《电场力的性质》

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1、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1.60×10-19C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,

2、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

3、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

4、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

5、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

6、可得F=Gtanθ①由库仑定律得②由图r=lsinθ③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程中保持间距r不变,求:(1)C球的电性和电荷量.(2)力F及小球的加速度a.图4解析设取A、B、C

7、系统为研究对象,由牛顿第二定律有:F=3ma.以A为研究对象,画出其受力图如右图所示,A球受到B球的库仑斥力F1和C球的库仑力F2后,要产生水平向右的加速度,故F2必为引力,所以C球带负电荷.又由库仑定律得答案(1)负电2q(3)三、电场、电场强度和电场线1.电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间的一种特殊物质.(2)基本性质:对放入其中的电荷有.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的的比值.(2)定义式:.(3)单位:或.相互作用力的作用电荷量qN/CV/m(4)矢量性:规定在电场中某点的方向为该点电场强度的

8、方向.3.电场线的特点(1)电场线从或无限远处出发,终止于或无限远处.(2)电场线在电场中不相交.(3)在同一电场里,电场线的地方场强越大.(4)的电场线是均匀分布