1、电场的复习,力的性质,库仑定律：,基本定律,能的性质,电场,电势差,电场力做 功,电势能与W的关系,场强,做正功，电势能减小 做负功，电势能增加,定义式：Uab=a-b 特例：U = Ed (匀强电场),求法: W=Uq（适用任意电场）W=FScos(匀强电场),定义式： 真空中点电荷： 匀强电场：,电场力 F=Eq,方向正电荷所受电场力的方向,电场的力的性质复习,电荷守恒定律：,电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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。,一、两种电荷、基本电荷及点电荷,1、自然界中只存在两种电荷正、负电荷,2、元电荷e=1.610-19C,3、点电荷
2、,1、元电荷：电荷量e=1.610-19C 称为元电荷 2、元电荷是电荷量的单位（1.610-19C是一个电荷量单位）不是指某一特定电荷 3、元电荷的值： e=1.610-19C 4、电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍,例1：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是（ ）A、把质子或电子叫元电荷 B、1.6010-19C的电量叫元电荷 C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷 D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷,1、点电荷：如果带电体间的距离比它们自身尺寸大的多，以致于
3、带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略，这样的带电体就可以看作点电荷。,点电荷是一种理想化带电体模型，当带电体间的距离比带电体本身的大小大得多，以致于带电体的形状和大小对作用力的影响可以忽略时，此带电体可以看作点电荷。,2、库仑定律：在真空中，两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。,F：库仑力 Q1Q2：点电荷的电量 r：点电荷间的距离静电力恒量：,(1)库仑定律适用：真空中两个静止的点电荷，或均匀带电球体和均匀带电球层。,均匀带电球体和均匀带电球层的库仑力可以认为电荷集中在球心上，公式中的距离r，就是两球体球心间的距离。
4、,(2) 注意：1）使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向沿两电荷连线并根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的规律定性判定。,3）运用库仑定律要统一使用国际单位。,下列说法正确的是（ ） A.点电荷就是体积很小的带电体 B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C.据 可知，当r0时，F D.静电力常量的数值是由实验得出的,例1、质量和电量分别为m1和m2，q1和q2的两小球用绝缘线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线于竖直方向的夹角分别为、，且，那么m1和m2大小关系如何？,例题2. 如图29-3所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂
5、在O点静止时A、B相距为d为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法 A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B.将小球B的质量增加到原来的8倍 C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半并将B球的质量增加到原来的2倍,例3、光滑水平面有A、B两个带电小球，A的质量是B的质量的2倍，将两球由静止释放，初始A的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小为v，此时，A的加速度为 .,a/2,例4 如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平
6、衡状态。 （1） 如q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷。 （2） q1、q2、q3三者电量大小之比是_ : _ : _.,析与解（1）每个电荷均处于平衡状态，即要求每个电荷所受合力应为零，因此q2为正电荷，显然q1、q3应为负电荷。 （2）由库仑定律，建立平衡方程式：,利用库仑定律求解三个自由电荷的平衡问题时，可总结得出：必须满足“同一直线，大夹小，同夹异，近小远大”，即三个电荷必须在同一直线，且中间的电量小，与旁边两个为异种电荷，两边电荷靠近中间近的电量较小，远的电量较大。,练一练：三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上，q2与q3的距离q1与q2距离的2倍，每个q1 q2 q3
