.•典例剖析【例1】如图所示,一半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷,另一电量为+g的电荷放在球心0上,由于对称性,点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为/*<?)的一个小圆孔。则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为(已知静电力恒量Q,方向K解析》根据球壳完整时,由对称性得球心上的点电荷受力为零,可知挖去的小孔和剩下的部分对点电荷产生的力大小相等,方向相反。
7、故计算剩下部分对点电荷产生的力,只要求出挖去的小圆孔对点电荷产生的力即可。由于r«R,故小圆孔可以看作点电荷,这样才可由库仑定律计算。由库仑定律有F=^,其中岔2,得出尸二鹫,方向指R24冰24,向小孔。K点评习在分析物理问题吋,可将研究对象进行分割或者填补,从而使非理想模型转化为理想模型,使非对称体转化为对称体,达到简化结构的目的,而割补的对象可以是物理模型、物理过程、物理量、物理图线等。【例2】如图所示,qi、$2、§3分别表示在一条tj,直线上的三个点电荷,已知。和©之间的距离为厶,92和I"匕——Z§3之间的距离
8、为4且每个电荷都处于平衡状态。幻弘殆⑴如92为正电荷,则°为电荷,93为电荷(2)如、盘、的三者电量大小Z比::oK解析II对只要如、©带同种电荷就可能使起处于平衡状态,而对如、的,若都带正电荷,各自均受到另外两个电荷的斥力,而不能保持平衡。只有同带负电荷,0对其为引力,另外一电荷对其为斥力,当两力大小相等时才能处于
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