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1、静电场物理选修3-1电荷电荷守恒定律库仑定律电场电场力的性质电场能的性质场强定义式：点电荷电场场强：匀强电场的场强：电势：电势差：电场力：电势能：形象描述电场线等势面切线方向反映某点场强方向疏密表示场强的强弱电场线垂直于等势面沿场强方向电势降落最快电场线密集处等势面也密应用带电粒子在电场中的1、平衡；2、直线运动；3、偏转电场中的导体：静电感应；静电平衡电容器场强的叠加原理：三种起电方式电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E＝F/q和重力与重力势能类比WAB＝EpA－EpB试探
2、电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关φ＝Ep/q电场中两点电势之差叫电势差UAB＝φA－φBE数值等于沿匀强电场场强方向单位距离的电势差U＝Ed一、电荷及库仑定律起电的三种方式摩擦起电感应起电接触起电规律：近、远端带上等量的异种电荷.(近端感应异种电荷，远端感应同种电荷)结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。规律：相同金属球平分总电量；不同金属球比例分配电荷的转移电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移的过程中，电荷的总量保持不变。或：一个与外界没有电荷交换的系
3、统，电荷的代数和保持不变。起电的三种方式的原因：电荷的转移一、电荷及库仑定律元电荷是指最小的电量e=1.60×10－19C。点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。检验电荷场源电荷一、电荷及库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.电荷守恒定律方向：计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.库仑定律k=9×109N·m2/C2，称为静电力常量。一、电荷及库仑定律AB4q-qd练习1：如图所示，带电量分别为4q和-q的
4、小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d。若杆上套一带电小环C，带电体A、B和C均可视为点电荷.求小环C的平衡位置?一、电荷及库仑定律解：AB4q-qd（1）设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡，带电量为Q，Cl由平衡条件解得所以平衡位置在AB连线的延长线上距离B为d处一、电荷及库仑定律练习2：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
5、的加速度a.一、电荷及库仑定律解析设取A、B、C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)一、电荷及库仑定律适用范围电荷的意义定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比1、，和的区别：仅对匀强电场适用d为沿电场线方向的距离二、电场的描述【例1】图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该
6、三角形中心O点处的场强大小和方向。ABCOEBEAEC二、电场的描述1.场强的叠加问题求场强的叠加问题的方法：1.补偿法2.对称法3.极限法4.微元法见小专题（一）1.场强的叠加问题二、电场的描述判断场强的大小与方向判断电荷在电场的受力方向判断电势的高低判断在电场中移动电荷做功的正负判断电荷电势能的大小解释静电感应现象二、电场的描述2.电场线的性质及作用电场线的性质二、电场的描述【例2】如图5所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其方向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹.a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受到电场力的作用,根据
7、此图可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的性质B.a、b两点电场强度方向C.带电粒子a、b两点处的受力方向D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大图5CD二、电场的描述练习1一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图6所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()图6C二、电场的描述练习2.某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（）A.c点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D.若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+
8、q由a移至b的过程中，电势能减小abcdBD解见下页二、电场的描述
