高中物理選修3-1校本作業(yè)及答案

第一章靜電場(chǎng)

第1講靜電現(xiàn)象及其微觀解釋

［目標(biāo)定位］

1.了解電荷及靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生.2.了解靜電的應(yīng)用及防護(hù)3掌握電荷守恒定律并能解答相應(yīng)問題.

［自主預(yù)習(xí)］

一、靜電的產(chǎn)生

1.使物體帶電的三種方式：、、。

2.靜電感應(yīng)：導(dǎo)體因受附近帶電體的影響而的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng).利用靜電感應(yīng)使物體帶電的方式

叫,

3.電荷：物理學(xué)規(guī)定：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶,用毛皮摩擦過的橡膠棒帶同種電荷相

互___________,異種電荷相互________o

二、原子結(jié)構(gòu)與電荷守恒

1.原子結(jié)構(gòu)：物質(zhì)是由、分子、離子等微粒組成；原子是由和組成；原子核是由和

質(zhì)子組成.質(zhì)子帶正電，電子帶負(fù)電，物體電性.

2.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從物體的,或者從轉(zhuǎn)

移到在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量^這個(gè)規(guī)律叫做電荷守恒定律.

3.物體帶電的本質(zhì)：________________

想一想摩擦起電的物體所帶的電荷是哪里來(lái)的？

三、靜電的應(yīng)用與防護(hù)

L靜電的應(yīng)用：、靜電噴霧、、靜電殺菌等.

2.防止靜電危害的方法之一是：.

想一想油罐車車尾為什么拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的鐵鏈？

［重難點(diǎn)解析］

一、三種起電方式

1.摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，一些束縛不緊的電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)呈

電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電.

2.感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷之間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)

離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷.

3.接觸起電：當(dāng)導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時(shí)，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，使導(dǎo)體帶上與帶電體相同

性質(zhì)的電荷.

4.三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是自由電子的轉(zhuǎn)移.

【例1：絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜；在a為旁邊有一絕緣金屬球b,開

始時(shí)a、6都不帶電，如圖1所示，現(xiàn)使b帶電，則(

A.b將吸引a,吸住后不放開

B.6先吸引a,接觸后乂把a(bǔ)排斥開

C.a、b之間不發(fā)生相互作用

D.b立即把。排斥開圖1

答案B

解析b球帶電后，使。產(chǎn)生靜電感應(yīng)，感應(yīng)的結(jié)果是?？拷黚的一側(cè)出現(xiàn)與b異種的感應(yīng)電荷，遠(yuǎn)離b

的一側(cè)出現(xiàn)與b同種的感應(yīng)電荷.雖然a上的感應(yīng)電荷等量異號(hào)，但因?yàn)楫惙N電荷離b更近，所以b對(duì)〃的

電場(chǎng)力為引力.當(dāng)方吸引a使兩者接觸后，由于接觸帶電，氏。又帶上同種電荷，有斥力作用，因而又把〃

排斥開，所以B項(xiàng)正確.

借題發(fā)揮(1)帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，所以兩物體吸引不一定是因?yàn)閹в挟惙N電荷.也可能是因

為其中一個(gè)是輕小物體.

(2)在處理帶電物體間發(fā)生相互作用時(shí)，需特別注意帶電物體具有吸引不帶電的輕小物體的特性，所以當(dāng)

兩物體相互吸引時(shí)，其可能情況是一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電，也可能是兩物體帶異種電荷.

二、電荷守恒定律的理解和應(yīng)用

1.三種起電方式的本質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移的過程中電荷的總量不變

注意(1)電中性的物體內(nèi)部也有電荷的存在，只是電荷量的代數(shù)和為零，對(duì)外不顯電性：

(2)電荷的中和是指帶等量異號(hào)電荷的兩物體接觸時(shí)，經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移，最終達(dá)到電中性的過程.

2.接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)，當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配，

即最后兩個(gè)球一定帶等量的同種電荷.若兩個(gè)球原先帶同號(hào)電荷，電荷量相加后均分；若兩個(gè)球原先帶異號(hào)

電荷，則電荷先中和再均分.

【例2.一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上的電荷幾乎不存在了，

這說(shuō)明()

A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了

B.在此現(xiàn)象中，電荷不守恒

C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了

D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律

答案CD

解析絕緣金屬小球上的電荷量減少是由于電子通過空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界，使小球上的電荷量減少，但這

些電子并沒有消失，就小球和整個(gè)外界組成的系統(tǒng)而言，其電荷總量保持不變，因此C、D選項(xiàng)正確.

【例3?:半徑相同的兩金屬小球/、3帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電

金屬小球C,先后與力、3接觸后移開.

(1)若4、8兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大；

(2)若4、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大.

答案⑴2：3（2）2：1

解析（1）設(shè)力、4帶同種電荷且電荷量均為夕，則4、C接觸后，4、C所帶也荷量為%=僅=%.

C與B球接觸后，8、C所帶電荷量為：i/H=qc'——2-=不，

1

210

故4、8所帶電荷量大小之比為"=丁=:.

