1、物理选修 31-第一章、静电场一、电荷及其守恒定律1电荷：物体有了吸引轻小物体的性质,就说它带了电,或有了电荷,带电的物体叫带电体。起电的方式：摩擦起电，感应起电，接触带电。两种电荷：正电荷和负电荷。把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电3 种起电的实质：电子的转移电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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2电荷量：电
2、荷的多少叫做电荷量。符号：q 单位：库仑 符号：C元电荷：电子所带的电荷量，用 e 表示.注意：所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。电荷量 e 的值：e =1.6010-19C。比荷：电子的电荷量 e 和电子的质量 me 的比值 为 C/3点电荷：带电体的一种理想模型。只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷。巩固练习1关于元电荷的理解，下列说法正确的是： A元电荷就是电子B元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C元电荷就是质子D物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的
3、： A2.410-19C B6.4 10-19C C1.610-19C D410-17C 3关于点电荷的说法，正确的是： A只有体积很小的带电体才能看成点电荷B体积很大的带电体一定不能看成点电荷C当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷D一切带电体都可以看成点电荷二、库仑定律1.内容：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上1076.e2.公式：注意：1.静电力常量 k = 9.0109Nm2/C22.库仑定律的适应条件：特别：注意可视为点电荷的条件。【例题 1】：试比较电子和质子间的静
4、电引力和万有引力已知电子的质量m1=9.1010-31kg，质子的质量 m2=1.6710-27kg电子和质子的电荷量都是1.6010-19C分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以
5、可忽略不计库仑定律的基础计算1.把一电荷 Q 分为电量为 q 和(Qq)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥力，则 q 和 Q 的关系是_2、两个分别带有电荷量 和+ 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 的两处，它们间库仑力的大小为 。两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为A B C D 巩固练习21rqFFQrFrFQGm1221212 19913276060=k=k9.67 .309 9， ， 1真空中有两个相同的带电金属小球 A 和 B，相距为 r，带电量分别为 q 和 2q，它们之间相互作用力的大小为 F有一个不带电的金属球 C，大小跟 A
6、、B 相同，当 C 跟A、B 小球各接触一次后拿开，再将 A、B 间距离变为 2r，那么 A、B 间的作用力的大小可为： A3F/64 B0 C3F/82 D3F/162.半径为 R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带有等量同种电荷 Q 时相互之间的库仑力为 F1，两球带等量异种电荷 Q 与-Q 时库仑力为 F2，则 （ ）A、F 1F2 B、F 1,则有 m2m1, T2T1 B. 若 ,则有 m2m1, T2,则有 q2q1, T2T1 D. 若 ,则有 q2q1, T2T1 2、电场 力的性质：1、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用。2、电场强度 E：（1）定义：电荷
7、在电场中某点受到的电场力 F 与电荷的带电量 q 的比值，就叫做该点的电场强度。（2）定义式： E 与 F、q 无关，只由电场本身决定。（3）电场强度是矢量：大小：在数值上为单位电荷受到的电场力。方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与 E 的方向相反。（4）单位：N/C,V/m 1N/C=1V/m（5）其他的电场强度公式 点电荷的场强公式： Q 场源电荷 1 2rkE匀强电场场强公式： d 沿电场方向两点间距离 2 U（6）场强的叠加：遵循平行四边形法则3、电场线：（1）意义：形象直观描述电场强弱和方向的理想模型，实际上是不存在的（2）电场线的特点： 电场线起于正电荷（无穷远） ，止于（无穷远
8、）负电荷 1不封闭，不相交，不相切。 2沿电场线电势降低，且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大小，可以 3判断电势高低。电场线垂直于等势面，静电平衡导体，电场线垂直于导体表面 4（3）几种特殊电场的电场线典型例题1下列说法中正确的是：A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用2下列说法中正确的是：A电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B电场中某点的场强等于 F/q，但与检验电荷的受力大小及带电
9、量无关C电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D公式 E=F/q 和 E=kQ/r2 对于任何静电场都是适用的E3下列说法中正确的是：A场强的定义式 E=F/q 中， F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电量B场强的定义式 E=F/q 中， F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电量C在库仑定律的表达式 F=kq1q2/r2 中 kq2/r2 是电荷 q2 产生的电场在点电荷 q1 处的场强大小，此场对 q1 作用的电场力 F=q1kq2/r2，同样 kq1/r2 是电荷 q1 产生的电场在点电荷 q2 处的场强的大小，此场对 q2 作用的电场力 F
10、=q2kq1/r2D无论定义式 E=F/q 中的 q 值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F 与 q 的比值始终不变随堂练习1 在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是： A当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左B只有在该点放入电荷时，该点才有场强C该点的场强方向一定向右D以上说法均不正确2 真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为 q，相距 r两点电荷连线中点处的电场强度的大小为： AB2kq/r 2 C4k/r 2 D8kq/r 23真空中，A，B 两点上分别设置异种点电荷 Q1、Q 2，已知两点电荷间引力为1
11、0N，Q 1=1.010-2C，Q 2=2.010-2C则 Q2 在 A 处产生的场强大小是_N/C，方向是_；若移开 Q2，则 Q1 在 B 处产生的场强的大小是_N/C，方向是_真题演练1 （2012 上海卷） A、B、C 三点在同一直线上，AB:BC1:2，B 点位于 A、C 之间，在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷。当在 A 处放一电荷量为q 的点电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 A 处电荷，在 C 处放一电荷量为2q 的点电荷，其所受电场力为（）（A）F/2 （B）F/2 （C）F （D ）F2.（ 2010全国卷17）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为 410V/m.已知一半
12、径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为 10m/ 2s,水的密度为 3kg/m。这雨滴携带的电荷量的最小值约为A2 910C B. 4910C C. 6910C D. 8910C3 （2010海南物理4）如右图， M、N 和 P 是以 为直径的半圈弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心， 60O电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于 M、N 两点，这时 O 点电场强度的大小为1E；若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则 O 点的场场强大小变为 2E， 1与 2之比为（ ）A :2B :1C 2:3D 4:34、如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，=30，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少?60P N O M
