电场
考点扫描 内容 54.两种电荷.电荷守恒 55.真空中的库仑定律.电荷量 56.电场.电场强度.电场线.点电荷的场强.匀强电场.电场强度的叠加 57.电势能.电势差.电势.等势面 58.匀强电场中电势差与电场强度的关系 59.静电屏蔽 60.带电粒子在匀强电场中的运动 61.示波器.示波器及其应用 62.电容器的电容 63.平行板电容器的电容.常用的电容器 122.用描迹法画出电场中平面上的等势线 本章是高考重点章节,考试中既可以单独考查,也可以力、电综合考查,复习中注意以下几点:
1.本章知识概念多,又抽象,容易混淆,要注意理清概念,可将易混淆概念列表比较,如电场强度与电势,电势与电势能等.
2.本章的公式多,在注意理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时,可将其归
FWABQE?kQr2要求 Ⅰ 说明 带电粒Ⅱ 子在匀强电Ⅱ 场中偏转的 计算,只限于Ⅱ 带电粒子进Ⅱ 入电场时速Ⅰ 度平行或垂Ⅱ 直于场强的Ⅰ Ⅱ Ⅰ 情况. 类成定义式、决定式和计算式,如E=q,UAB=q决定式,这样容易记忆.
,C=U是定义式,
C??S4?kd是
,
3.带电粒子在电场中运动十分重要,要熟练掌握带电粒子在电场中加速和偏转两类基本问题的解题方法.注意综合运用解决力学问题的三种观点. 4.要注意正确理解物理量的正值和负值的含义.
(1)电荷的正负表示电性.电子带负电,质子带正电,物体得到电子带负电,失去电子带正电.
(2)场强和电场力的正负表示方向.
(3)电势和电势能的正负表示大小,正电势比负电势高,某点的电势的大小与零电势规定有关.比零电势高的为正,比零电势低的为负,一般规定无穷远处的电势为零,(大地的电势为零) 电势能的规定与此类似,电荷在某点的电势能的大小与零电势能的规定有关.用电势能公式??q?时,应代入正负号进行分析判断.
(4)电场力做功的正负与电势能的增减相对应:电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加,用公式WAB?qU点到B点电场力做的功 知识网络
AB时,应代入正负号进行计算,其中
WAB表示从电场中A
第1课时 电荷 库仑定律
基础过关
一、电荷的基本性质
1.自然界中只有两种电荷:正电荷与负电荷. 2.电荷间通过电场发生相互作用,即电荷
电场
电荷.同种电荷相斥,异种电荷
相吸.同种电荷在一起互相加强,异种电荷在一起互相减弱.
3.电荷量:物质所带电荷的多少叫电荷量,常用符号Q或q表示.国际单位制中,电荷量的单位是库仑,符号C. 二、物体带电的实质及方式
1.物体由原子组成,原子由原子核和核外电子构成.原子核带正电,电子带负电.若物体带有等量的正负电荷,则对外表现为不带电的状态,即呈电中性.呈电中性的物体失去电子带正电,得到电子带负电,物体带电的实质是电子的得失.
2.物体带电的三种方式:摩擦起电,感应起电和接触带电.
3.由带电实质可知,物体带电量是不连续的,总是电子电量的整数倍,即Q=ne e=1.6×10-19C称为元电荷. 三、电荷守恒定律
不管是什么方法使物体带电,都是电荷的转移.电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们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. 四、库仑定律
1.内容:在真空中两个点电荷间作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们之间的距离的
平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
F?k?Q1Q2r22.公式:式中表示静电力(库仑力Q1、Q2是两点电荷的电量;r是点电荷
9
2
2
间的距离;式中k为静电力常量k=9.0×10 N·m/C)
3.适用条件:该公式适用:①真空中;②点电荷,点电荷为理想化模型,对任何形状的带电体若它本身的线度跟所研究的空间相比是非常小,则可不考虑其形状大小,把它视为点电荷. 考点突破
一、两种电荷、电荷守恒
1.两种电荷:自然界中存在两种电荷,即正电荷和负电荷.
起电的方法:(1)摩擦起电:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷.(2)感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电,这种现象叫做静电感应,利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)接触带电:两个完全相同的金属球相接触后有等分净电荷的特性.净电荷即发生同种电荷
q1?q2?Q1?Q22的叠加,异种电荷的中和之后,剩余的电荷量
2.电荷守恒:
.
电荷既不能被创造也不能被消灭,它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,系统的电荷代数和不变. 二、真空中的库仑定律 电荷量
库仑力具有力的所有特性.电荷或带电体在库仑力作用下的平衡问题及动力学问题:分析方法与力学问题分析方法一样.综合多年的高考试题看,对库仑定律的考查,多数与力学知识相联系 方法梳理
一、库仑定律的应用
1.计算题中电荷量均取绝对值,相互作用力的方向根据同种电荷相斥,异种电荷相吸引定性判断.
2.库仑定律只适于真空中两个点电荷的相互作用,但两个均匀带电球体相距较远时,也可视为点电荷,r应指两球体的球心距离,当r→0时,电荷不能看成点电荷,库仑定律不再适用.
二、处理重力的方法
1.对电子、质子、?粒子等微观粒子,由于F静>>F万,计算如无特殊说明,一般均忽略万有
引力的影响.
2.对带电小球、带电油滴、带电尘埃等“宏观”物体,计算如无特殊说明,一般要考虑重力.
3.题目中涉及关于重力平衡问题,必须考虑重力.
以上只是处理问题的一些共性的方法.对待问题要具体看待,具体分析. 典型例题
例1.如图9-1-1所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离
为l1,q2与q3之间的距离为l2,且每个电荷都处于平衡状态. (1)如q2为正电荷,q1为 电荷,q3为 电荷. (2)q1、q2、q3三者电量大小之比 : : .
图9-1-1
解析:(1)三个点电荷都是静止的,则每个点电荷所受的合力必等于零,根据库仑定律可推知:每个点电荷受到其它两个点电荷作用于它的库仑力必沿着这条直线,而且这两个库仑力的方向必相反,由此可断定,若q2为正电荷,则q1、q3必为负电荷.
(2)若以|q1|、|q2|、|q3|表示这三个点电荷电量的大小,由库仑定律得到
│q││q││q││q│1312k?k22l1(l1?l2) ①
│q││q││q││q│2313k?k22l2(l1?l2) ②
│q│?3(l1?l2)2l21│q│2
2 ③
│q│?1(l1?l2)l22│q│2 ④
则三个点电荷q1、q2、q3的电量大小之比为:
│q│:│q│:│q│?123(l1?l2)222l│q│:│q│:22(l1?l2)2l21│q│2
化简得 :