UB33

不

（2）設(shè)%=+q，qB=-q.

則。與4接觸后，A.。所帶電荷量為夕/=次=+上.

1

型一q

C與B接觸后，B、C所帶電荷量為=qc=—2—

1

=一/，

1

故力、8所帶電荷量大小之比為蚱=丁=多

夕81?

44

借題發(fā)揮（1）相同的金屬球帶同種電荷時(shí)，接觸時(shí)總電荷量平分.（2）相同的金屬球帶異種電荷時(shí)，接觸時(shí)

電荷中和后將剩余電荷平分.

三、靜電的應(yīng)用與防護(hù)

1.靜電的危害：雷鳴閃電造成人畜傷亡，靜電火花引發(fā)的爆炸和火災(zāi)，靜電放電導(dǎo)致電子設(shè)備的故障，以

及工業(yè)中的一些靜電危害等.

2.防止靜電危害的措施有：①盡快導(dǎo)走多余電荷，避免靜電積累；②調(diào)節(jié)空氣的濕度；③易燃易爆環(huán)境中

保持良好的通風(fēng)、消除靜電火花的引爆條件.

【例4】下列措施利用了靜電的是（）

A.油罐車的油罐有條鐵鏈搭到地上

B.農(nóng)藥噴灑飛機(jī)噴灑的農(nóng)藥?kù)F滴帶正電

C.家用電器如洗衣機(jī)接有地線

D.手機(jī)一般都裝有天線

答案B

解析油罐車的油罐有條鐵鏈搭到地上，目的是把油罐車產(chǎn)生的靜電導(dǎo)到地下，保證油罐車的安全，家用

電器也一樣，A、C錯(cuò)誤.農(nóng)藥噴灑飛機(jī)噴汨的農(nóng)藥?kù)F滴帶正電，而葉子上都帶有負(fù)電，農(nóng)藥不會(huì)被風(fēng)吹走，

B正確.手機(jī)接有天線目的是為了更好的接收信號(hào)，D錯(cuò)誤.

［課時(shí)作業(yè)］

1.如圖2所示，用起電機(jī)使金屬球4帶上正電荷，并靠近驗(yàn)電器5,則（）

A.驗(yàn)電器金箔不張開，因?yàn)榍?沒有和驗(yàn)電器8接觸

B.驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都感應(yīng)出了正電荷

C.驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都感應(yīng)出了負(fù)電荷

D.驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)轵?yàn)電器的下部箔片感應(yīng)出了正電荷圖2

2.（多選）關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）

A.摩擦起電現(xiàn)象使本來(lái)沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生電子和質(zhì)子

B.兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時(shí)帶上等量異種電荷

C.摩擦起電，可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體而形成的

D.絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電

3.（多選）如圖所示，將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，甲、乙兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣.下

述幾種方法中能使兩球都帶電的是（）.

A.先把兩球分開，再移走棒

B.先移走棒，再把兩球分開

c.先將棒接觸一下其中的一球，再把兩球分開

D.棒的電荷量不變，兩導(dǎo)體球不能帶電圖3

4.（多選）4和8都是不帶電的物體，它們互相摩擦后4帶負(fù)電荷1.6X10r°C,下列判斷中正確的是（）

A.在摩擦前/和8的內(nèi)部電荷量為零

B.摩撩的過程中電子從力轉(zhuǎn)移到了B

C.A在摩擦過程中一定得到了1X109個(gè)電子

D.J在摩擦過程中一定失去了1.6X1019C電子

5.（多選）懸掛在絕緣細(xì)線下的兩個(gè)輕質(zhì)小球，表面鍍有金屬薄膜，由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離，分

別如圖4甲、乙所示，則（）

A.甲圖中兩球一定帶異種電荷\

B.乙圖中兩球一定帶同種電荷||--------；

C.甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電

D.乙圖中兩球只有一個(gè)帶電圖4

6.（多選）用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上.小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩

擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖5所示.對(duì)上述現(xiàn)

象的判斷與分析，下列說(shuō)法正確的是（）、

A.因?yàn)楣P套絕緣，所以摩擦不能使筆套帶電\Ip-―二

B.筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷|

C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力圖5

D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和

7.把兩個(gè)完全相同的小球接觸后分開，兩球相互排斥，則兩球原來(lái)的電荷情況不可能是（）

A.一個(gè)小球原來(lái)帶電，另一個(gè)小球原來(lái)不帶電

B.兩個(gè)小球原來(lái)分別帶等量異種電荷

C.兩個(gè)小球原來(lái)分別帶同種電荷

D.兩個(gè)小球原來(lái)分別帶不等量異種電荷\\

8.如圖6導(dǎo)體4帶5夕的正電荷，另一完全相同的導(dǎo)體8帶夕的負(fù)電荷，將兩導(dǎo)體接觸

一會(huì)兒后再分開，則8導(dǎo)體的電荷量為（）ZJ

A.-qB.qC.2qD.4夕11------------1

9.（多選）在下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導(dǎo)走（）圖6

A.飛機(jī)輪子上搭地線

B.印染車間保持濕度

C.復(fù)印圖片

D.電工鉗柄裝有絕緣套

10.如圖7所示，通過調(diào)節(jié)控制電子槍產(chǎn)生的電子束，使其每秒有IO,個(gè)電子到達(dá)收集電子的金屬瓶，經(jīng)過

一段時(shí)間，金屬瓶上帶有一8X10」，C的電荷量，求；

（1）金屬瓶上收集到多少個(gè)電子；4

（2）實(shí)驗(yàn)的時(shí)間為多長(zhǎng).上‘I==I

圖7

第2講靜電力庫(kù)侖定律

［目標(biāo)定位］1.知道點(diǎn)電荷的概念，了解理想化模型.2.理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容及適用條件，并會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)

