高中电荷及其守恒定律库仑定律电场强度学案教案
高二上学期复习物理学案1.电荷守恒定律 库仑定律

枣庄三中2013——2014学年度高二物理学案使用日期:2013年_月__日 学号_______ 姓名___________1.电荷守恒定律 库仑定律一、电荷及电荷守恒定律1.1.元电荷、点电荷、试探电荷 电荷:2(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)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.思考:当两个完全相同的带电金属球相互接触时,它们的电荷量如何分配?答案 同种电荷的电荷量平均分配,异种电荷的先中和后平分.二、点电荷及库仑定律1.点电荷(1)是一种理想化的物理模型;(2)当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.2.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.(2)公式:F =k q 1q 2r2,其中比例系数k 叫做静电力常量,k =9.0×109 N·m 2/C 2. (3)适用条件:①真空中;②点电荷.1.[对接触带电和电荷守恒定律的理解]用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a 接触另一不带电玻璃棒b ,使之接触起电,以下说法正确的是 ( )A .在此接触起电过程中,玻璃棒a 上的正电荷向玻璃棒b 上转移B .在此接触起电过程中,玻璃棒b 上的电子向玻璃棒a 上转移C .在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变D .此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律 答案 BC2.[对感应起电过程的理解]如图1所示,A 、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C 是带正电的小球,下列说法正确的是 ( )A .把C 移近导体A 时,A 、B 上的金属箔片都张开 答案 ABB .把C 移近导体A ,先把A 、B 分开,然后移去C ,A 、B 上的金属箔片仍张开C .先把C 移走,再把A 、B 分开,A 、B 上的金属箔片仍张开D .先把A 、B 分开,再把C 移走,然后重新让A 、B 接触,A 上的金属箔片张开,而B 上的金属箔片闭合3.[对库仑定律适用条件的理解]关于库仑定律的公式F =k q 1q 2r 2,下列说法正确的是( ) 答案 AD A .当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时,它们之间的静电力F →0B .当真空中的两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞C .当真空中的两个电荷之间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当真空中的两个电荷之间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了4.[电荷守恒定律和库仑定律的应用]如图2所示,半径相同的两个金属小球A 、B 带有电荷量大小相等的电荷,相隔一定的距离,两球之间的相互吸引力大小为F .今用第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两个球接触后移开,这时,A 、B 两个球之间的相互作用力大小是( )A.18FB.14FC.38FD.34F 答案 A 5.[库仑力作用下的共线、平衡问题]两个可自由移动的点电荷分别放在A 、B 两处,如图3所示.A 处电荷带正电荷量Q 1,B 处电荷带负电荷量Q 2,且Q 2=4Q 1,另取一个可以自由移动的点电荷Q 3,放在AB 直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则 ( )A .Q 3为负电荷,且放于A 左方B .Q 3为负电荷,且放于B 右方C .Q 3为正电荷,且放于A 、B 之间D .Q 3为正电荷,且放于B 右方答案 A6.[应用力学方法解决含库仑力的平衡问题]两个质量分别是m 1、m 2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图4所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是 ( )A .若m 1>m 2,则θ1>θ2B .若m 1=m 2,则θ1=θ2C .若m 1<m 2,则θ1>θ2D .若q 1=q 2,则θ1=θ2答案 BC7.(2012·浙江理综·19)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上,如图11所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )A .摩擦使笔套带电B .笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷C .圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D .笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和答案 ABC8.(2011·上海单科·16)如图12,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球a 、b 用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状态.地面受到的压力为N ,球b 所受细线的拉力为F .剪断连接球b 的细线后,在球b 上升过程中地面受到的压力 ( )A .小于NB .等于NC .等于N +FD .大于N +F 答案 D9.(2011·海南·3)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知( )A .n =3B .n =4C .n =5D .n =6答案 D10.如图所示,将两个摆长均为l 的单摆悬于O 点,摆球质量均为m ,带电荷量均为q (q > 0).将另一个带电荷量也为q (q > 0)的小球从O 点正下方较远处缓慢移向O 点,当三个带电小球分别处于等边三角形abc 的三个顶点上时,摆线的夹角恰好为120°,则此时摆线上的拉力大小等于( )A .3mgB .mgC .23kq 2/l 2D .3kq 2/l 2 答案 B。
