电荷及其守恒定律 库仑定律 电场强度
（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？ ）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？ 电荷量：电荷的多少，简称电量。单位 库仑 电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑 C 比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值 比较电荷带电的多少 要比较的是其电荷量的绝对值 电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质 电荷量的正负不表示电荷量的大小 只代表电荷的性质 （2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？ ）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？ 一个电子所带电量 电量为元电荷 一个电子所带电量为元电荷 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍 3）元电荷的数值是多少？ （3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物 理学家测定的？ 理学家测定的？ 元电荷的值 e = 1.60 × 10 −19 C 美国科学家密立根 （4）什么是比荷？电子的比荷是多少？ ）什么是比荷？电子的比荷是多少？ 带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷
真空中； 2.点电荷 点电荷. 适用范围：1.真空中； 2.点电荷. 适用范围： 1.真空中
在空气中的结果与真空中相差很小， 在空气中的结果与真空中相差很小， 因此在空气中也可使用真空中的公式
新课标高中物理选修3－1
第一章 静电场
1.1 电荷及其守恒定律
一、电荷
1、自然界中有两种电荷 、 （1）正电荷： ）正电荷：
+ _
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷： ）负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
物质的微观结构是怎样的？ 物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因 是什么？ 是什么？ 正电） （正电） 原子的构成 质子 正电） （正电） 原子核 原子 中子 不带电） （不带电） 中性） （中性） 核外电子 负电） （负电） 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用 而脱离原子 摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上。 摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上。 电子从一个物体转移到另一个物体上 得到电子： 得到电子：带负电 失去电子： 失去电子：带正电
摩擦起电的本质： 摩擦起电的本质： 电子的转移。 电子的转移。原来电中性的物体 得到电子则带上负电， 得到电子则带上负电，失去电子的带 上正电。 上正电。 摩擦起电的结果： 摩擦起电的结果： 两个相互摩擦的物体带上等量异 种电荷。 种电荷。 感应起电——金属导电机理 感应起电——金属导电机理？ 金属导电机理？
√
√
A.导体 带负电 导体B带负电 导体 带负电; B.导体 左端出现负电荷 右端出现正电 导体B左端出现负电荷 导体 左端出现负电荷,右端出现正电 并且电荷量大小相等; 荷,并且电荷量大小相等 并且电荷量大小相等 C.若A不动 将B沿图中虚线分开 则左边 不动,将 沿图中虚线分开 沿图中虚线分开,则左边 若 不动 的电荷量小于右边的电荷量; 的电荷量小于右边的电荷量 D.若A、B接触一下 、B金属体所带总 接触一下,A、 金属体所带总 若 、 接触一下 电荷量保持不变. 电荷量保持不变
4、元电荷： 电荷量e = 1.60 × 10
或者等于e，或者是e的整数倍.
−19
C称为元电荷.
5、电子和质子的电荷量均为e，所本粒子时，为了方 科学家在研究原子、原子核及基本粒子时， 常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷， 便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下 列论述正确的是： 列论述正确的是： A、把质子或电子叫元电荷． 把质子或电子叫元电荷． 的电量叫元电荷． 1.60× B、1.60×10-19C的电量叫元电荷． 电子带有最小的负电荷， C、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷． 的绝对值叫元电荷． 质子带有最小的正电荷， D、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷． 的绝对值叫元电荷．
研究仪器： 研究仪器：库仑扭秤
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力， 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。 二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
库仑定律
q1q2 大小： F = k 2 r
3、接触带电 两个完全相同的带电导体,接触后再分开 两个完全相同的带电导体 接触后再分开 完全相同的带电导体 接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配 接触后 +QQ +Q + 再分开 接触后 +Q -3Q 再分开 电荷从一个物体转移到另一个物体 -Q -Q
1 Ｑ 2
1 Ｑ 2
三种带电方式 (1)摩擦起电： 摩擦起电： 摩擦起电
库仑的实验
研究方法： 研究方法：控制变量法 1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变， 结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r 的距离r，从实验结果中库仑得出静电力 与距离的平方成反比， 与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
2.F与q有关
结论：保持两球间的距离不变， 结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量， 电量，从实验结果中库仑得出静电力与 电量的乘积成正比， 电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
5、图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属 它们靠近带正电荷的金球C 球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况 判断A 两球的带电情况： 中，判断A、B两球的带电情况： 接触后分开，再移去C （1）A、B接触后分开，再移去C， 正电 负电 A________，B______； 则A________，B______； 接触，先移去C 再把AB分开， AB分开 （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 不带电 不带电 A_______，B_______． 则A_______，B_______． （3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C， 接触，用手指瞬间接触B后再移去C 负电 负电 A________， B_______； 则A________， B_______；
二、电荷守恒定律： 电荷守恒定律：