7、 电荷所受静电力的合力均为零如图，由此可以判定，三个电荷的电量之比q1q2q3是（ ）A-94-36 B9436 C-326 D326,电场线 电场强度,电场电荷周围的一种特殊的物质。电荷间的相互作用是通过电场实现的。,特殊性 看不见，摸不着，无法称量，可以叠加。物质性 电场是一种客观存在的物质，它对场中电荷 有力的作用。,电场的基本性质就是对放入其中的电荷有作用力。这种力叫做电场力,一、电场：,电场强度：,1）两个基本概念：场源电荷和检验电荷。,场源电荷：产生电场的电荷。,检验电荷：放在我们所研究的电场中，用来检验该电场的性质的电荷。,检验电荷必须具备的条件：（1）点电荷；（2）电量足够小。
8、,电场强度：（简称场强）用符号E表示，它是矢量。,大小：检验电荷在电场中某点所受电场力的大小F与检验电荷的电量q的比值F/q，叫做电场中该点的电场强度的大小即,方向：规定为与该点正电荷受力方向相同。,EF/q 电场强度的单位是N/C。,二、电场和电场强度,适用于一切情况,只适用于点电荷产生的电场,检验电荷,场源电荷,方向：正电荷所受电场力的方向,-适用于匀强电场,电场线,平行 等距,对于公式的应用：,以上三式中所有物理量都取绝对值来计算，方向另外判断,例1.在电场中某点放一检验电荷,其电量为q，所受电场力为F按场强定义可知，该点的场强大小E=Fq那么，下列说法中正确的是：A若移走检验电荷，则该
9、点的电场强度为零B若放在该点的检验电荷的电量为2q，则该点的电场强度大小为E/2C若放在该点的检验电荷的电量为2q，则该点的电场强度大小为2ED若放在该点的检验电荷的电量为2q，则该点的电场强度人小仍为E,练一练下面说法中错误的是： A在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度相同 B在点电荷Q的电场中的某一点，放入带电量为q的另一点电荷，则q受到的电场力为， 该点的电场强度为 C电场强度是描述电场力的性质的物理量，它仅由电场自身决定 D点电荷在电场中所受到的电场力的大小和方向，除了和电场有关外，还与该点电荷所带电量和性质有关,例2在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，一个带负
10、电荷-Q2，Q1=2Q2，用El和E2分别表示两个电荷所产生的场强的人小，则在轴上： AEl=E2之点只有一处，该处合场强为零BEl=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处 合场强为2E CEl=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2EDEl=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2,（5）电场线不能相交，因为在电场中的任一点处正电荷只有一个受力方向,电场线的特点：,1）电场线是假想的，不是真实的，是描述电场的一种形象化的方法,（2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理,（3）电场
11、线的疏密表示电场的强弱,（4）电场线的每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方 向一致,例1、正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个?( ),D,例2、在图甲中AB是一个点电荷电场中的一条电场线，在图乙则是放在电场线上a、b两点的检验电荷所受电场力大小与其电荷量的函数关系，由此可知（ ） A、场源电荷位置在a点左侧 B、场源电荷位置在a、b之间 C、场源电荷位置在b点右侧 D、因不知场源点电荷的电荷性质，所以无法确定,A,B,a,b,例3、如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态匀强电
12、场场强的大小为E，方向水平向右，那么 1）小球的带电性质如何？其带电量是多少？ 2）若此时将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是怎样的？小球的加速度为多少？,分析：,G,F,T,T,带正电,直线,电场能的性质,力的性质,库仑定律：,基本定律,能的性质,电场,电势差,电场力做 功,电势能与W的关系,场强,做正功，电势能减小 做负功，电势能增加,定义式：Uab=a-b 特例：U = Ed (匀强电场),求法: W=Uq（适用任意电场）W=FScos(匀强电场),定义式： 真空中点电荷： 匀强电场：,电场力 F=Eq,方向正电荷所受电场力的方向,一、电势能 a电势能的定义 在电场中带电物体受到电场力作
13、用也具有做功本领，因此也具有能量，这种能量叫做电势能。,电势能是标量，用符号W表示，单位是J。重力势能和重力场中物体质量和位置有关，与之类比电势能和电场中带电体的电荷量和位置有关。,b电势能变化和电场力做功的关系 （1）当电场力做正功时，电势能减少。 （2）当克服电场力做功时，电势能增加。 （3）电势能的变化量和电场力做功的绝对值相等。,二、电势差,在电场中电荷在电场力作用下做功越多，则我们称这两点间“电势差”越大。,UABWAB/q电势差是标量，符号U，单位是V，1V=1J/C,电势是标量，符号为。 和高度相类似，电势也具有相对性，电势的数值与零电势点的选取有关，通常在理论研究中，是以无限远
14、点为零电势点，实际研究中，是取大地为零电势点。,三、电势：,（1）电势能除了与电场有关外，还跟放入的电荷有关，和重力势能类似。 （2）电势差则与放入的电荷无关，仅取决于电场本身性质，对于一个确定的电场来说，某两点间的电势差是不变的。 （3）电势差的计算是标量运算，计算时注意需代入正负号，计算中W与U的脚标要对应即： WAB=qUAB WBA=qUBA,（1）选取不同零电势点，电场中各点电势值不同 （2）沿着电场线的方向电势越来越低,3、,对于公式的应用：,以上三式中所有物理量都取绝对值来计算，方向另外判断,以上式中所有物理量都可带入正、负号来计算可简化讨论,二、必须记住的几个结论：,1、电场中