电场强度教学设计

《电场强度》教学设计电场强度一、教材分析:《电场强度》是人教版高二选修3-1第一章的第三个课题。
是继电荷守恒定律和库仑定律之后对带电体性质的进一步阐析,也是学习电势能,电势差的基础。
它是电学的重点和难点,所以电场强度有着极其重要的地位,必须深刻学习理解。
二、学情分析:学习理科的学生讲究的是严谨的逻辑推理,这节课主要由学生观察生活中的各种实践经验,利用中学生的好奇心理,来认识这种看不见,摸不着的又客观存在的物质—电场。
引导学生思考问题,积极探索,加强学生对电场强度的理解。
三、教学目标:(一)知识与技能:a.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。
b.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的。
c.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算。
d.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算。
(二)过程与方法:通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法。
(三)情感态度与价值观:培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
四、教学重难点:重点:电场强度的概念及其定义式。
难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算。
五、教法设计:1、教学策略:讲授为主,辅助以探究和演示实验。
2、教学原则:①教师主导、学生主动②理论联系实际③使学生掌握知识、提高思想、发展智力3、教学方法:讲授法、演示法、演绎法、讨论法、归纳法······4、教学模式:探究结合知识传授的教学模式。
5、教学手段:讨论探究、实验演示、习题练习、作业巩固。
六、教学过程:(一)、新课引入:1、复习:库仑定律的内容和表达式。
2、引入:电荷间的相互作用是怎样产生的呢?(二)、新课教学:1、电场:启发学生从哲学角度认识电场,理解电场的客观存在性,不以人的意识为转移,但能为人的意识所认识的物质属性。
经典教案电荷守恒以及库仑定律

龙文教育学科辅导学案教师: 学生: 年级: 日期:2013. 星期: 时段: 学情分析课题库仑定律学习目标与考点分析学习目标:一、电荷守恒定律二、库仑定律考点分析:学习重点学习方法讲练说相结合学习内容与过程一、电荷守恒定律1.两种电荷:自然界中存在两种电荷——正电荷与负电荷。
不带电的物体内存在电荷,且存在等量正、负电荷,在物体内中和,对外不显电性。
用摩擦的方法可以使物体带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
2.电荷间的相互作用. 电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.元电荷:电荷量为1.6×10-19C的电荷叫做元电荷。
任何带电体的电荷量都为元电荷的整数倍。
3.点电荷:点电荷是一种理想模型。
当带电体本身的几何尺寸比它们之间的距离小很多时,带电体本身的大小可忽略,可以用一个带有相等电荷量的点来代替,这样的带电体就可以看做点电荷。
4.电荷守恒定律:电荷既不能被创造也不能被消灭,这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,但总的电荷量保持不变。
a.两个带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性,这种现象叫做电中和现象。
b.两个相同的带电金属导体接触后,电荷要重新抵消平均分配,这种现象叫做电荷均分原理。
5.起电的三种方式(1)摩擦起电:电荷从一个物体通过摩擦转移到另一个物体。
(2)感应起电:电荷经过静电感应从物体的一部分转移到另一部分,或从一个物体转移到另一个物体。
(3)接触起电:净电荷由带电体经过接触转移到原来不带电的物体,使之带电。
例题1、正电荷是具有的电荷2、负电荷是具有的电荷电荷间的作用规律:电荷:原子结构及原子为什么表现为电中性?1、摩擦起电:原因:本质:2、感应起电:原因:本质:3、接触带电原因:本质:总结:带电的实质就是例1、毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,橡胶棒带负电,这是因为()A.空气中的正电荷转移到毛皮上B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上验电器:结构如图工作原理电荷守恒定律内容:电荷既不能,也不会,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;在转移的过程中,电荷量的保持不变。
高中物理必修三《电场 电场强度》教案设计

电场电场强度教学设计[教材分析]静电场是整个高中物理电磁学的基础,教材分别从电荷在电场中受力和电场力做功两个角度研究静电场力和能的基本性质。
