第一講庫侖定律電場(chǎng)及其描述

第一講庫侖定律電場(chǎng)及其描述第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月一.電荷守恒定律1、自然界中只存在正負(fù)兩種電荷量。2.元電荷量電子電荷量的絕對(duì)值（基本電荷量）：e=1.60×10-19C所有帶電物體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）接觸起電（2）摩擦起電（3）感應(yīng)起電本質(zhì)電子的轉(zhuǎn)移3、使物體帶電的三種方法：第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的代數(shù)和不變.這一結(jié)論叫做電荷守恒定律.第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月5、兩個(gè)完全相同的金屬球接觸帶電的規(guī)律（1）若帶同種電荷，則先相加再平分（2）若帶異種電荷，則先中和再平分第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月二、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。其中k為靜電力常量，

k=9.0×109N

m2/C22、公式：第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3、成立條件①

真空中（空氣中也近似成立），②

點(diǎn)電荷。即帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)。(這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電場(chǎng)強(qiáng)度1、定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。（2）單位是V/m，也可以用N/C。(1)公式：第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）場(chǎng)強(qiáng)E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。（3）這是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)。（4）其中的q為試探電荷,是電荷量很小的點(diǎn)電荷(可正可負(fù))（5）電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)受的電場(chǎng)力方向相同。第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、點(diǎn)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)公式：3、勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式：其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷，叫場(chǎng)源電荷。其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離。第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月5、電場(chǎng)疊加原理：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場(chǎng)是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候，空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場(chǎng)在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電場(chǎng)線物理學(xué)中用電場(chǎng)線來形象地描繪電場(chǎng)強(qiáng)度①電場(chǎng)線起源于正電荷（或無窮遠(yuǎn)處），終止與負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)處）。②電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。③電場(chǎng)線互不相交。④電場(chǎng)線不表示電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，只有當(dāng)線為直線、電荷初速度為零或初速度平行于電場(chǎng)線、只受電場(chǎng)力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡才與電場(chǎng)線重合。第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤勻強(qiáng)電場(chǎng)：在電場(chǎng)中，如果各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)處處相同，這樣的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是間距相等且互相平行的直線。第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月⑥種常見的電場(chǎng)的電場(chǎng)線：孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)電荷與帶電平板第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月三、舉例說明第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月1．A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定初速從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其v—t圖象如圖甲所示．則這電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是圖乙中的()0v

t甲AABBABCABDAB乙A第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié)，置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球1和小球2均帶正電，電量分別為q1和q2（q1＞q2）。將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行，如圖所示。若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放后細(xì)線中的張力T為（不計(jì)重力及兩小球間的庫侖力）

（

）E球1球2A第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．如圖所示，水平天花板下用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛起來的兩個(gè)相同的帶電介質(zhì)小球A、B，左邊放一帶正電的固定球P時(shí)，兩懸線都保持豎直方向。下面說法正確的是（）

A．A球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量大

B．A球帶正電，B球帶負(fù)電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量小

C．A球帶負(fù)電,B球帶正電,并且A球帶電荷量較P球帶電荷量小

D．A球帶負(fù)電，B球帶正電，并且A球帶電荷量較P球帶電荷量大

ABPC第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月4．在光滑絕緣的水平面上，相距一定的距離放有兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）A和B

。在t1=0時(shí)，同時(shí)將兩球無初速釋放，此時(shí)A球的加速度大小為a；經(jīng)一段時(shí)間后，在t=t2

時(shí)，B球的加速度大小也變?yōu)閍

。若釋放后兩球在運(yùn)動(dòng)過程中并未接觸，且所帶電荷量都保持不變，則下列判斷正確的是 （）A．兩個(gè)小球帶的是同種電荷B．兩個(gè)小球帶的是異種電荷C．t2時(shí)刻兩小球間的距離是t1時(shí)刻的倍D．t2時(shí)刻兩小球間的距離是t1時(shí)刻的倍

BD第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月5．如圖所示，豎直絕緣墻壁上固定一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)A，A點(diǎn)正上方的P點(diǎn)用絕緣絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B,A、B兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?致使懸線與豎直方向成θ角,由于漏電A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量緩慢減小，在電荷漏完之前，關(guān)于懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力F1大小和A、B間斥力F2大小的變化情況,下面說法中正確的是（）

A．F1保持不變

B．F1先變大后變小

C．F2保持不變

D．F2逐漸減小BAθPAD第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解：BAθP畫出帶電質(zhì)點(diǎn)B的受力圖，mgF1F2G′由庫侖定律，A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量緩慢減小，F(xiàn)2逐漸減小，θ角減小,AB減小,PA、PB均不變。ΔPAB∽G′BF2，PA、PB均不變，所以F1保持不變第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月6．（14分）如圖（甲）所示，在一個(gè)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場(chǎng)線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m．放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷a、b受到的電場(chǎng)力方向都跟x軸的正方向相同，電場(chǎng)力的大小跟試探電荷所帶電量的關(guān)系圖象分別如圖（乙）中直線a、b所示，放在A點(diǎn)的電荷帶正電，放在B點(diǎn)的電荷帶負(fù)電。（1）求B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．（2）試判斷點(diǎn)電荷Q的電性，并說明理由．（3）求點(diǎn)電荷Q的位置坐標(biāo)．圖甲ABOx/m011223344F/Nq/0.1Cab圖乙第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）由圖可知，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EB=F/q①代入數(shù)據(jù)得EB=2.5N/C②EB方向指向x負(fù)方向③（2）同理可判斷A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝40N/C④EA方向指向x正方向，由于A、B兩點(diǎn)均處于同一個(gè)點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)