行相關(guān)計(jì)算3通過靜電力和力有引力的對(duì)比，體會(huì)自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性.

［自主預(yù)習(xí)］

一、靜電力與點(diǎn)電荷模型

1.電荷間作用力大小的影響因素：兩帶電體之間的相互作用力與其形狀、大小、、電荷分布、二

者之間的距離等因素有關(guān).

2.點(diǎn)電荷：本身的大小比相互之間的距離小得多的帶電體叫做點(diǎn)電荷.

想一想體積很小的帶電體一定可以看做點(diǎn)電荷嗎？

二、庫(kù)侖定律

1.庫(kù)侖定律

(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力尸的大小，跟它們的電荷量。2的乘積成正比，跟它們

的距離「的二次方成：方向沿著,同種電荷,異種電荷.

(2)公式：尸=號(hào)0,式中k=N-m2/C2,叫

(3)適用條件：①真空中；②

2.靜電力疊加原理

對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力，等于其他電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷

的作用力的^這個(gè)結(jié)論通常叫做靜電力疊加原理.

想一想對(duì)于尸=盧羅，當(dāng)時(shí)，能否說(shuō)產(chǎn)趨向無(wú)窮大？

三、靜電力與萬(wàn)有引力的比較

共同點(diǎn)：

1.都與距離的二次方成反比；

2.都有與作用力有關(guān)的物理量(電荷量或質(zhì)量)的乘積，且都與乘積成正比；

3.都有一個(gè)常量；

4.力的方向都在兩個(gè)物體的連線上.

不同點(diǎn)：

1.萬(wàn)有引力與兩個(gè)物體質(zhì)量有關(guān)，只能是引力，適用于質(zhì)點(diǎn)；

2.庫(kù)侖定律與兩個(gè)物體電荷量有關(guān)，可能是引力，也可能是斥力，適用于真空中的點(diǎn)電荷.圖1

想一想如圖1所示，有人說(shuō)：“兩個(gè)質(zhì)量分別為如和殮的均勻金屬球體，它們之間的萬(wàn)有引力大小為

尸=G^詈，若兩球帶電量分別為小、夕2,它們之間的庫(kù)侖力的大小尸=2竽，對(duì)嗎？為什么？

［重難點(diǎn)解析］

一、對(duì)點(diǎn)電荷的理解

1.點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際并不存在.

2.一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定.

3.點(diǎn)電荷的電荷量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數(shù)倍.

【例11關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法中正確的是()

A.點(diǎn)電荷就是體積小的帶電體

B.球形帶電體一定可以視為點(diǎn)電荷

C.帶電少的帶電體一定可以視為點(diǎn)電荷

D.大小和形狀對(duì)作用力的影響可忽略的帶電體可以視為點(diǎn)電荷

答案D

解析點(diǎn)電荷不能理解為體積很小的帶電體，也不能理解為電荷量很少的帶電體.同一帶電體，有時(shí)可以看

做點(diǎn)電荷，有時(shí)則不能，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時(shí)，就不能看成點(diǎn)電荷，而研究它與離

它很遠(yuǎn)的電荷間的作用力時(shí)，就可以看做點(diǎn)電荷.帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要依具體情況而定，A、B、C均

錯(cuò).

二、對(duì)庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用

1.靜電力的確定

(1)大小計(jì)算：利用庫(kù)侖定律計(jì)算靜電力時(shí)不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式，只代入小和夕2的絕對(duì)值

即可.

(2)方向判斷：利用同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來(lái)判斷.

2.兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律，即不論電荷量大小如何，兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小總是相

等的.

注意(1)庫(kù)侖定律只適用于點(diǎn)電荷的帶電體之間的相互作用.

(2)兩個(gè)形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠(yuǎn)時(shí)可以看作點(diǎn)電荷；相距較近時(shí)不能看作點(diǎn)電荷，此時(shí)球體間的作用

力會(huì)隨著電荷的分布而變化.

【例2】有三個(gè)完全一樣的金屬球力、B、C,力球帶的電荷量為7。，8球帶的電荷量為一。，C球不帶電,

將4、8兩球固定，然后讓C球先跟/球接觸，再跟5球接觸，最后移去。球，則力、8球間的作用力變

為原來(lái)的多少倍？

答案I

解析設(shè)力、8兩球間的距離為r，由庫(kù)侖定律知，開始時(shí)力、B兩球之間的作用力為F=JQ標(biāo)Q.

