7.1 电场力的性质
高中物理选修课件电场力的性质
叠加原理在库仑定律中应用
叠加原理内容
如果有多个点电荷同时存在，则它们之间的相互作用力可以分别计算后再进行矢 量叠加。
应用方法
在计算多个点电荷之间的相互作用力时，可以先计算出每两个点电荷之间的作用 力，然后根据叠加原理将这些作用力进行矢量叠加。需要注意的是，叠加时应考 虑作用力的方向。
典型案例分析
联系
两者都是客观存在的物质，都遵循库仑定律和电场叠加原理；在恒定电场中， 可以引入电势、电势差等概念来描述电场的性质。
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PART 02
库仑定律与点电荷间相互 作用力
REPORTING
库仑定律内容及表达式
库仑定律内容
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 的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方 向在它们的连线上。
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高中物理选修课件电 场力的性质
汇报人：XX
20XX-01-18
REPORTING
目录
• 电场基本概念与性质 • 库仑定律与点电荷间相互作用力 • 电场强度与电势差关系 • 带电粒子在匀强电场中运动规律 • 静电感应和电容器原理及应用 • 现代科技应用：超导材料和纳米技术
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PART 01
电场基本概念与性质
库仑定律表达式
F=k*(q1*q2)/r^2。其中，k为静电力常量，q1和q2分别为 两个点电荷的电荷量，r为它们之间的距离。
点电荷间相互作用力计算
计算方法
根据库仑定律，可以计算出真空中两个点电荷之间的相互作用力。需要注意的是，这里的点电荷是指大小和形状 可以忽略不计的带电体。
影响因素
点电荷间相互作用力的大小受到电荷量、距离和介质的影响。当两个点电荷的电荷量增大或它们之间的距离减小 时，相互作用力会增大；而在不同介质中，静电力常量k的值会有所不同。
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比较：
公式
E=F/q E=kQ/r2 E=U/d
适用范围
公式说明
任何电场
定义式：其中q是试验 电荷，F是它在电场中 受到的电场力。
真空中点电荷的 电场
匀强电场
Q是场源电荷，E表示跟 点电荷相距r处某点的 场强
其中d为在场强方向 （沿电场线方向）上的 距离
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D．先变小后变大，方向水平向右
▪ 参考答案 ：B
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例8：在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平
面内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是
①带电小球有可能做匀速率圆周运动
②带电小球有可能做变速率圆周运动
③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小
④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小
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例３：在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q
的点电荷。①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场 力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，
那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？
▪ 解：①先判定第三个点电荷所在的区间：只能在 B点的右侧；再由库仑定律可知，F、k、q相同 时 rA∶rB=2∶1，即C在AB延长线上，且 AB=BC。
▪
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电场力的性质
３.电场强度
描述电场的力的 性质的物理量
比值法
▪ 定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该 点的电场强度，简称场强。 Ｅ＝Ｆ/q
▪ 电场强度的大小：
１：E=F/q ２：E=kQ/r2 ４：根据电场线的疏密判断
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过好双基关 研透命题点 课时限时练
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创新设计
【自测3】 如图3所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知
在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则( B )
A.q1＝2q2
B.q1＝4q2
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【自测1】 如图1所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此 接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开
(C)