而电场强度是描述电场力的性质的物理量,用比值法定义电场强度对以后学习电势、电容和磁感应强度等概念有着重要的意义,将直接影响到学生认知能力的发展和思维能力的培养。
[教学目标]1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态;2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的;3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算;4.知道电场的叠加原理,并应用这个原理进行简单的计算。
[教学重点]1.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算。
2.知道电场线及几种典型电场的电场线分布。
[教学难点]电场强度概念的建立和理解。
[教学方法]实验分析法、引导发现法、设疑探究法等。
[教学教具]投影仪和相关图片。
[教学过程](一)复习回顾1.库仑定律的适用条件:(1)真空(无其它介质);(2)点电荷(其间距r>>带电体尺寸L )——非接触力。
2、列举:(1)磁体间——磁力;(2)质点间——万有引力。
经类比、推理,得:电荷间的相互作用是通过电场发生的。
(电荷周围产生电场,电场反过来又对置于其中的电荷施加力的作用)引出电场、电场力两个概念。
本节课,我们主要研究电场问题,以及为描述电场而要引入的另一个崭新的物理量——电场强度。
(二)新课教学1.电场(1)电场基本性质:电场客观存在于任何电荷周围,正是电荷周围存在的这个电场才对引入的其它电荷施加力的作用。
(2)电场基本属性:电场源于物质(电荷),又对物质(电荷)施力。
再根据“力是物质间的相互作用”这一客观真观,毫无疑问,电场是一种物质。
(3)电场基本特征:非实体、特殊态——看不见、摸不着、闻不到。
物理《电场强度》教案

物理《电场强度》教案教学目标(一)、知识与技能1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,电场是客观存在的一种特殊的形态。
3.理解电场强度的概念及其定义,会根据电场强度的定义进行有关的计算。
知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的。
4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式,并能用此公式进行有关的计算。
5.知道场强的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算。
6.利用电场线描述电场,知道匀强电场的特点。
(二)、过程与方法1.经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程,获得探究活动的体验。
2.领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。
(三)、情感态度与价值观1.体验探究物理规律的艰辛与喜悦。
2.学习科学家严谨科学的态度。
教学重难点(一)教学重点:1.探究描述电场强弱的物理量。
2.理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行有关的计算。
(二)教学难点:探究描述电场强弱的物理量。
学情分析本节内容对于学生来说是一陌生的内容,且比较抽象,学生学起来有一定的困难,教师应进行适当启发引导五课前准备学生准备展示预习情况,老师准备幻灯片,计算机,铜丝,塑料笔教学方法以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开,具体操作思路是:1.学生自学电场,培养学生阅读、汲取信息的能力。
2.通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。
3.通过练习巩固加深对电场强度概念的理解,探讨点电荷的电场及场强叠加原理。
教学过程(一)、复习提问、新课导入(5分钟)教师:上一节课我们学习了库仑定律,请同学们回忆一下:库仑定律的内容是什么?学生回答:略教师:我们不免会产生这样的疑问:投影展示问题1:真空中?它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢?难道能够不需介质超越空间?投影展示“探究影响电荷间相互作用力的因素”图片(1.2-1)。
高中物理选修3-1教案:库仑定律

库仑定律整体设计教学分析本节内容的核心是库仑定律, 它是静电学的第一个实验定律, 是学习电场强度的基础。
本节的教学内容的主线有两条, 第一条为知识层面上的, 掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律;第二条为方法层面上的, 即研究多个变量之间关系的方法, 间接测量一些不易测量的物理量的方法, 及研究物理问题的其他基本方法。
教学目标1. 定性了解电荷间的相互作用力规律, 掌握库仑定律的内容及其应用。
2. 通过观察演示实验, 概括出电荷间的作用规律。
培养学生观察、分析、概括能力。
3. 体会研究物理问题的一些常用的方法, 如: 控制变量法、理想模型法、测量变换法、类比法等。
4. 渗透物理方法的教育, 运用理想化模型的研究方法, 突出主要因素、忽略次要因素, 抽象出物理模型——点电荷, 研究真空中静止点电荷相互作用力问题。
5.体会科学研究的艰辛, 培养学生热爱科学的、探究物理的兴趣。
6.通过静电力与万有引力的对比, 体会自然规律的多样性与统一性。
教学重点难点1. 电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
2. 库仑定律的内容、适用条件及应用。