當(dāng)力、C兩球接觸時(shí)，據(jù)電1荷均分原理可知，兩球均帶電荷量為弓。.

當(dāng)8、C兩球接觸時(shí)，兩球均帶電荷量為:X30—0)=、0.

2上4上5

故現(xiàn)在力、4兩球間的作用力尸=k~~3—=譚

IO

1

所以F方=盤5

借題發(fā)揮若兩個(gè)金屬小球的電荷量分別為。、02,第三個(gè)完全相同的不帶電的金屬球與它們無(wú)限次接觸

后，三個(gè)金屬球平分總電荷量，即Q'=。2'=。3'="Q.

三、靜電力的疊加

空間中有多個(gè)電荷時(shí)，某電荷所受的靜電力是其他所有電荷單獨(dú)對(duì)其靜電力的矢量和.遵循

平行四邊形定則.\?'

【例3】如圖2所示，在48兩點(diǎn)分別放置點(diǎn)電荷0I=+2X1Ouc和a=-2X10Fc,/口=

在43的垂直平分線上有一點(diǎn)C,且48=4C=BC=6X10-2皿如果有一個(gè)電子在C點(diǎn),

它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何?

答案8.0X10-2,N方向平行于48向左

解析電子在C點(diǎn)同時(shí)受4、8點(diǎn)電荷對(duì)其的作用力用、FB,如圖所示，由庫(kù)侖定律得月=

3/矍=9.0X]()9x2Xl；6；；#h)iN=8.0X10~21N.由平行四邊形定則和幾何知識(shí)

得：靜止在C點(diǎn)的電子受到的庫(kù)侖力尸=自=&=8.0義10—21N,方向平行于45向左.||

借題發(fā)揮當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)，每?jī)蓚€(gè)帶電體間的庫(kù)侖力都遵守庫(kù)侖定律.某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)

庫(kù)侖力作用時(shí)可利用力的平行四邊形定則求出其合力.這就是庫(kù)侖力的疊加原理.

四、靜電力作用下的平衡問題

1.靜電力可以與其他的力平衡，可以使物體發(fā)生形變，也可以產(chǎn)生加速度.分析問題的思路與方法完全是力

學(xué)問題的思路與方法.

2.靜電力作用下的共點(diǎn)力的平衡

分析靜電力平衡的基本方法：(1)明確研究對(duì)象；(2)畫出研究對(duì)象的受力分析圖；(3)根據(jù)平衡條件列方程；

(4)代入數(shù)據(jù)計(jì)算或討論.

【例4】如圖3所示，把質(zhì)量為3g的帶電小球8用絕緣細(xì)繩懸起，若將電荷量為0\、、\\

=-4.0XIO"c的帶電球/靠近B,當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距/=20c口時(shí)，\|'、

繩與豎直方向成a=30。角，A>8兩球均靜止.求3球的電荷量以g取10m/s?)./~"

-1

答案一坐X10-7C

解析對(duì)球8受力分析，如圖.圖3

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，結(jié)合幾何關(guān)系得到：■\

\\

7sin30°=F\、

Teos30。=mg

解得:F=〃?gtan30°

根據(jù)庫(kù)侖定律，有：尸=￥

解得：g=*xiorc

即8球的電荷量是g=^Xl（）-7c,由于是排斥作用，故8帶負(fù)電.

［課時(shí)作業(yè)］

1.（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）

A.點(diǎn)電荷是一種理想模型，真正的點(diǎn)電荷是不存在的

B.點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體

C.根據(jù)C="4。可知，當(dāng)r-*0時(shí)，F(xiàn)f8

D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對(duì)所研究的問題的影響是否

可以忽略不計(jì)

2.關(guān)于庫(kù)侖定律，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.庫(kù)侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體

B.根據(jù)/=壁，當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無(wú)窮大

C.若點(diǎn)電荷夕1的電荷量大于qi的電荷量，則6/|對(duì)夕2的靜電力大于夕2對(duì)夕1的靜電力

D.庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律

3兩個(gè)相同的金屬小球（可看作點(diǎn)電荷），帶有同種電荷，且電荷量之比為1：工在真空中相距為小兩者相

互接觸后再放回原來(lái)的位置上，則它們之間的庫(kù)侖力是原來(lái)的（）

A7屋r2

4.兩根光滑絕緣棒在同一豎直平面內(nèi)，兩棒與水平面間均成45。角，棒上各穿有一個(gè)質(zhì)量為〃?、帶電荷量為

。的相同小球，如圖4所示.現(xiàn)兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，求兩球之間的距離心

5/、8兩個(gè)大小相同的金屬小球，4帶有6。正電荷，8帶有30負(fù)電荷，當(dāng)它們?cè)谶h(yuǎn)大于自身直徑處固定

時(shí)，兩球之間靜電力大小為E另有一大小與％、B相同的不帶電小球C,若讓C先與4接觸，再與B接觸，

拿走C球后，力、4間靜電力的大小變?yōu)椋ǎ?/p>

A.6FB.3FC.FD.零

6.半徑為R、相距較近的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上，若兩球都帶等量同號(hào)電荷0時(shí)它們之間的靜電