表述一： 表述一： 电荷既不能创造,也不能消灭 也不能消灭,它只能从一 电荷既不能创造 也不能消灭 它只能从一 个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分 个物体转移到另一个物体 或从物体的一部分 转移到另一部分,在转移的过程中 在转移的过程中， 转移到另一部分 在转移的过程中，系统的电 荷总数保持不变. 荷总数保持不变 表述二： 表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统， 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷 的代数和总是保持不变。 的代数和总是保持不变。
√
b
1.2 库仑定律
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用， 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 1、可能跟电荷电量有关 、 2、可能与两个电荷间的距离有关 、
探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明： 实验表明：电荷之间的作用力 （1）随电荷量的增大而增大 ） （2）随距离的增大而减少 ） 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 静电力
Q + A B
7、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带 用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒， 电验电器的金属小球a 电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触 一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A 一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A 和金箔b 和金箔b的带电情况是 （ ） A．a带正电，b带负电 带正电， 带负电， B．a带负电，b带正电 a C．a、b均带正电 c D．a、b均带负电 E．a、b均不带电
小 结
1、自然界存在两者电荷 正电荷： （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷： （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电 (2)感应起电 感应起电(3)接触起电 (1)摩擦起电 (2)感应起电-近异远同 (3)接触起电 电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统， 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统， 电荷的代数和总是保持不变。 电荷的代数和总是保持不变。
3、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和 三个塑料小球， 间都是相互吸引的，如果A C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正 电，则 ： A．B、C球均带负电 球带负电， B．B球带负电，C球带正电 球中必有一个带负电， C．B、C球中必有一个带负电，而另 一个不带电 D．B、C球都不带电
√
4、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架 、如图所示 、 是被绝缘支架分别架 起的金属球,并相隔一定 起的金属球 并相隔一定 + + 距离,其中 带正电,B不 其中A带正电 距离 其中 带正电 不 + A + B 带电,则以下说法中正确 带电 则以下说法中正确 + + 的是: 的是
金属导电机理： 金属导电机理： 金属内有自由移动的电子 自由电子 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
静电感应 一个带电体靠近金属导体时
A
B
A
B
先分开AB再拿走带电体，AB分别带上 分开 再拿走带电体， 分别带上 等量异性电荷。 等量异性电荷。
2、感应起电 （1）静电感应：把电荷移近不带电的导体， ）静电感应：把电荷移近不带电的导体， 可以使导体带电的现象，叫做静电感应． 可以使导体带电的现象，叫做静电感应． 规律：近端感应异种电荷， 规律：近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷 （2）感应起电：利用静电感应使物体带电， 感应起电：利用静电感应使物体带电， 叫做感应起电． 叫做感应起电．
√ √ √
√ √ √
2、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分 把两个完全相同的金属球A 接触一下， 开一段距离，发现两球之间相互排斥， 开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B 两球原来的带电情况可能是 （ ） A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 一个带电， D．一个带电，另一个不带电
电场力及电场强度
q1 1 1 a a 2 4b 3 10 8 9 10 16 4 10 15 2 2
C，根号中
的数值小于0，经检查，运算无误。试指出求解过程中的问 题并给出正确的解答。
【答案】 q1=5×10-8 C;q2=2×10-8 C；q1、q2异号
库仑力作用下平衡
适用条件
比较决 定因素 相同点
一切电场
电场本身决定， 与q无关
①真空； ②点电荷
场源电荷Q和场源电荷到 该点的距离，单位：1 N/C=1 V/m
使用以上三个公式时一定要注意它们的适用条件。
电场的叠加
【例3】如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q， 半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心 轴上的一点，OP=L，试求P点的场强大小。
库仑定律的应用
【例1】两个分别带有电荷量-Q和+3Q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 r/2，则两球间库仑力的大小为( ) A.(1/12)F B.(3/4)F C.(4/3)F D.12F
静电场部分考点
二、库仑定律与库仑力 1.库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们 离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 Q Q 数学表达式为， Fi.其中比例常数k叫静电力常量 ii.方向在它们的连线上，作用力与反作用力 iii.适用条件 (1)真空 (2)点电荷 1.不能认为r趋向于0时，f趋向于无穷大，因为此时电荷已失去了作为点电荷的前提条 件，此时库仑定律已不再适用。 2.对于距离相近的两带电导体球之间的库仑力可定性比较。 2.库仑力 同重力、弹力、摩擦力一样是按作用性质分类的力。 同其他力一样遵循牛顿第三定律。 在实际应用时与其他力一样，对物体的平衡或运动起着独立作用，受力分析时不能漏掉 课时作业二十剩余部分
1．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是（ D ） A．一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则场强大 B．在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零 C．电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力为零 D．一检验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
考点二：电场强度和电场线
