1、-1-本章整合-2-本章整合 知识网络 专题归纳 两种电荷、电荷守恒、元电荷 e=1.6 10-19库仑定律 表达式:=122适用条件:真空、点电荷 -3-本章整合 知识网络 专题归纳 电场力的性质 基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用电场强度 定义:E=(适用于任何电场)点电荷电场强度公式:E=k 2方向:正电荷受力的方向单位:/叠加:遵循平行四边形定则 电场线 意义:表示电场的强弱和方向特点 始于正电荷(或无穷远处),止于无穷远处(或负电荷)不闭合、不相交疏密反映电场强度的大小,某点切线方向表示该点电场强度方向 常见电场线:孤立正、负点电荷,等量同号电荷,等量异号电荷,匀强电场 静电的
2、利用和防止 应用:静电复印、静电喷漆、静电除尘等防止:避雷针、静电屏蔽等,原理是把静电荷导走或隔离 -4-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 专题一、静电力与万有引力大小的比较对于基本粒子如电子、质子等,在原子直径的尺度内,静电力比万有引力大 1039倍,可见,静电力是远比万有引力强大的一种力,所以在考虑基本粒子间的相互作用时,万有引力完全可以忽略不计.-5-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四【例题 1】两个带电小球,质量都是 1 kg,带的电荷量都为 2.010-5C,相隔较远,以至于两球可看成是点电荷,试求它们之间的静电力与万有引力之比为
3、多少?点拨:库仑定律和万有引力定律都遵守平方反比规律,反映了不同事物的相近性.解析:因为两球都可看成点电荷,所以可以直接应用库仑定律和万有引力定律计算静电力和万有引力.所以由库仑定律和万有引力定律可得F电F引=kq1q2r2Gm1m2r2=kq2Gm2=9109(2.010-5)26.6710-1115.41010可见,对于一般的带电体,静电力远比万有引力大得多,万有引力可忽略不计.答案:5.41010-6-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 题后反思一般带电体受的重力是它和巨大的地球之间的万有引力,通常都比较大,所以就不能忽略,而基本粒子像电子、质子、原子核等,因为
4、其本身质量非常小,与地球之间的万有引力也很小,所以基本粒子受到的重力往往可忽略不计.-7-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 专题二、库仑定律与电荷守恒定律的应用库仑定律讲的是适用条件,应用时应抓住条件才能正确解决问题.库仑力是一种“性质力”:库仑力也叫静电力,它是电荷之间的一种相互作用力,是一种“性质力”,与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性.电荷间相互作用的库仑力也同样遵循牛顿第三定律.在实际应用时与其他力一样,受力分析时不能漏掉.当多个点电荷同时存在时,任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律.任一点电荷所受的库仑力可利用矢量合成的平行四边形定则求出合力.电荷守恒
5、定律是自然界中存在着的守恒定律之一,接触起电就是规律的应用.例如等大的球形导体接触时平分电荷量,总量保持不变.-8-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四【例题 2】有 3 个完全一样的金属小球 A、B、C,A 带电荷量为 7Q,B带电荷量为-Q,C 球不带电,今将 A、B 固定起来,然后让 C 反复与 A、B 球接触,最后移去 C 球,求 A、B 的相互作用力变为原来的多少?点拨:等大体积的同种球接触平分电荷量.解析:在本题中 C 球不带电,让其分别与 A、B 接触,三个小球满足电荷守恒定律,电荷量会重新分配,最后三个小球都具有相同的电荷量.再分别利用库仑定律求解在不同
6、时刻时的库仑力即可.C 与 A、B 反复接触,最后 A、B、C 三者电荷量均分,即A=qB=qC=7Q+(-Q)3=2QA、B 间的作用力为 F=k2Q2Qr2=4kQ2r2原来 A、B 间作用力 F=k7QQr2=7kQ2r2,所以FF=47.答案:47-9-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 题后反思本题考查了电荷守恒定律和库仑定律、库仑力与两个点电荷电荷量间的关系,注意对电荷的转移要全面分析,两个完全相同的带电体,相互接触后电荷量平均分配,如果原来两球带异种电荷,则先中和后再把剩余的电荷量平分.-10-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四
