内容正文:
2024版·物理(①)
第九章 静电场
第1讲 电场力的性质
整数倍
形状
大小
理想化
转移
转移
保持不变
接触起电
感应起电
电子的转移
真空
电荷量的乘积
距离的二次方
连线
点电荷
V/m
矢量和
大小
方向
切线
大小
正电荷
相交
大
降低
垂直
×
√
×
√
【课标解读】 1.了解静电现象,能用电荷守恒的观念分析静电现象。2.理解点电荷模型,体会科学研究中的物理模型方法,掌握并会应用库仑定律分析问题。3.知道电场是一种物质,掌握电场强度的概念和公式,理解电场的叠加,会用电场线描述电场。
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
一、电荷及电荷守恒定律
1.元电荷、点电荷
(1)元电荷:e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的______。[1]
(2)点电荷
当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的____、____及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看作带电的点,叫作点电荷。点电荷是一种______模型。[2]
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,在转移的过程中,电荷的总量________。
(2)起电方式:摩擦起电、________、________。
(3)带电实质:物体带电的实质是__________。
注解[1] 元电荷是最小的电荷单位,不是带电体,也不是点电荷,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,说明电荷量是不连续的。
注解[2] 点电荷是理想化模型,类似于质点。
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____________成反比,作用力的方向在它们的____上。
2.表达式:F=____。式中的k=_______________ N·m2/C2,叫作静电力常量。[3]
3.适用条件:①真空中;②______。
注解[3] 不能错误地认为当距离r接近于0时,F趋近于无限大,因为当r接近0时,两个物体不能视为点电荷。
k eq \f(q1q2,r2)
9.0×109
三、电场、电场强度及电场线
1.电场的基本性质
对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度
(1)定义式[4]:E= eq \f(F,q) ,单位:N/C或 ______。
(2)方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
(3)点电荷的电场强度:E=____,适用于真空中的点电荷产生的电场。
(4)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______。[5]
k eq \f(Q,r2)
3.电场线
(1)定义
为了形象地描述电场中各点电场强度的____及____,在电场中画出一些有方向的曲线,曲线上每点的____方向表示该点的电场强度方向,电场线的疏密表示电场强度的____。
(2)电场线的特点
①不闭合:电场线起始于______(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电荷)。
②不相交:在电场中两条电场线不____。
③同一电场中,电场线密的地方电场强度__。
④沿电场线方向电势逐渐____。
⑤电场线和等势面在相交处相互____。
注解[4] 比值定义法,电场强度是描述电场性质的物理量,与放入的试探电荷无关。
注解[5] 利用平行四边形定则求合场强。
基础小题自测
1.判断下列说法的正误。
(1)根据F=k eq \f(q1q2,r2) ,当r→0时,F→∞。( )
(2)电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力无关。( )
(3)电场中某点的电场强度方向与负电荷在该点所受电场力的方向相同。( )
(4)真空中点电荷的电场强度表达式E= eq \f(kQ,r2) 中,Q就是产生电场的点电荷。( )
2.绝缘水平面内某处隐藏一带电体(视为点电荷),如图所示,将电荷量为q的正试探电荷放在O点时,试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右(沿x轴正方向),将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时,试探电荷所受静电力的大小为4F、方向向右。静电力常量为k,不考虑其他电场的影响,带电体的电荷量为( )
A. eq \f(Fd2,2kq)
B. eq \f(4Fd2,kq)
C. eq \f(2Fd2,kq)
D. eq \f(Fd2,kq)
解析:选B。由于试探电荷(带正电)在O、A两点所受静电力方向均向右,且试探电荷在A点所受静电力大于它在O点所受静电力,因此带电体带负电,且在A点的右侧,设带电体的电荷量为Q,带电体到A点