15、正电荷所受电场力的方向与电场强度方向一致；而负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反。,2、电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加；电场力所做功的大小与电势能的变化量相等,3、沿电场线电势逐渐降低,4、带电粒子进入电场时做曲线运动，所受电场力方向总是指向该曲线的凹面。,例1、带电量为 C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功 J，已知B点电势为50V，则,（4）把电量为 C的电荷放在A点的电势能是多少 。,（l）A、B间两点间的电势差是多少？,（2）A点的电势是多少？,（3）电势能变化了多少？,三、等势面,电场强度可以用电场线形象地表示出来，同样可以用等势面将电场中的电势形象的
16、表示出来。,电场中电势相等的点的集合（构成的面）叫做等势面,（1）点电荷的电场：等势面是以点电荷为球心的一族球面，如图所示,（2）等量异种点电荷的电场：等势面如图所示，两点电荷连线的中垂面为一个等势面,（3）等量同种点电荷的电场：等势面如图所示,（4）匀强电场：等势面是垂直于电场线的一族平面,（二）等势面的性质 1沿同一等势面移动电荷时，电场力不做功,2电场线跟等势面垂直，并且由高电势的等势面指向低电势的等势面,3两个电势不等的等势面不能相交,电场力（F=Eq),电场强度（E）,移动电荷q做功,电势能的变化WAB=qUAB,电势差（UAB= ）,电势,？,电势差与电场强度的关系：,U=Ed,在
17、匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。,E=U/d,在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差,A,B,E,L,Lcos,C,对公式中d的理解,（1） 下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系说法正确的是：（ ）A 任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。B 沿电场方向，经任何相同距离电势降落必相等。C 电势降落的方向必是场强的方向。D 在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大。,例3、图中实线为带正电粒子通过点电荷Q的电场中的运动轨迹，虚线表示电场中的两个等势面，若A处电势A，B处为B，则 1、等势面A、B的大小关系如何？ 2、粒子在A点和
18、B点的动能大小关系如何？ 3、若粒子质量为m在B点速度为v，则其在A点的速度为多少？,B,A,分析：在电场中运动的粒子同样遵循动能定律,即：,练一练、 如图所示，a、b、c表示点电荷的电场力的三个等势面，它们的电势分别为U、2U/3、U/4。一带电粒子从等势面a上某处静止释放后，仅受电场力作用而运动。已知它经过等势面b时的速度为v，则它经过等势面c时的速率为多大？,电场,电场线,等势面,场强,电势,电场力,电势能,V0a,运动情况,电场力做功,Fs的夹角,电场知识网络图,二、必须记住的几个结论：,1、电场中正电荷所受电场力的方向与电场强度方向一致；而负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反。,2
19、、电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加；电场力所做功的大小与电势能的变化量相等,3、沿电场线电势逐渐降低,4、带电粒子进入电场时做曲线运动，所受电场力方向总是指向该曲线的凹面。,例2、有一个带电量 q=-3 10-6 C的点电荷，从某电场中的 A点移到B点，电荷克服电场力做6 10-4J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做910-4 J的功求A、C两点的电势差是多少？说明A、C两点哪点的电势较高 ?,例3、如图所示，电场中A、B两点电势差为30V，一个电量为 5 10-8 C的正点电荷由A运动到B，电场力对电荷做功 多少？ 若B、C 两点间的电势差大小为 15V，该电荷从B运动到C，
20、电场力对电荷做功为多少？,力的性质,库仑定律：,基本定律,能的性质,电场,电势差,电场力做 功,电势能与W的关系,场强,做正功，电势能减小 做负功，电势能增加,定义式：Uab=a-b 特例：U = Ed (匀强电场),求法: W=Uq（适用任意电场）W=FScos(匀强电场),定义式： 真空中点电荷： 匀强电场：,电场力 F=Eq,方向正电荷所受电场力的方向,（2）等量同（异）种电荷,三、电场强度：,1、基本性质力,矢量,大小 方向,单位：牛/库（N/C）,2、电场线形象描绘,疏密程度大小,切线方向方向,特点：,（1）不闭合（静电场中）,（2）不相交,基本要求 ：熟记,（1）孤立正、负电荷,（3）匀强电场,4、匀强电场：,电场电荷周围的一种特殊的物质。电荷间的相互作用是通过电场实现的。,特殊性 看不见，摸不着，无法称量，可以叠加。物质性 电场是一种客观存在的物质，它对场中电荷 有力的作用。,电场的基本性质就是对放入其中的电荷有作用力。这种力叫做电场力,一、电场：,
