内容正文:
考点01 静电场力的性质
高二物理期末复习
教科版(2019)
一、电荷
1.自然界中有两种电荷: 电荷和 电荷.
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 .
3.电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,国际单位制中的单位是 ,符号是___.正电荷的电荷量为 值,负电荷的电荷量为 值.
4.摩擦起电及其原因
(1)摩擦起电:由于 而使物体带电的方式.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.
正
负
排斥
吸引
库仑
正
负
摩擦
C
(2)原因:当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上.于是,原来电中性的物体由于得到电子而带 ,失去电子的物体则带 电.
负电
正
二、静电感应
1.静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或 带电体,使导体靠近带电体的一端带
电荷,远离带电体的一端带 电荷,这种现象叫作静电感应.
2.感应起电:利用 使金属导体带电的过程.
远离
异种
同种
静电感应
例题1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.静电感应没有创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B.摩擦起电和感应起电都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体
转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
C.摩擦起电时,一个电中性物体失去一些电子而带正电,另一个电中性
物体得到这些电子而带负电
D.一个带电导体接触一个不带电的导体,两个物体可能带上异种电荷
ABC
二、电荷守恒定律 元电荷
1.电荷守恒定律:电荷既不会 ,也不会 ,它只能从一个物体转移到 ,或者从物体的一部分转移到 ;在转移过程中,电荷的 保持不变.
2.电荷守恒定律的另一表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,______
保持不变.
创生
消灭
另一个物体
另一部分
总量
电荷的
代数和
3.元电荷:最小的电荷量,e= C,由 测得.所有带电体的电荷量都是e的 .
4.比荷:带电粒子的 与其 的比值.
1.60×10-19
密立根
整数倍
电荷量
质量
例题2.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
A
例题3.如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近验电器B上面的金属球,则( )
A.验电器金属箔不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器金属箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电
D
三、库仑定律
①内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成 ,与它们的距离的 成反比,作用力的方向在________
.这个规律叫作库仑定律.这种电荷之间的相互作用力叫作 或
.
②公式:F= ,其中k= N·m2/C2,叫作静电力常量.
③适用条件:a. ;b. .
正比
二次方
它们的连
线上
静电力
库仑力
9.0×109
在真空中
静止点电荷
④.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的 .
矢量和
例题4 (多选)关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,体积很大的带电体都不能看作点电荷
B.根据库仑定律,当两个带电体间的距离r→0时,库仑力将趋向无穷大
C.库仑定律和万有引力定律的表达式很相似,它们都是与距离平方成反
比的定律
D.静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2
CD
例题5.如图所示,分别在A、B两点放置点电荷Q1=+2×10-14 C和Q2=-2×10-14 C.在AB的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2 m.如果有一电子静止放在C点处,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则它所受的静电力的大小为__________ N,方向__________________.
平行于AB连线向左
8×10-21
四、电场强度
1.试探电荷与场源电荷
(1)试探电荷:为了便于研究电场各点的性质而引入的电荷,是电荷量和体积都 的点电荷.
(2)场源电荷: 的带电体所带的电荷,也叫源电荷.
2.电场强度
(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的 与它的 之比,叫作该点的电场强度.
很小
激发电场
静电力
电荷量
(3)单位: .
(4)方向:电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向 ,与负电荷在该点所受静电力的方向
.
牛每库(N/C)
相同
相反
1.判断下列说法的正误.
(1)根据电场强度的定义式E= 可知,E与F成正比,与q成反比.( )
(2)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同,当该点放置负电荷时,电场强度反向.( )
×
×
五、点电荷的电场强度 电场强度的叠加
1.真空中点电荷的电场
(1)电场强度公式:E= .
(2)方向:如果以电荷量为Q的点电荷为中心作一个球面,当Q为正电荷时,E的方向沿半径 ;当Q为负电荷时,E的方向沿半径 .
2.电场强度的叠加
电场强度是 量,如果场源是多个点电荷时,则电场中某点的电场强度等于各个点电荷 在该点产生的电场强度的 .
向外
向内
矢
单独
矢量和
例题6.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,此时O点的电场强度大小为E2,则E1与E2之比为( )
B
六、电场线
1.英国物理学家 首先用电场线描述电场.
2.电场线是画在电场中的一条条 的曲线,曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向.
3.电场线的特点
(1)电场线从 或无限远出发,终止于 或负电荷.
(2)电场线在电场中 .
(3)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线 ,电场强度较小的地方电场线 .
法拉第
有方向
切线
正电荷
无限远
不相交
较密
较疏
七、匀强电场
1.概念:如果电场中各点的电场强度的大小 、方向 ,这个电场就叫作匀强电场.
2.特点:(1)电场方向处处相同,电场线是 .
(2)电场强度大小处处相等,电场线疏密程度 .
相等
相同
平行直线
相同
八、常见电场的电场线
例题7.某电场的部分电场线如图所示,电场中有A、B两点,则( )
A.A点电场强度比B点电场强度小
B.A点放入负点电荷时所受静电力力方向由A指向B
C.A点放入正点电荷时所受静电力方向由A指向B
D.B点不放入点电荷时电场强度为零
C
例题8.如图所示,一负电荷仅在静电力作用下从点a运动到点b,在点a的速度大小为v0,方向与电场方向相同.
该电荷从点a到点b的v-t图像正确的是
A
例题9.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B可能为带等量异种的正、负电荷
B.A、B可能为带不等量的正电荷
C.a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零
D.同一试探电荷在a、b两点处所受静电力大小相等,方向一定相反
D
八、静电平衡
1.静电平衡:导体内的自由电子不再发生 的状态.
2.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为 .
3.导体上电荷的分布:
(1)静电平衡时,导体 没有净剩电荷,电荷只分布在导体的 .
(2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量) ,凹陷的位置几乎没有电荷.
定向移动
0
内部
外表面
越大
九、尖端放电
1.空气的电离:在一定条件下,导体尖端电荷 很大,导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷 的现象.
2.尖端放电:所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被 ,而与尖端上的电荷 ,相当于导体从尖端 的现象.
3.尖端放电的应用与防止:
(1)应用: 是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
(2)防止:高压设备中导体的表面尽量 会减少电能的损失.
密度
分离
吸引
中和
失去电荷
避雷针
光滑
十、静电屏蔽
1.静电屏蔽
静电平衡时,空腔导体内表面没有电荷,导体壳内空腔里的电场强度处处为 .外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响,金属壳的这种作用叫作
.
2.静电屏蔽的应用:电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.
静电屏蔽
十一、静电吸附
1.静电吸附:在电场中,带电粒子在 作用下,向着电极运动,最后被吸附在电极上的现象.
2.静电除尘:当空气中的尘埃带电时,在静电力作用下,尘埃到达电极而被收集起来的过程.
3.静电喷漆:接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在静电力作用下,这些微粒向着作为 的工件运动,并沉积在工件表面.
4.静电复印:复印机应用了 的原理,复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC),无光照时,OPC是 ,受光照时变成导体.
静电力
正极
静电吸附
绝缘体
例题10.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中,静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是( )
A
THANKS
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k
(2)定义式:E=.
k
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶ D.4∶
$$