A.此时A带正电，B带负电 B.此时A带正电，B带正电 C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 图1 解析 由静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，选项A、B错误；若 移去C，A、B两端电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确； 先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷不能中和，故贴在A、B下部 的金属箔仍张开，选项D错误。
球相互接触后分开并将其间距变为2r，则现在两小球间库仑力的大小为( C )
1
3
4
A.12F
B.4F
C.3F
D.12F
解析 接触前两小球之间的库仑力大小为 F＝kQ·r32Q，
接触后再分开，两小球所带的电荷量先中和后均分，
图2
所以两小球分开后各自带电荷量为＋Q，两小球间的距离变为2r，两小球间的库
仑力大小变为 F′＝k（Q2r·）Q 2＝34F，选项 C 正确。 过好双基关
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电场力的性质
题目：电场的力的性质【学习目标】1．知道电荷守恒，掌握真空中的库仑定律2．知道电场强度、电场线、点电荷的场强、匀强电场和电场强度的迭加。
【知识要点】一、电荷守恒定律1．电荷既不能创造，也不能消灭，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，而电荷的总量保持不变，这就是电荷守恒定律。
2．两个完全相同的小球接触后的电荷分配规律：同种电荷总量平分，异种电荷先中和再平分。
一、库仑定律真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
即：221 r qkqF 其中k为静电力常量，k=9．0×10 9 N m2/c21．成立条件：①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。
即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，就不能再用球心距代替r）。
2．电荷间的相互作用力遵循牛顿第三定律【例1】有两只完全相同的金属球A、B固定在水平面上，它们的带电量分别为4Q与-Q，相互间的作用力的大小为F；现有一个与A、B完全相同的不带电的金属球C，先与A接触，再与B接触后拿走，则A、B间的作用力是多大？【例2】在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷，A、B间的距离为d。
①将另一个点电荷放在该直线上的使它在电场力作用下保持静止，则对该电荷的电性、电荷量和位置有何要求？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【例3】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。
静止时A、B相距为d。
为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍【例4】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ，A 、B 电荷量都是+q 。
《电场力的性质》课件
电场力的方向
电场力的方向与电荷的电性有关，正电荷受到的电场力与电场线的方向相同，负电荷则相反。
电场力的应用
电场力的存在和性质在物理学中有着广泛的应用。
总结
电场力是电场对电荷施加的力量，大小和方向由电荷位置和电场性质决定。 电势能与电场力存在密切关系。电场力的量度和方向与电荷的电性有关。电 场力在物理学中有着广泛的应用。
《电场力的性质》PPT课件
电场力的定义
电场力是指电场对电荷所施加的力量，大小和方向由电荷位置和电场性质决 定。
电势能和电场力的关系
电势能是电荷在电场中存储的能量，电场力的大小可以通过电势能的变化计 算得出。
电场力的量度
电场强度是电场力在单位电荷上的大小，电势差是两点之间电势能的差别，也可用来计算电场力。
电场力的性质【练】解析版
专题7.1 电场力的性质【练】目录一．练经典题型 (1)二、练创新情景 (6)三．练规范解答 (12)一．练经典题型1.(2021·北京通州区期末)把一个带正电荷Q A的球体A固定在可以水平移动的绝缘支座上，再把一个带正电荷Q B的小球B用绝缘丝线挂在玻璃棒上的C点(使两个球心在同一水平线上)，小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示。
现使球体A向右缓慢移动逐渐靠近小球B，关于丝线与竖直方向的夹角，下列说法正确的是(移动过程中，A、B电荷量不变)()A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．无法判断【答案】A【解析】使球体A向右缓慢移动逐渐靠近小球B，两球间距离减小，根据库仑定律，两球之间的库仑力增大，根据小球B受力平衡可知，丝线与竖直方向的夹角将逐渐增大，选项A正确。