力為R,兩球帶等量異號(hào)電荷。與一。時(shí)靜電力為B，則（）

A.F1>F2B."C.F|=F2D.不能確定

7.如圖5所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，從靜止同時(shí)釋放，則兩

個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是（）

A.速度變大，加速度變大B.速度變小，加速度變小

C.速度變大，加速度變小D.速度變小，加速度變大圖5

8.如圖6所示，三個(gè)完全相同的金屬小球人爪c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。和c\\

帶正電，b帶負(fù)電，。所帶的電荷量比b所帶的電荷量小.已知。受到。和b的靜電力的'）

合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是（）Z—二二

A尸?B.尸2-------

C.尸3D.&圖6

9.下列選項(xiàng)中的各;圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各;圓環(huán)間彼此絕緣.坐標(biāo)

原點(diǎn)。處有一可看做點(diǎn)電荷的帶電體，該點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力最大的是（）

10.如圖7所示，在一條直線上的三點(diǎn)分別放置2=+3X10-9c、0=-4'10—9（3、0c=+3義10一”的

A.8、C點(diǎn)電荷，則作用在點(diǎn)電荷彳上的作用力的大小為N.

圖7

11.如圖8所示，等邊三角形48C,邊長(zhǎng)為在頂點(diǎn)4、8處有等量同種點(diǎn)電荷。/、QB.

即。4=。8=+。，求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷+。0所受的靜電力大小為,方向

圖8

12.如圖9所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為qi=4X10-9C和仇=-9X10-9c,兩者分別固定在相距20cm

的a、6兩點(diǎn)上，有一個(gè)點(diǎn)電荷夕放在a、6所在直線上，且靜止不動(dòng)，該點(diǎn)電荷所處的位置是何處（）

圖9

A.a的左側(cè)40cmB.a>b的中點(diǎn)C.b的右側(cè)40cmD.無(wú)法確定

13.（多選乂、8兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量分別為如、相，帶電荷量分別為小、飲.如圖10所示，當(dāng)4、8兩小球

靜止對(duì)，兩懸線與豎直方向的夾角分別為仇、仇,且兩小球恰好處于同一水平面上.下列判斷正確的是（）

A.若卯=仇，則仇=。2\\

B.若夕|<伏，則仇>。2>-------

/I

C.若加1="?2，則1------1

D.若〃⑵則優(yōu)圖10

14.如圖11所示，把一電荷量為。=-5><10-8（3的小球4用絕緣細(xì)繩懸起，若將電荷量為9=+4義lO^C

的帶電小球8靠近力,當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距30cm時(shí)，繩與豎直方向成45。角，取g=10m/s2,

^=9.DxlO9Nm2/C2,且4、8兩小球均可視為點(diǎn)電荷，求：

(1)八夕兩球間的庫(kù)侖力：

(2)J球的質(zhì)量.

圖11

15.如圖9所示，A、8是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B靜

止于光滑絕緣的傾角為30。的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為3OV5X10-3kg,則B帶電荷量是多少？

(取g=10m/s2)

第3講電場(chǎng)及其描述

［目標(biāo)定位］

1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算2會(huì)用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)，并熟記幾種常見電場(chǎng)的電

場(chǎng)線分布特征3理解點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理.

［自主預(yù)習(xí)］

一、電場(chǎng)及電場(chǎng)力

1.電場(chǎng)：電荷周圍存在場(chǎng)，電荷的相互作用不可能超越距離，是通過場(chǎng)傳遞的，這種場(chǎng)稱為電場(chǎng).

2.電場(chǎng)力：電場(chǎng)對(duì)于處在其中的電蒞有力的作用，這種力叫做電場(chǎng)力.

二、電場(chǎng)強(qiáng)度

1.試探電荷

(1)電荷量________,(2)大小的電荷，放到電場(chǎng)中用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)中各點(diǎn)的性質(zhì).

2.電場(chǎng)強(qiáng)度

(1)概念：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的與它的的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).

(2)物理意義：表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱.

(3)定義式及單位：E=&單位牛(頓)每庫(kù)(侖)，符號(hào)

(4)方句：電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與所受電場(chǎng)力的方向相同.

想一想這里定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方法叫比值定義法，你還學(xué)過哪些用比值定義的物理量？它們都有什么共同

點(diǎn)？

三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)與勻強(qiáng)電場(chǎng)

1.真空中點(diǎn)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)：E=Q.

2.勻強(qiáng)電場(chǎng)：大小和都處處的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng).

想一想我們能根據(jù)召=呼說(shuō)，，一0時(shí)，嗎？

四、電場(chǎng)線

1.電場(chǎng)線

在電場(chǎng)中繪出的一些____，上任一點(diǎn)的電場(chǎng)方向就在該點(diǎn)的，這樣的曲線叫做電場(chǎng)線.

2.幾種特殊的電場(chǎng)線

熟記五種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，如圖1所示.