7、 专题三、电场强度公式 E=Fq的应用电场强度的定义式 E=Fq,从定义方式上采用了比值法,这是物理学中常用的定义物理量的方法.采用这种方法定义的物理量都跟式中的量无关,这里可以理解为给了人们一种测量的方法.-11-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四【例题 3】把一个电荷量 q=-10-6C 的电荷依次放在带正电的点电荷 Q周围的 A、B 两点,受到的静电力大小分别是 FA=510-3N、FB=310-3N.(1)画出电荷 q 在 A、B 两点的受力方向。(2)求出 A、B 两点的电场强度。(3)如在 A、B 两点分别放上另一个电荷量为 q=10-5C 的电荷,受到的
8、静电力是多大?点拨:定义式 E=Fq适用于任何电场.-12-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 解析:(1)电荷在 A、B 两点的受力方向沿着它们与点电荷 Q 的连线向内,如图所示.(2)A、B 两点的电场强度大小分别为EA=FAq=510-310-6 N/C=5103N/CEB=FBq=310-310-6 N/C=3103N/C电场强度的方向决定于正电荷的受力方向,因此沿着 A、B 两点与点电荷 Q 的连线向外.(3)当在 A、B 两点放上电荷 q时,受到的静电力分别为FA=EAq=510310-5N=510-2NFB=EBq=310310-5N=310-2N其方向
9、与电场强度方向相同.答案:(1)如解析图所示(2)5103N/C 3103N/C(3)510-2N 310-2N-13-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 题后反思通过本题可进一步认识电场强度与静电力的不同,电场强度是由电场本身决定的,与场中所放置的电荷无关,知道电场强度后,由 F=Eq 即可算出电荷受到的电场力.-14-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 专题四、电场的叠加问题带电体如果处于多个电场中时,其受力就不只是一个电场产生的电场力,而是多个电场的电场力之和,但电场强度是矢量,在进行求解时,应满足矢量的法则,即平行四边形定则.-15-
10、本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四【例题 4】如图所示,Q1=210-12C、Q2=-410-12C,Q1、Q2相距 12 cm,求 a、b、c 三点的电场强度的大小和方向,其中 a 为 Q1Q2连线的中点,b 为Q1左方 6 cm 处的点,C 为 Q2右方 6 cm 处的点.点拨:应用点电荷的电场强度公式求解各电荷在 a、b、c 各点的电场强度,再应用矢量叠加原理求出各点的实际电场强度.-16-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 解析:据点电荷电场的电场强度公式得,点电荷 Q1在 a、b、c 三点产生的电场强度分别为Ea1=kQ1r2=9.
11、0109210-120.062N/C=5 N/C,方向向右.同理得 Eb1=5 N/C,方向向左,Ec1=1.25 N/C,方向向右.点电荷 Q2在 a、b、c 三点产生的电场强度分别为Ea2=kQ2r2=9.0109410-120.062N/C=10 N/C,方向向右.同理得 Eb2=2.5 N/C,方向向右,Ec2=10 N/C,方向向左.如题图所示,a、b、c 三点的电场强度分别为 Ea=Ea1+Ea2=15 N/C,方向向右;Eb=Eb1-Eb2=2.5 N/C,方向向左;Ec=Ec2-Ec1=8.75 N/C,方向向左.答案:Ea=15 N/C,方向向右;Eb=2.5 N/C,方向向左;Ec=8.75 N/C,方向向左.-17-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 专题四 题后反思电场强度是矢量,因此在计算过程中要明确其方向.电场的叠加不是简单的代数和,而是矢量和.本题是同一条直线上的矢量合成,规定好正方向后可将矢量运算化为代数运算.