教学方法与手段1. 探究、讲授、讨论、实验归纳2. 演示实验、多媒体课件教学媒体1. J2367库仑扭秤(投影式)、感应起电机、通草球、绝缘细绳、铁架台、金属导电棒、库仑扭秤挂图等。
2. 多媒体课件、实物投影仪、视频片断。
知识准备自然界存在着两种电荷, 同种电荷相排斥, 异种电荷相吸引。
教学过程[事件1]教学任务: 创设情境, 引入新课师生活动:《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”, 意思是腐烂潮湿的草不被琥珀吸引。
但是, 由于当时社会还没有对电力的需求, 加上当时也没有测量电力的精密仪器, 因此, 人们对电的认识一直停留在定性的水平上。
直到18世纪中叶人们才开始对电进行定量的研究。
现在就让我们踏着科学家的足迹去研究电荷之间的相互力。
演示实验:首先转动感应起电机起电, 然后利用带电的物体吸引轻小物体的性质使通草球与感应起电机的一端相接触, 通草球带同种电荷后弹开, 最后改变二者之间的距离观察有什么现象产生?(注意:观察细线的偏角)猜想: 电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关?可能因素: 距离、电荷量及其他因素。
《库仑定律》教学设计(通用8篇)

《库仑定律》教学设计《库仑定律》教学设计(通用8篇)作为一位杰出的老师,常常要根据教学需要编写教学设计,教学设计要遵循教学过程的基本规律,选择教学目标,以解决教什么的问题。
那要怎么写好教学设计呢?下面是小编为大家整理的《库仑定律》教学设计,希望对大家有所帮助。
《库仑定律》教学设计篇1【课题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3—1)》第一章第二节《库仑定律》【课时】1学时【三维目标】知识与技能:1、知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;2、会用库仑定律进行有关的计算;3、知道库仑扭称的原理。
过程与方法:1、通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法;2、通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观:1、通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;2、通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】1、建立库仑定律的过程;2、库仑定律的应用。
【教学难点】库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】<引入新课>同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。
我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
<库仑定律的发现>活动一:思考与猜想同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的,因此,我们应该研究带电体间的相互作用。
可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。
《库仑定律》教案

《库仑定律》教案《库仑定律》教案「篇一」一、任务分析本节课使用的课本是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。
本节课的内容是第一章第二节库仑定律。
本节内容的核心是库仑定律,它是静电学的第一个实验定律,是学习电场强度的基础,是电磁学的基本定律,也是物理学的基本定律之一。
库仑定律阐明了带电体相互作用的规律,为整个电磁学奠定了基础,因此在本章中具有很重要的地位。
在学习本节课的内容之前,学生已经具有质点的理想化模型的思维方法,知道两轻质小带电体因相互作用而吸引或排斥。
育才中学是一所扶贫寄宿制学校,学生大多数来自宁南山区。
他们缺乏自主动手能力,合作探究的意识,交流评估的习惯。
因此,在教学中教师要适时的鼓励和引导。
本节课的教学内容的主线有两条,第一条为知识层面上的,首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验导入。
在此基础上,展示库仑定律建立的历史背景。
掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律;第二条为方法层面上的,即研究多个量之间关系的方法,间接测量一些不易测量的物理量的方法,及研究物理问题的其他基本方法。
体会控制变量法、理想模型法、类比法在物理学中的重要性。
二、教学目标1.知识与技能(1)了解电荷间的相互作用力规律,掌握库仑定律的内容及其应用。
(2)通过演示实验,先定性了解电荷间的相互作用力,进而明确库仑定律及适用条件。
2.过程与方法,情感、态度与价值观(1)通过观察演示实验,概括出电荷间的作用规律。
培养学生观察、分析、概括能力。
(2)通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
(3)体会研究物理问题的一些常用方法,如控制变量法、理想模型法、类比法等。
三、重点和难点重点:电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
难点:库仑定律的内容、适用条件就应用。
四、教学资源1.视频片段:库仑扭秤2.演示实验:探究影响电荷间相互作用力的因素的实验3.课件:PPT幻灯片五、设计思路根据新课程改革的理念与目标,要求重视发挥学生学习的主体性,在学习过程中丰富学生的体验,让学生在教师的指导下亲自去观察、实验、分析、归纳、应用等,在参与体验的基础上学习知识与方法,培养科学精神和科学态度。
