内容正文:
第9讲 静电场及其应用
清单01 电荷 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 倍。(整数)
(2)点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小以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 。(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,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷的总量 。(保持不变)
(2)三种起电方式: 。(摩擦起电、感应起电、接触起电)
(3)带电实质:物体 。(得失电子)
(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体,接触后再分开,二者带等量同种电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先 ,余下的电荷再 。(中和、平分)
清单02 库仑定律
1.内容
真空中两个 之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成 ,与它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上。(静止点电荷、正比、反比)
2.表达式
F=k,式中k= ,叫做静电力常量。(9.0×109 N· m2/C2)
3.适用条件
真空中的静止点电荷。
(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式。
(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时,可以把带电体看成点电荷。
4.库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互 ,异种电荷相互 。(排斥、吸引)
清单03 电场、电场强度
1.电场
(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)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:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
(2)定义式:E=;单位: 或 。(N/C、V/m)
(3)矢量性:规定 在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。(正电荷)
3.点电荷的电场:真空中距场源电荷Q为r处的场强大小为E=k。
清单04 电场线的特点
1.电场线从 或 出发,终止于 或 。(正电荷、无限远、无限远、负电荷)
2.同一电场的电场线在电场中不相交。
3.在同一幅图中,电场强度 的地方电场线较密,电场强度 的地方电场线较疏。(较大、较小)
即时练习
【练习1】在电场中的某点放一个检验电荷,其电荷量为,受到的电场力为,则该点的电场强度为,下列说法正确的是( )
A. 若移去检验电荷,则该点的电场强度为
B. 若检验电荷的电荷量变为,则该点的场强变为
C. 若放置到该点的检验电荷变为,则场中该点的场强大小方向均不变
D. 若放置到该点的检验电荷变为,则场中该点的场强大小不变,但方向相反
【答案】C
【解析】解:、由题,该点的电场强度,若移去检验电荷,该点的电场强度仍为故A错误;
、若检验电荷的电量变为,检验电荷所受的电场力为,该点的电场强度仍为故B错误;
、若放置到该点的检验电荷变为,该点的场强大小方向均不变,故C正确,故D错误。
故选:。
【练习2】关于场强的两个公式和,下列说法中正确的是
( )
A. 表示电场中的试探电荷的电荷量,表示场源电荷的电荷量
B. 随的增大而减小,随的增大而增大
C. 第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场,且的方向和一致
D. 第二个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场,且拿走后,电场就不存在了
【答案】A
【解析】
A.点电荷场强公式中,表示电场中的试探电荷的电荷量,表示场源电荷的电荷量,A正确;
B.根据点电荷场强公式,可知随的增大而增大,跟试探电荷无关,B错误;
C.第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场,的方向和正电荷所受电场力方向一致,跟负电荷所受电场力方向相反,C错误;
D.第二个公式只适用于点电荷,D错误;
故选A.
【练习3】如图所示实线为某一点电荷的电场线,虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,、、是轨迹上的三个点,则
( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定是从点运动到点
C. 粒子在点的加速度一定大于在点的加速度
D. 该电场可能是由负点电荷产生的
【答案】AC
【解析】A、由曲