2．(2020·广东深圳模拟)关于电场力和电场强度，以下说法正确的是()A．一点电荷分别处于电场中的A、B两点，点电荷受到的电场力大，则该处场强小B．在电场中某点如果没有试探电荷，则电场力为零，电场强度也为零C ．电场中某点场强为零，则试探电荷在该点受到的电场力也为零D ．一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力相同 【答案】：C【解析】：一点电荷分别处于电场中的A 、B 两点，根据场强的定义式E ＝F q 得知，电荷受到的电场力大，则场强大，故选项A 错误；在电场中某点没有试探电荷时，电场力为零，但电场强度不一定为零，电场强度与试探电荷无关，由电场本身决定，故选项B 错误；电场中某点场强E 为零，由电场力公式F ＝qE 可知，试探电荷在该点受到的电场力也一定为零，故选项C 正确；一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力大小相等，但方向不同，所以电场力不同，故选项D 错误．3．两个分别带有电荷量－Q 和＋5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A.5F16 B.F 5 C.4F 5 D.16F 5【答案】：D【解析】：两球相距r 时，根据库仑定律F ＝k Q ·5Q r 2，两球接触后，带电荷量均为2Q ，则F ′＝k 2Q ·2Q r 22，由以上两式可解得F ′＝16F5，选项D 正确．4．(2021·济南模拟)电荷量分别为q 1、q 2的两个点电荷，相距r 时，相互作用力为F ，下列说法错误的是( ) A ．如果q 1、q 2恒定，当距离变为r2时，作用力将变为2FB ．如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2FC ．如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变D ．如果它们的电荷量都加倍，距离变为2r ，作用力将变为2F 【答案】A【解析】如果q 1、q 2恒定，当距离变为r2时，由库仑定律可知作用力将变为4F ，选项A 错误；如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，作用力变为2F ，选项B 正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量和距离都加倍，作用力不变，选项C 正确；根据库仑定律，如果它们的电荷量都加倍，距离变为2r ，作用力将变为2F ，选项D 正确。
第1讲 电场力的性质
②
设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得Faca＝Fbcb ③
联立①②③式得
k＝qqab＝abcc33＝6247。 答案：D
2．[库仑力作用下的平衡问题]
(2019·全国卷Ⅰ)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，
两个带电小球 P 和 Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，
两细绳都恰好与天花板垂直，则
曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的 疏密 表
示电场强度的大小。
2．电场线的特点 （1）不闭合：电场线起始于 正电荷 （或无穷远处），终止于无穷远处（或负电荷）。 （2）不相交：电场中的电场线不相交。 （3）同一电场中，电场线密的地方 电场强度 大。 （4）电场线上某点的切线方向表示该点的 电场强度 方向。 （5）沿电场线方向电势 降低 。 （6）电场线和等势面在相交处 垂直 。
由 E＝Fq知，三个点电荷均处在合电场强度为零
处。由于 Q1、Q2 电性相同都为正电荷，合电场强度为零处必在两点电荷 连线中间某处，则 Q3 处在 Q1、Q2 连线中间某处，又 Q2、Q3 在 Q1 处的合 电场强度为零，则 Q3 带负电，
根据kQr112Q3＝kQr322Q2，得rr12＝
QQ12＝12，
情景创设
微点判断 (1)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该
点所受的电场力成正比。
(× )
(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。 (√ )
(3)真空中点电荷周围电场的电场强度表达式 E＝krQ2 ，Q 就是产生电场的点电荷
的电荷量。
(√ )
()
A．P 和 Q 都带正电荷
B．P 和 Q 都带负电荷
高中物理课件：电场力的性质
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第17讲 电场的力的性质
考点一 电场强度的理解和计算 重点探究型
1．三个场强公式
(1)E＝Fq 适 与用 试于 探任 电何 荷电 是场 否存在无关
考 点 互
(2)E＝krQ2 适 Q为用场于源点电电荷荷的产电生荷的量电场
动 探 究
(3)E＝Ud U点 适为间 用两的 于点距 匀间离 强的电电场势差，d为沿电场方向两
2．电场的叠加
(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各
电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和．
(2)运算法则：平行四边形定则．
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第17讲 电场的力的性质
核
心
四、电场线
知
1．定义：电场线是为了形象地描述电场而引入的__假__想____
识 曲线，并不是真实存在的．
聚 焦
2．特点：
(1)电场线起始于_正__电__荷___或无穷远处，终止于_无__穷__远___
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第17讲 电场的力的性质
教师备用习题
(2)设滑块的加速度为 a1，木板的加速度为 a2，由运动学 关系可知 x1＝12a1t2，x2＝12a2t2，x1－x2＝L
滑动过程中木板的加速度 a2＝2 m/s2，则可得滑块运动 的加速度 a1＝5 m/s2.
对滑块，有 F＝μ(mg＋qE)＋ma1＝9 N. (3)在小滑块从木板右端滑出的过程中，系统的内能增加 了 Q＝μ(mg＋qE)L＝6 J.
教师备用习题
4．质量为 m＝1.0 kg、带电荷量 q＝＋2.5×10－4 C 的小滑块(可 视为质点)放在质量为 M＝2.0 kg 的绝缘长木板的左端，木板放在
光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.2，木板长 L