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高中电荷及其守恒定律库仑定律电场强度学案教案Last revised by LE LE in 2021§电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度夏津一中白炎贞刘春红【学习目标】1、了解元电荷的含义,理解电荷守恒定律的不同表述。
2、掌握库仑定律,能够解决有关的问题。
3、理解电场强度及其矢量性,掌握电场强度的叠加,并进行有关的计算。
4、知道用电场线描述电场的方法。
理解引入电场线的意义。
【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷,正电荷和负电荷,同种电荷相互,异种电荷相互。
电荷的多少叫做,单位是库仑,符号是C。
所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍,电荷量e称为。
2、(1)点电荷是一种模型,当带电体本身和对研究的问题影响不大时,可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的,这个特点类似于力学中质点的概念。
3、使物体带电有方法:摩擦起电、感应起电、接触起电,其实质都是电子的转移。
4、电荷既不能,也不能,只能从一个物体到另一个物体,或从物体的转移到,在转移的过程中,电荷的总量,这就是电荷守恒定律。
二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小,跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成,跟它们的距离r的成反比,作用力的方向沿着它们的。
公式F= 其中静电力常量k适用范围:真空中的。
(1)FE q=是电场强度的定义式,适用于 的静电场。
(2)2QE kr =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式,只适用于 在真空中形成的电场。
(3)UE d=是匀强电场中场强的计算式,只适用于 ,其中,d 必须是沿 的距离。
3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则,即按平行四边形定则进行运算。
四、电场线(1)电场线:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致,这样的曲线就叫做电场线。
电场线是人们为了描述 而人为地画出来的,电场中并非真正存在着这样一些曲线。
它可以形象直观地反映电场的 和 。
(2)电场线的性质:电场线起始于 (或无穷远处);终止于 (或无穷远处)。
其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。
疏密程度反映了电场的 ,电场线密集的地方场强 ;电场线稀疏的地方场强 。
在没有电荷的空间,电场线不能 ,两条电场线不能 。
(3)与电势的关系:在静电场中,电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。
顺着电场线的方向电势越来 ,但顺着电场线的方向场强 越来越小。
(4)电场线和电荷在电场中的运动轨迹是 的,它们只有在一定的条件下才能重合。
即:①电场线是 。
②电荷的初速度为零或不为零,但速度方向和电场线 。
③电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。
只有同时满足这三个条件,轨迹才和电场线重合。
【典型例题】例1:如图1-1所示,有两个带电小球,电量分别为+Q 和+9Q ,在真空中相距0.4m 。
如果引进第三个带电小球,正好使三个小球都处于平衡状态,第三个小球带的是哪种电荷应放在什么地方电量是Q 的几倍A CB (图1-1)(1)审题(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)+Q +2QA C DB (2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程例2:(2004·广西模拟)如图1-2所示, 初速度为υ的带电粒子,从A 点射入电场, 沿虚线运动到B 点,判断: (1)粒子带什么电(2)粒子加速度如何变化(3)画出A 、B 两点的加速度方向。
图1-2(1)审题(写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程)(2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程例3:如图1-3所示,A 、B 两点放有电荷量+Q 和+2Q 的点电荷,A 、B 、C 、D 四点在同一直线上,且AC=CD=DB ,将一正电荷从C 点沿直线移到D 点,则( )A 、电场力一直做正功B 、电场力先做正功再做负功C 、电场力一直做负功 图1-3D 、电场力先做负功再做正功(1(2)分析(合理分段,画出示意图,并找出各段之间的连接点)(3)解题过程【针对训练】1、真空中有两个相同的金属小球A 和B ,相距为r ,带电量分别是q 和2q ,但带何种电荷未知,它们之间的相互作用力大小为F ,有一个跟A 、B 相同的不带电的金属球C ,当C 跟A 、B 依次各接触一次后移开,再将A 、B 间距离变为2r ,那么A 、B 间的作用力大小可能是( )A 、5F/64B 、5F/32C 、3F/64D 、3F/162、如图1-4所示,绝缘的细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的近旁有一绝缘金属球b ,开始时,a 、b 都不带电,如图所示,现使b 带电则( )a b A P B A c d BA 、a 、b 间不发生相互作用B 、b 将吸引a ,吸住后不放开C 、b 立即把a 排斥开D 、b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开3、有关电场强度的理解,下述正确的是( ) A 、由FE q可知,电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比。