1.电场强度 A.描述电场强弱和方向的物理量。 B.定义式为 E=F/q C.由电场本身决定，与q和F无关 D.为矢量，规定正电荷在该点的受力方向为该点的电场强度方向。电场强度的叠加遵 循平行四边形法则。
PS:电场强度的表达式 定义式：E=F/q 决定式：E=kQ/r2 计算式：E=U/d
1.半径相同的两个金属小球A,B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力 大小为f，今用第三个半径相同的不带电小球先后与A,B两球接触后移开，这时A,B两球 之间的作用力大小是 A A.吸引力F/8 B.吸引力F/4 C.排斥力3F/8 D.排斥力3F/4
高中物理专题静电场考点归纳
高中物理专题——静电场考点归纳今日知识清单，静电场考点归纳中的第一节：电场力的性质、第二节：电场能的性质和第三节：电容器与电容带电粒子在电场中的运动同学们可以学习起来了！第一节电场力的性质【基本概念、规律】一、电荷和电荷守恒定律1．点电荷：形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷．2．电荷守恒定律(1)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．二、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 r2(q1q2)，式中的k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1)点电荷；(2)真空．三、电场强度1．意义：描述电场强弱和方向的物理量．2．公式(1)定义式：E＝q(F)，是矢量，单位：N/C或V/m.(2)点电荷的场强：E＝k r2(Q)，Q为场源电荷，r为某点到Q的距离．(3)匀强电场的场强：E＝d(U).3．方向：规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向．四、电场线及特点1．电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．2．电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处．(2)电场线不相交．(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大．(4)沿电场线方向电势降低．(5)电场线和等势面在相交处互相垂直．3．几种典型电场的电场线(如图所示)【重要考点归纳】考点一对库仑定律的理解和应用1．对库仑定律的理解(1)F＝k r2(q1q2)，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距．(2)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．2．电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触，则其电荷量平分．(2)两个带异种电荷的相同金属球接触，则其电荷量先中和再平分．考点二电场线与带电粒子的运动轨迹分析1．电荷运动的轨迹与电场线一般不重合．若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满足的情况下两者重合：(1)电场线是直线．(2)电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行．2．由粒子运动轨迹判断粒子运动情况：(1)粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切．(2)由电场线的疏密判断加速度大小．(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化．3.求解这类问题的方法：(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景．(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况．考点三静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同，只不过是多了静电力而已．2.(1)解决静电力作用下的平衡问题，首先应确定研究对象，如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”．(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关；库仑力大小随距离变化而变化．考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【思想方法与技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题．利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的特点，出奇制胜，快速简便地求解问题．第二节电场能的性质【基本概念、规律】一、电场力做功和电势能1．电场力做功(1)特点：静电力做功与实际路径无关，只与初末位置有关．(2)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离．②WAB＝qUAB，适用于任何电场．2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功．(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB＝E p A－E p B＝－ΔE p.(3)电势能具有相对性．二、电势、等势面1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取不同而不同．2．等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．(2)特点①在等势面上移动电荷，电场力不做功．②等势面一定与电场线垂直，即与场强方向垂直．③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方，电场线越密)．三、电势差1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力所做的功WAB与移动的电荷的电量q的比值．3．电势差与电势的关系：UAB＝φA－φB，UAB＝－UBA.4．电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积，即UAB＝Ed.特别提示：电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无关，但电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电势差与零电势点的选取无关．【重要考点归纳】考点一电势高低及电势能大小的比较1．比较电势高低的方法(1)根据电场线方向：沿电场线方向电势越来越低．(2)根据UAB＝φA－φB：若UAB＞0，则φA＞φB，若UAB＜0，则φA＜φB.(3)根据场源电荷：取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．2．电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加(与其他力做功无关)．(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大．考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1．几种常见的典型电场的等势面比较2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等；(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．考点三公式U＝Ed的拓展应用考点四电场中的功能关系1．求电场力做功的几种方法(1)由公式W＝Fl cos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eql cos α.