第九章 静电场及其应用 （复习课件）物理人教版2019必修第三册

nullnull 章节复习 九 《第九章 静电场及其应用》 授课人： 版权所有 QQ894665727 知识构建 版权所有 QQ894665727 电荷 1.自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷. 2.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 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库仑， 符号是C. 正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值． 2.三种起电方式：①摩擦起电②感应起电③接触起电 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移 提分点拨 版权所有 QQ894665727 元电荷 1．元电荷：最小的电荷量，e＝1.60×10－19C，由密立根测得．所有带电体的电荷量都是e的整数倍． 2．比荷：带电粒子的电荷量与其质量的比值． 版权所有 QQ894665727 课堂练习 1．已知一个电子所带电量，现有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是（　　） A．30C B． C．4.8C D． D 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 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.电荷守恒定律的另一表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 ． 版权所有 QQ894665727 点电荷 1.定义：如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷 ①点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少． ②点电荷是一种理想化的模型 提分点拨 版权所有 QQ894665727 库仑定律 1.内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上. 2.公式: ，式中 叫静电力常量. 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，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 版权所有 QQ894665727 库仑定律 ①两个点电荷之间的相互作用力是一对作用力和反作用力,等大、反向 ②对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离． ③不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看成点电荷了 ④对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布． Ⅰ、同种电荷(甲)： ； Ⅱ、异种电荷(已)： . ⑤两点电荷间的库仑力与周围是否存在其他电荷无关，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． 提分点拨 版权所有 QQ894665727 课堂练习 2．A、B、C是三个完全相同的金属小球，A带电荷量为，B带电荷量为，C不带电，将A、B固定起来，让C球先与A球接触，再与B球接触，然后移去C球，则A、B两球间的库仑力大小变为原来的（　　） A． B． C． D． A 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 课堂练习 3．如图所示，电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A间的距离为l，O点与小球B间的距离为。当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°。带电小球A、B均可视为点电荷。静电力常量为k，则 (1)细线拉力的大小为多少？ (2)A小球的质量为多少？（重力加速度为g） 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 三个电荷的平衡问题 1.其中两个固定： ①平衡的条件：中间点受到另外两个点电荷的合力为零或中间点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置． ②解题思路：根据平衡条件对中间的点电荷列式即可 ③特点 Ⅰ、位置：三点共线、近小远大 Ⅱ、电性：无要求 Ⅲ、电荷量：无要求 版权所有 QQ894665727 三个电荷的平衡问题 2.三个均为自由电荷： ①平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置． ②解题思路：只要其中两个点电荷平衡，第三个点电荷一定平衡，只需根据平衡条件对其中的任意两个电荷列式即可 ③特点 Ⅰ、位置：三点共线、近小远大 Ⅱ、电性：两同夹异 Ⅲ、电荷量：两大夹小 版权所有 QQ894665727 课堂练习 4．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A所带电荷量为＋Q，B所带电荷量为－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（   ） A．正，B的右边0.4m处 B．正，B的左边0.2m处 C．负，A的左边0.2m处 D．负，A的右边0.2m处 C 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 电场 1.定义：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体. 2.基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． 电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性 提分点拨 版权所有 QQ894665727 电场强度 1.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度. 2.定义式: 3.方向:电场强度是矢量，正电荷在该点受力方向. 4.电场强度的叠加：电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和(叠加时遵循平行四边形定则). 