内容正文:
选修3-1
第六章 静 电 场
第1讲 电场力的性质的描述
【知识梳理自查】
一、点电荷、电荷守恒定律
1.点电荷:有一定的电荷量,忽略形状和_____的一种理想化模型。
2.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体_____到另一个物体,
或者从物体的一部分_____到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持_____。
(2)起电方式:_________、_________、感应起电。
(3)带电实质:物体带电的实质是_________。
大小
转移
转移
不变
摩擦起电
接触起电
得失电子
二、库仑定律
1.内容:_____中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的_____________
成正比,与它们的距离的_______成反比。作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式:F=_____,式中k=________ N·m2/C2,叫静电力常量。
3.适用条件:
(1)真空中;
(2)_______。
真空
电荷量的乘积
二次方
9.0×109
点电荷
三、电场强度、点电荷的场强
1.定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的_____。
2.定义式:E=____。单位:N/C或V/m。
3.点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:E=_____。
4.方向:规定_______在电场中某点所受_______的方向为该点的电场强度方
向。
5.电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电
场强度的_____和,遵从___________定则。
比值
正电荷
电场力
矢量
平行四边形
四、电场线
1.定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的_____及_____,在电场中画出
一些曲线,曲线上每一点的_________都跟该点的电场强度方向一致,曲线的
_____表示电场的强弱。
强弱
方向
切线方向
疏密
2.
3.常见的几种电场线:
【情景转换】
如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,三个小球的电性满足什么条件。
提示:如果满足平衡的状态,A、C小球带同种电荷,与B小球带不同的电荷。
【小题速诊速纠】
1.判一判
(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。 ( )
(2)根据公式F=k 得,当r→0时,有F→∞。( )
(3)相互作用的两个点电荷,电荷量大的,受到库仑力也大。 ( )
(4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反。 ( )
(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 ( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.练一练
(1)(多选)下列关于电场强度的叙述正确的是 ( )
A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B.电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正比
C.电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向
D.电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关
【解析】选A、D。由电场强度的定义E= 可知,选项A正确;场强的大小和方
向与试探电荷无关,选项B错误,D正确;正电荷所受电场力的方向才是场强的方
向,选项C错误。
(2)如图所示,实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,M点是两点电荷连线的中点,若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点,则电荷所受电场力 ( )
A.大小不变 B.方向不变
C.逐渐减小 D.逐渐增大
【解析】选D。由电场线的分布情况可知,N点电场线比M点电场线疏,则N点电场强度比M点电场强度小,由电场力公式F=qE可知正点电荷从虚线上N点移动到M点的过程中,电场力逐渐增大,电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致,所以一直在变大,故选项D正确。
考点1 电场强度的叠加与计算(c)
【要点融会贯通】
1.电场强度的三个公式的比较:
表达式
比较 E= E= E=
公式
意义 电场强度定义式 真空中点电荷的电场强度决定式 匀强电场中E与U的关系式
适用
条件 一切电场 ①真空
②点电荷 匀强电场
决定
因素 由电场本身决定,与q无关 由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定 由电场本身决定
2.场强的叠加:
(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。
(2)运算法则:平行四边形定则。
【典例考题研析】
【典例1】
直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定
一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静
电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别