库仑定律、电场强度电势差、电势能及等势面电容器、带电粒子在电场中的运动.docVIP

库仑定律、电场强度 主讲：李超 一周强化 一、一周知识强化 　　 静电场知识是高考常见考点，重点要能用物质的微观模型和电荷守恒定律分析、解释常见的静电现象，知道电荷量的概念；知道库仑定律，认识点电荷间的相互作用规律，会计算真空中两个点电荷的相互作用力大小，认识电场、知道电场力、会用电场线、电场强度描述电场。 二、重难点知识归纳及讲解 （一）电荷　库仑定律 1、电荷守恒定律和元电荷 　　自然界中只有两种电荷，正电荷和负电荷。电荷的多少叫做电荷量，正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。使物体带电的方法有：（1）摩擦起电；（2）接触带电；（3）感应起电。不管哪种方式使物体带电，都是由于电荷转移的结果。元电荷e=1.60×10－19C. 2、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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。 3、比荷：带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比，叫做该粒子的比荷。 4、库仑定律 　　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，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 　　（1）公式 　　（2）k=9.0×109N·m2/c2 　　（3）适用于点电荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸 5、由于物体带电是由于电荷的转移，可知，物体所带电荷量或者等于电荷量e，或者等于电荷量e的整数倍。电荷量e称为元电荷，e=1.60×10－19C，比荷C/kg. 6、点电荷：如果带电体的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不计。这样的带电体可看作点电荷，它是一种理想化的物理模型。 （二）电场　电场强度 1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。 2、电场是一种特殊的物质形态。 3、电场强度 　　放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 　　（1）公式 　　（2）单位V/m　1V/m=1N/C 　　（3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。 4、点电荷电场的场强 　　 5、电场的叠加原理：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。这叫做电场的叠加原理。 6、电场强度：电场强度是反映电场“力的性质”的物理量，是定义式，而仅适用于点电荷产生的电场。电场强度由表达，但E与F和q无关，E由场源和位置决定。 7、匀强电场 　　(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. 　　(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图所示。 8、电场线 　　在电场中画出一系列从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，此曲线叫电场线。 　　电场线的特点： 　　(1)电场线是起源于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处的有源线。 　　(2)电场线不闭合、不相交、不间断的曲线。 　　(3)电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密的地方场强大，电场线稀的地方场强小。 　　(4)电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹，也不是客观存在的曲线，而是人们为了形象直观的描述电场而假想的曲线。 　　常见电场的电场线 电场 电场线图样 简要描述 正点电荷 发散状 负点电荷 会聚状 等量同号电荷 相斥状 等量异号电荷 相吸状 匀强电场 平行的、等间距的、同向的直线 典型例题： 例1、有三个完全相同的金属小球A、B、C，其中A、B分别带＋14Q和－Q的电量，C不带电，A、B球心间的距离为r（远大于球的直径），相互吸引力为F。现让C球先接触A球后，再与B球接触，当把C球移开后，A、B两球的作用力的大小将变为__________F。 精析： 　　A、B可看成点电荷，，C球与A球接触后，由电荷守恒定律知：A、C两球各带＋7Q的电量；C球再与B球接触后，B、C两球各带＋3Q的电量，此时A、B两球间的相互作用为斥力. 答案： 例2、真空中的两个点电荷A、B相距20cm，A带正电QA=4.0×10－10C，已知A对B的吸引力F=5.4×10－8N，则B在A处产生的场强大小为______V/m，方向_________；A在B处产生的场强大小是______V/m，方向是_________. 精析： 　　A对B的作用力是A的电场对B的作用力，B对A的作用力是B的电场对A的作用力，由牛顿第三定律知FBA=5.4×1