B 、当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C 、由E=Kq/r 2可知,在离点电荷很近,r 接近于零,电场强度达无穷大D 、电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关。
4、一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q 的正电荷,另一电荷量为q 的带正电的点电荷放在球心O 上,由于对称性,点电荷的受力为零,现在球壳上挖去半径为r 的小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为 (已知静电力常量为k ),方向 【能力训练】1、如图1-5所示为电场中的一根电场线,在该电场线上有a 、b 两点,用Ea 、Eb 分别表示两处场强的大小,则( )A 、a 、b 两点的场强方向相同B 、因为电场线由a 指向b ,所以Ea >EbC 、因为电场线是直线,所以Ea=Eb 图1-5D 、因为不知道a 、b 附近的电场线分布情况,所以不能确定Ea 、Eb 的大小关系。
2、在x 轴上有两个点电荷,一个带正电Q 1,另一个带负电-Q 2,且Q 1=2Q 2,用E 1和E 2分别表示两个点电荷所产生的场强大小,则在x 轴上( )A 、E 1=E 2之点只有一个,该处的合场强为零B 、E 1=E 2之点共有两处,一处合场强为零,另一处合场强为2E 2C 、E 1=E 2之点共有三处,其中两处合场强为零,另一处合场强为2E 2D 、E 1=E 2之点共有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2E 2 3、如图1-6所示,用两根细绳把两个带同 种电荷的小球悬挂在一点,A 球质量大于 B 球的质量,A 球所带的电荷量大于B 球 所带的电荷量。
两球静止时,A 、B 两球处在同一水平面上,悬线与竖直线的偏角分别为α和β,则( )A 、α>β B、α<β C、α=β D、无法确定4、如图1-7所示,直线A 、B 是一条电场线,在其上某点P 处由静止开始释放一负试探电荷时,它沿直线向B 处运动,对此现象,下列判断正确的是(不计电荷重力)A 、电荷一定向B 做匀加速运动B 、电荷一定向B 做加速度越来越小的运动C 、电荷一定向B 做加速度越来越大的运动D 、电荷向B 做加速运动,加速度的变化情况不能确定。
5、如图所示,A 、B 为带电量分别是Q和-Q 的两个等量异种点电荷,c 、d 为A 、 B 连线上的两个点,且Ac=Bd ,则c 、d 两点电场强度6、如图1-9所示,半径为r 的圆与坐标轴的交点分别为a 、b 、c 、d ,空间有与x 轴正方向相同的匀强电场,同时,在0点固定一个电荷量为+Q 的点电荷,如果把一个带电量为-q 的试探电荷放在c 点,则恰好处于平衡,那么该匀强电场的场强大小为 ,a 、d 两点的合场强大小分别为、 。
7、(2004·广东)已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为23e ,下夸克带电为13e -,e 为电子所带电荷量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离为L ,L=×10-15m 。
试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力( )8、两个质量都为m 的小球可视为质量,用长度都是L 的绝缘细线悬挂在同一点,使它们带上等量同种电荷,平衡时两悬线的夹角为2θ,求每个小球所带的电量。
9、一粒子质量为m ,带电量为+q ,以初速度V ,跟水平方向成45°角斜向上进入匀强电场区域,粒子恰沿直线运动,求这匀强电场场强的最小值,并说明其方向。
10、用三根长均为L 的细丝线固定两个质量为m 、带电量分别为q 和-q 的小球,如图1-10所示,若加一个水平向左的匀强电场,使丝线都被拉紧且处于平衡状态,则所加电场E 的大小应满足什么条件【学后反思】____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
参考答案自主学习一、电荷及电荷守恒1、两种 排斥 吸引 电荷量 191.610e C -=⨯ 元电荷图1-82、理想 大小 形状3、摩擦起电、感应起电、接触起电 电子的转移4、创造 消灭 转移 一部分 另一部分 保持不变 二、库仑定律1、点电荷 正比 二次方 连线 122Q Qk r9229.010/Nm C ⨯2、二次方 质量、距离、引 电荷量 引 斥力 三、电场强度1、电荷 电场力 电量 E=F/q N/C 力 强弱 本身的性质 位置 正电荷 负电荷 平行四边形2、任何形式 点电荷 匀强电场 电场线方向 四、电场线(1)切线 场强 电场 强弱 方向(2)正电荷 负电荷 场强 强弱 弱 中断 相交 (3)垂直 高 低 越低(4)不同 直线 平行 电场力 平行 典型例题例1 解析:此题考查同一直线上三个自由电荷的平衡问题。
如图所示,第三个小球平衡位置应在+Q 和+9Q 连线上,且靠近+Q 。
如图中C 点。
设AC=xm ,BC=()m ,对q 有:229(0.4)kQq k Q qx x =- 解得:x=0.1m要使+Q 平衡q 须是负电荷,对+Q 有: 2290.4k Q Q q Qkx = 解得916q Q =即第三个小球带负电荷,电荷量是Q 的916倍,应放在+Q 和+9Q 的连线上且距+Q0.1m 处。
答案:负电荷例2 解析:此题考查电场线的特点及带电粒子在电场中运动受力和轨迹之间的关系。