圖1

3.電場(chǎng)線的特點(diǎn)

(1)電場(chǎng)線從(或無(wú)窮遠(yuǎn))出發(fā)，終止于(或負(fù)電荷).

(2)在司一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的地方場(chǎng)強(qiáng)越大.

想一想有電場(chǎng)線的地方有電場(chǎng)，沒有電場(chǎng)線的地方?jīng)]有電場(chǎng)嗎？

［重難點(diǎn)解析］

一、對(duì)電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度的理解

L關(guān)于電場(chǎng)的幾點(diǎn)說(shuō)明

(1)特殊物質(zhì)性：電場(chǎng)是一種看不見摸不著但客觀真實(shí)存在的特殊物質(zhì).

(2)客觀存在性：電荷周圍一定存在電場(chǎng)，靜止的電荷周圍存在靜電場(chǎng).

(3)橋梁紐帶作用：電場(chǎng)是電荷間相互作用的橋梁，不直接接觸就可以發(fā)生相互作用.

2.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的幾點(diǎn)說(shuō)明

(1)唯一性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，由電場(chǎng)本身決定，與是否放入試探電荷以及放入試探電荷

的正負(fù)、電荷量的大小無(wú)關(guān).

(2)矢量性：E為矢量，其方向與放在該點(diǎn)的正電荷所受的電場(chǎng)力方向相同，與負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向相

反.

【例1】真空中。點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷。=+1.0X10-9c,直線MV通過。點(diǎn)，的距離r=30cm,M點(diǎn)放

一個(gè)點(diǎn)電荷q=-LOXl(pioc,如圖2所示.求：

(1)夕在M點(diǎn)受到的作用力；

(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；

⑶拿走q后〃點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)；圖2

(4)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大.

答案(1)大小為1.0X10FN方向沿MO指向。(2)大小為100N/C方向沿OM連線背離。

(3)大小為100N/C方向沿連線背離Q(4)”點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大

解析(1)電場(chǎng)是一料物質(zhì)，電荷夕在電場(chǎng)中M點(diǎn)所受的作用力是電荷。通過它的電場(chǎng)對(duì)夕的作用力，根

據(jù)庫(kù)侖定律，得尸“=呼

9.0X109X1.0X10-9X1.0X10-,°

=(k?N

=1.0Xl(f8N.因?yàn)?。為正電，夕為?fù)電，庫(kù)侖力是吸引力，所以力的方向沿V。指向Q.

(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)￡“=與=:黑：N/C=100N/C,其方向沿OW連線背離0,因?yàn)樗姆较蚋姾伤?/p>

受電場(chǎng)力的方向相同.

(3)場(chǎng)強(qiáng)是反映電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，它是由形成電場(chǎng)的電荷0及場(chǎng)中位置決定的，與試探電荷夕是否

存在無(wú)關(guān).故拿走q后，M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)仍為I00N/C,方向沿OM連線背離。.

(4)由得M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大.

借題發(fā)揮公式中的g是試探電荷的電荷量，所以￡=，不是場(chǎng)強(qiáng)的決定式；公式￡=召中的。是場(chǎng)

源電荷的電荷量，所以￡=用僅適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)求解，是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式.

二、對(duì)公式E=彳與七=，的理解

1.公式是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)，E可以用，來(lái)度量，但與尸、g無(wú)關(guān).其中夕是試探電

荷.

2.公式七=呼是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式，其中。是場(chǎng)源電荷.

【例2】真空中距點(diǎn)電荷(電荷量為。)為r的4點(diǎn)處，放一個(gè)電荷量為虱［《。］的點(diǎn)電荷，夕受到的電場(chǎng)力大

小為凡則力點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為()

A.《B.￡C.啟D遇

答案BD

解析E=，中夕指的是試探電荷，E=，中。指的是場(chǎng)源電荷，故B、D正確.

三、電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用

1.電場(chǎng)線的特點(diǎn)：(1)起始于無(wú)限遠(yuǎn)或正電荷，終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn).(2)任意兩條電場(chǎng)線不相交.(3)在同一

幅圖中，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小.(4)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.

2.電場(chǎng)線與帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡重合必須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件

(1)電場(chǎng)線是直線.

(2)帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，或受其他力，但其他力的方向沿電場(chǎng)線所在直線.

(3)帶電粒子初速度的方向?yàn)榱慊虺跛俣鹊姆较蜓仉妶?chǎng)線所在的直線.

【例3】以下關(guān)于電場(chǎng)和電場(chǎng)線的說(shuō)法中正確的是()

A.電場(chǎng)線就是電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡

B.在電場(chǎng)中，凡是有電場(chǎng)線通過的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)不為零，不畫電場(chǎng)線的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零

C.同一試探電荷在電場(chǎng)線密集的地方所受靜電力大

D.電場(chǎng)線是人們假想的，川以形象表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，客觀上并不存在

答案CD

解析電場(chǎng)線是為了描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向的方便而引進(jìn)的假想線，它一般不與電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，A

錯(cuò)誤，D正確.在同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線較密，電荷受到的電場(chǎng)力也較大，C正確.