版权所有 QQ894665727 电场强度 电场强度三个表达式的比较 提分点拨 表达式 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,与检验电荷无关 由场源电荷和场源电荷到该点的距离r共同决定 由电场本身决定,d为电场中两点沿电场方向的距离 版权所有 QQ894665727 课堂练习 5．场源电荷,是正点电荷;检验电荷,是负电荷,它们相距而静止,且都在真空中,如图所示,求: （1） 受的电场力; （2）所在的点的场强; （3）将换为的正点电荷,再求受力及点的场强; （4）将检验电荷拿去后点的场强. 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 电场线 1.定义：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫电场线. 2.电场线的性质: ①电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）; ②电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小; ③正电荷受力方向与电场线在该点切线方向相同，负电荷受力方向与电场线在该点切线方向相反． ④电场线不相交; ⑤电场线不是真实存在的; ⑥电场线不一定是电荷运动轨迹. 版权所有 QQ894665727 电场线 3.常见电荷的电场线分布 版权所有 QQ894665727 课堂练习 6．已知是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度时间图像如图所示。则这一电场可能是下图中的（　　） A． B． C． D． B 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 匀强电场 1定义：在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场. 2.匀强电场中电场线的特点：间距相等且互相平行的直线. 版权所有 QQ894665727 静电力作用下的力学问题 1．涉及静电场中的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了静电力 2.解题思路 ①确定研究对象，根据问题选择“整体法”或“隔离法”确定研究对象。 ②受力分析：按照重力、弹力、摩擦力、静电力（ 、F=Eq）……顺序分析力 ②列方程：根据平衡条件（ F合=0）或牛顿第二定律（ F合=ma）列方程。 版权所有 QQ894665727 静电平衡 1.定义：导体放入电场中时，附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加电场强度为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体达到静电平衡状态． 2.处于静电平衡状态的导体的特点 ①导体内部的电场强度处处为零． ②导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直． ③导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上． ④在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷． 版权所有 QQ894665727 尖端放电 导体尖端周围电场使空气电离，电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷． 版权所有 QQ894665727 静电屏蔽 处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽. 1.屏蔽外部电场使其不影响内部 2.屏蔽内部电场使其不影响外部 版权所有 QQ894665727 课堂练习 7．对教材中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，实验者可站立在地面上完成实验 B．乙图中，“雷火炼殿”会导致殿内物品受损 C．丙图中，导线外层包裹“金属外衣”为了防止尖端放电 D．丁图中，锯条接电源负极，金属片接正极，瓶中烟尘最终被吸附到带正电的金属片上 D 版权所有 QQ894665727 课堂练习 版权所有 QQ894665727 谢谢观看 九 授课人： 版权所有 QQ894665727 课后作业 1.完成教材课后“练习与应用” 2.完成《2. 库仑定律（分层作业）》 版权所有 QQ894665727 【答案】D 【详解】所有带电体所带电量都是e的整数倍，ABC选项中的数值都可以是e的整数倍，D选项中的不能是e的整数倍。 故选D。 【答案】A 【详解】根据题意，将A、B固定起来，A、B间的库仑力 根据电荷守恒定律，让C球先与A球接触，A球和C球都带电量；再让C球与B球接触，C球与B球都带电量。则A、B间的库仑力 联立可得 故选A。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）带电小球A受力如图所示 由几何知识得 即C点为OB中点，根据对称性可知，力的平行四边形为菱形，则有 由库仑定律知A、B间静电力大小为 则细线拉力大小为 （2）根据几何关系可得 联立解得A小球的质量为 【答案】C 【详解】依题意，要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足：“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，且带负电，设C带电荷量为q，A、C间的距离为x，由于C处于平衡状态，所以,解得 故选C。 【答案】（1）9N，方向由B指向A （2） 方向由A指向B （3），方向由A指向B    方向由A指向B. （4） 方向由A指向B 【详解】（1）根据库仑定律得，q所受的电场力，由于q带负电，则电场力的方向由B指向A； （2）根据电场强度的定义式知，B点的场强，方向由A指向B； （3）只将q换为的正点电荷，则所受的电场力为：，由于带正电，则电场力的方向由A指向B； 根据电场强度的定义式知，B点的场强，方向由A指向B； （4）由于场强与检验电荷无关，将检验电荷拿去后，B点的场强大小不变，仍然为，方向由A指向B． 【答案】B 【详解】由图像可知，速度在逐渐增大，图像的斜率在逐渐减小，故此带负电的微粒做加速度越来越小的加速直线运动，所受电场力越来越小，电场线的疏密表示场强的大小，故沿AB方向电场线越来越稀疏。带负电的微粒受力方向与运动方向相同，与场强方向相反，故场强方向由B指向A。 故选B。 【答案】D 【详解】A．甲图中，属于接触带电，电荷从带电球转移给了该女生，人体为导体，若站立在地面上电荷会转移到大地上，不会出现人体带电现象，不能完成实验，故A错误； B．金殿本身作为金属物品，处在雷电的电场里达到静电屏蔽的作用，故“雷火炼殿”不会导致殿内物品受损，故B错误； C．包裹着金属外衣是为了实现电磁屏蔽，防止干扰，故C错误； D．锯条接电源负极，金属片接正极，瓶中烟尘会带上负电，在电场力的作用下，最终被吸附到带正电的金属片上，故D正确。 故选D 。 $$