第九章 静电场及其应用知识梳理-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第九章 静电场及其应用知识梳理 内容预览 三种起电方式的比较 知识点一 摩擦起电 接触起电 感应起电 产生 条件 两种不同物质构成的绝缘体摩擦 导体与带电体接触 带电体靠近导体 实验 毛皮摩擦橡胶棒 带电体接触验电器 带电体靠近验电器 现象 两物体带上等量异种电荷 验电器带上与带电体相同电性的电荷 验电器两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同” 起电 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子的得失 电荷之间的相互作用 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)带电体 起电 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 电荷守恒定律 元电荷 知识点二 1.“中性”与“中和”的理解: (1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显电性。 (2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。 2.两金属导体接触后电荷量的分配规律: (1)当两个带同种电荷导体,材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。 (2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2,则有 3．元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。 (2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。对库仑定律的理解 知识点三 1.库仑力的确定方法: (1)大小计算:利用库仑定律计算静电力大小时,不必将表示电性的正、负号代入公式,只代入q1、q2的绝对值即可。 (2)方向判断:利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断。 2.两个点电荷间的库仑力: (1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有关,跟它们的周围是否存在其他电荷无关。 (2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律,与两个电荷的性质、带电多少均无关,即作用力与反作用力总是等大反向。 3.两个带电球体间的库仑力: (1)两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,也适用库仑定律,球心间的距离就是二者的距离。 (2)两个规则的带电球体相距比较近时,不能被看作点电荷,此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变,即电荷的分布会发生改变。若带同种电荷时,如图(a),由于排斥而距离变大,此时F<k;若带异种电荷时,如图(b),由于吸引而距离变小,此时F>k。 提醒:两个电荷间的距离r→0时,两电荷已失去了点电荷的前提条件,所以违背了库仑定律的适用条件,不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用力,因此不能认为F→∞。电场强度的含义和表达式 知识点四 1.公式E=与E=的区别: 公式 E= E= 本质 区别 定义式 决定式 意义 及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 适用 范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q 的意义 q表示引入电场的试探电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解 E用F与q的比值来表示,但E的大小与F、q大小无关 E不仅用Q、r来表示,且E∝Q,E∝ 提醒:(1)由E=知,离某点电荷越远的地方电场强度越小。以点电荷为圆心,半径为r的球面上,各点的电场强度大小相等,方向不同。 (2)正点电荷的电场方向由正电荷指向无穷远,负点电荷的电场方向由无穷远指向负电荷。 2.电场强度的叠加:电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则(平行四边形定则或三角形定则),常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等;对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算。电场线的性质 知识点五 1.点电荷的电场线: (1)点电荷的电场线呈辐射状,正电荷的电场线向外至无限远,负电荷则相反。 (2)以点电荷为球心的球面上,电场线疏密相同,但方向不同,说明电场强度大小相等,但方向不同。 (3)同一条电场线上,电场强度方向相同,但大小不等。实际上,点电荷形成的电场中,任意两点的电场强度都不同。 2.两个等量点电荷的电场特征: 比较项目 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电场线分布图 连线上中点O处的电场强度 最小但不为零,指向负电荷一侧 为零 连线上的电场强度大小(从左到右) 先变小,再变大 先变小,再变大 沿中垂线由O点向外的电场强度大小 O点最大,向外逐渐减小 O点最小,向外先变大后变小 静电平衡的特点和应用 知识点六 1、 静电平衡的特点和应用 1.静电平衡的实质: (1)在达到静电平衡的过程中,外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷,感应电荷的电场和外电场方向相反,使合场强减小,随着感应电荷的继续增加,合场强逐渐减小,直