借題發(fā)揮帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，決定于粒子運(yùn)動(dòng)速度和受力情況.與電場(chǎng)線不一定重合.

【例4】如圖3所示是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布情況，下列說(shuō)法中正確的是()

A.這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

B.點(diǎn)電荷夕在4點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力大

C.點(diǎn)電荷夕在4點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度比在B點(diǎn)處的瞬時(shí)加速度小（不計(jì)重力）

D.負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向圖3

答案B

解析電場(chǎng)線的疏密反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，而加速度的大小關(guān)鍵是看電場(chǎng)力的大小.判斷4、8兩處電場(chǎng)

線的疏密是解決本題的關(guān)鍵.負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線是從四周無(wú)限遠(yuǎn)處不同方向指向負(fù)點(diǎn)電荷的直線，故A錯(cuò)

F

誤：電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，由圖知又因尸=qE,得鼠>尸8,故B正確；由〃=￡知，aF

而尸二瓦EA>EB,所以呢>四，故C錯(cuò)誤；負(fù)電荷在8點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向與8點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相

反，故D錯(cuò)誤.

借題發(fā)揮帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，決定于粒子運(yùn)動(dòng)速度和受力情況.與電場(chǎng)線不一定重合.

［課時(shí)作業(yè)］

1.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比

B.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q,但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及電荷量無(wú)關(guān)

C.場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向

D.公式E=。和￡=呼對(duì)于任何電場(chǎng)都是適用的

2.真空中力、8兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為L(zhǎng),質(zhì)量分別為m和2小，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），開始時(shí)力的

加速度大小是經(jīng)過一段時(shí)間，8的加速度大小也是小那么此時(shí)力、8兩點(diǎn)電荷的距離是（）

A景B.y］2LC2?D..L

3.（多選）某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖4所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線

所示，粒子由M運(yùn)動(dòng)到N,以下說(shuō)法正確的是（）\

\_____\

A.粒子必定帶正電荷>,

B.粒子在/點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度Z-J二二

C.粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度

D.粒子必帶負(fù)電圖4

4.真空中，A.8兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷0的距離分別為〃和3人則力、8兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為（）

A3：1B.1：3C.9：1D.1：9

5.（多選）某電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng)線如圖5所示人6是其中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，下列,［二^說(shuō)

法正確的是（）三三

A.負(fù)電荷在。點(diǎn)受到的電場(chǎng)力一定小于它在h點(diǎn)受到的電場(chǎng)力圖5

B.a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定沿著a點(diǎn)的電場(chǎng)線向右

C.正電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力一定大于它在b點(diǎn)受到的電場(chǎng)力

D.a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

6.下列各電場(chǎng)中，A.3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是（）

7.4、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在靜電力作用下，以一定的初速度從4點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)

動(dòng)到B點(diǎn)，其v-t圖象如圖6所示.則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是（）

8.如圖7所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由力一。一8勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子除受電場(chǎng)力

外，所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況是（）___________

A.先變大后變小，方向水平向左

B.先變大后變小，方向水平向右

C.先變小后變大，方向水平向左

D.先變小后變大，方向水平向右圖7

9.如圖8所示，在一帶負(fù)電的導(dǎo)體力附近有一點(diǎn)8,如在8處放置一個(gè)夕i=-2.0X108c的電荷，測(cè)出其

受到的靜電力4大小為4.0X10-6N,方向如圖，則8處場(chǎng)強(qiáng)多大？如果換用一個(gè)夕2=+4.0乂10-7c的

電荷放在B點(diǎn)，其受力多大？此時(shí)B處場(chǎng)強(qiáng)多大？\\

圖8

10.如圖9所示，4為帶正電。的金屬板，沿金屬板的垂直平分線，在距板，?處放一質(zhì)\\量

為小、電量為g的小球，小球用絕緣絲線懸掛于。點(diǎn)，小球受水平向右的電場(chǎng)力，偏\-轉(zhuǎn)

0角而靜止.試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度./一二二

圖9

11.如圖10所示，質(zhì)量為小的帶電小球月絕緣線懸掛于。點(diǎn)，并處在水平向左的勻強(qiáng)\電

場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為區(qū)球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角為仇求：>------

/-

（1）小球帶何種電荷，電荷量是多少？一二二

（2）若燒斷絲線，則小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？（設(shè)電場(chǎng)范圍足夠大）圖10

第4講電場(chǎng)中的導(dǎo)體

［目標(biāo)定位］

1.知道電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和定義式以及疊加原理，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算2知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因及靜電平

衡的概念3了解靜電屏蔽，知道靜電屏蔽的實(shí)際應(yīng)用.

［自主預(yù)習(xí)］

一、場(chǎng)強(qiáng)疊加原理

如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的定義和庫(kù)侖力的疊加性，可知電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于這幾

個(gè)點(diǎn)電荷_____在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的,這個(gè)結(jié)論叫做場(chǎng)強(qiáng)疊加原理.

想一想電場(chǎng)強(qiáng)度的合成與力的合成有何相同之處？

二、靜電平衡與靜電屏蔽

1.靜電平衡：導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷的狀態(tài)叫做靜電平衡.

特點(diǎn)：(1)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)X2)導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與該處的表面垂直.(3)凈電荷只分布在導(dǎo)體

的______________

2.靜電屏蔽：處于狀態(tài)的中空導(dǎo)體殼，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體外殼使它內(nèi)部不受影響

的現(xiàn)象.

應(yīng)用：電子儀器和電子設(shè)備外面都有金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬絲網(wǎng)套，高壓線路的檢修人員要

穿屏蔽服等，都是利用消除外電場(chǎng)的影響.

想一想導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體內(nèi)的電荷還在運(yùn)動(dòng)嗎？

［重難點(diǎn)解析］

一、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

1.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，它遵循矢量的特點(diǎn)和運(yùn)算法則.

2.某空間中有多個(gè)電荷時(shí)，該空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于所有電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和.

3.可以根據(jù)對(duì)稱性原理，靈活利用假設(shè)法、分割法等特殊方法進(jìn)行研究.

【例1】如圖1所示，真空中帶電荷量分別為+0和一。的點(diǎn)電荷4、8相距為〃，則：

(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0的場(chǎng)強(qiáng)多大？

(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距4、8兩點(diǎn)都為〃的。'點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何？圖1

解析本題考查了點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加問題.求解方法是分別求出+0和一0在某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大

小和方向，然后根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理求出合場(chǎng)強(qiáng).

(1)如圖甲所示，力、4兩點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，由《指向B3、4兩點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的電

場(chǎng)強(qiáng)度

故。點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E0=2&方向由4指向8.

(2)如圖乙所示，￡7=EB'=m，由矢量圖所形成的等邊三角形可知，。'點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)￡/=￡/=EB'

華，方向與4、8的中垂線垂直，即歷'與同向.

答案(1)警，方向由4指向8

(2附，方向與48連線平行，由4指向3

借題發(fā)揮電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合成時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(平行四邊形定則或三角形定則)，常用的方法有圖

解法、解析法、正交分解法等；對(duì)于同一直線上電場(chǎng)強(qiáng)度的合成，可先規(guī)定正方向，進(jìn)而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化

成代數(shù)運(yùn)算.

【例2】如圖2所示，〃、N和P是以為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，。點(diǎn)為半圓弧的\\、

圓心，NMOP=60。.電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別置于A/、N兩點(diǎn)，這時(shí)/>——

。點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為臼；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，則。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)?/p>

及，巴與及之比為()圖2

A.1：2B.2：1C.2：y/3D.4:小

答案B

解析依題意，每個(gè)點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為宗，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至尸點(diǎn)\,\

EE2/

時(shí)，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，合場(chǎng)強(qiáng)大小為氏=寸，則骨=7B正確.’|。----'

二、靜電平衡的理解及應(yīng)用

I.靜電平衡的實(shí)質(zhì)

靜電平衡的實(shí)質(zhì)是外電場(chǎng)和感應(yīng)電荷的電場(chǎng)的疊加.靜電平衡時(shí)附加電場(chǎng)E'與外電場(chǎng)&方向相反、大小

相等，導(dǎo)體內(nèi)各位置的合場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電荷所受合力為零.

2.對(duì)靜電平衡的理解

(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)的結(jié)果，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，自由電荷不再發(fā)

生定向移動(dòng).

(2)金屬導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的時(shí)間是非常短暫的.

【例3】長(zhǎng)為/的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為+夕的點(diǎn)電荷放在距棒左端及、.、、

處，如圖3所示.當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)尸處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)/?二二

度大小等于，方向?yàn)?圖3

答案—向左

(R+.2

解析導(dǎo)體棒在點(diǎn)電荷+q的電場(chǎng)中發(fā)生靜電感應(yīng)，左端出現(xiàn)負(fù)電荷，右端出現(xiàn)正電荷，棒中任何一點(diǎn)都

有兩個(gè)電場(chǎng)，即外電場(chǎng)：+q在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)戊；附加電場(chǎng)：棒上感應(yīng)電荷在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E',達(dá)

到靜電平衡時(shí)E'=Eo.

題中所求的即為D,于是我們通過上述等式轉(zhuǎn)化為求氏.于是￡=Eo=,構(gòu)八.

(&+9

E'和瓦方向相反，方向向左.

借題發(fā)揮(1)當(dāng)外電場(chǎng)、導(dǎo)體在電場(chǎng)中的位置或?qū)w的形狀發(fā)生變化時(shí)：感應(yīng)電荷的分布會(huì)迅速變化，很

快達(dá)到新的平衡.(2)靜電平衡時(shí)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為零.

【例4】如圖4所示，點(diǎn)電荷片和8帶電荷量分別為3.0義10一8(3和-2.4><10-8€：,彼此相距6cm.若在兩

點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)。處放,個(gè)半徑為1cm的金屬球殼，求球殼感應(yīng)電荷在該中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.

圖4

答案5.4X105N/