(2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场．(3)由电势能的变化计算：WAB＝E p A－E p B.(4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔE k.注意：电荷沿等势面移动电场力不做功．2．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系．(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系．(4)有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒．【思想方法与技巧】E－x和φ－x图象的处理方法1．E－x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律．(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向．(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．2．φ－x图象(1)描述了电势随位移变化的规律．(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向．(3)斜率的大小表示场强的大小，斜率为零处场强为零．3.看懂图象是解题的前提，解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义．第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【基本概念、规律】一、电容器、电容1．电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成．(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值．(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．2．电容3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两极板间距离成反比．二、带电粒子在电场中的运动1．加速问题2．偏转问题(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场．(2)运动性质：匀变速曲线运动．(3)处理方法：利用运动的合成与分解．①沿初速度方向：做匀速运动．②沿电场方向：做初速度为零的匀加速运动．特别提示：带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．【重要考点归纳】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1．确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．(1)保持两极板与电源相连，则电容器两极板间电压不变．(2)充电后断开电源，则电容器所带的电荷量不变．5.在分析平行板电容器的动态变化问题时，必须抓住两个关键点：(1)确定不变量：首先要明确动态变化过程中的哪些量不变，一般情况下是保持电量不变或板间电压不变．(2)恰当选择公式：要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化，还要应用E＝d(U)，分析板间电场强度的变化情况．考点二带电粒子在电场中的直线运动1．运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动．(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动．2．分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动情况．(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解．此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．(3)对带电粒子的往返运动，可采取分段处理．考点三带电粒子在电场中的偏转1．基本规律设粒子带电荷量为q，质量为m，两平行金属板间的电压为U，板长为l，板间距离为d(忽略重力影响)，则有【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1．注重全面分析(分析受力特点和运动特点)，找到满足题目要求所需要的条件．2．比较通过电场的时间t与交变电场的周期T的关系：(1)若t≪T，可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变，等于刚进入电场时刻的场强．(2)若不满足上述关系，应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性．对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则，直接求解产生的电场强度较困难，若采取割或补的方法，使之具有某种对称性，从而使问题得到简化．二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型．对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大．若采用“等效法”求解，则过程往往比较简捷．2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路：(1)求出重力与电场力的合力F合，将这个合力视为一个“等效重力”．(2)将a＝m(F合)视为“等效重力加速度”．(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解．。
高中物理：《库仑定律电场强度》知识点总结
一、电荷守恒与库仑定律1. 自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．电荷间相互作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸．电荷量为e＝1.6×10－19C称为元电荷，任何物体所带电荷量都是元电荷的整数倍．2. 摩擦起电、感应起电和接触带电等现象的本质都只是电荷的转移．3. 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能是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，系统的电荷代数和不变，这就是电荷守恒定律．电荷守恒是自然界的普遍规律，不仅适用于宏观系统，也适用于微观系统，例如两个物体间电荷的转移，摩擦起电，带电导体间的接触或连接，电容器连接时的电荷重新分布转移等．在求解这类问题时，可以利用下面的结论：完全相同的带电小球相接触，电荷量的分配规律为：同种电荷总电荷量平分，异种电荷先中和再平分．4. 库仑定律：公式：，静电力常量：k＝9×109Nm2／C2．该定律适用于真空中两点电荷之间，Q1、Q2只需用绝对值代入即可求得作用力大小，方向由两电荷的电性判断，两电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力．有时可将物体等效为点电荷．但“点”的位置与电荷分布有关．点电荷是一理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而使用库仑定律，否则不能使用．例 1. 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量＋7Q，B带电荷量－Q，C不带电，将A、B固定起来，然后让C球反复与A、 B两球接触，最后移去C球，试问A、B两球间的库仑力变为原来的多少倍?解析：题中所说的C与A、B反复接触之意，隐含了一个条件：A、B原先所带电荷量的总和，最后在三个相同的小球上均分，所以A、B两球最后带的电荷量均为，A、B两球原先有引力。
A、B两球最后的斥力以上两式相除可得：，即A、B间的库仑力变为原来的。
答案：例 2. 半径均为r的金属球如图所示放置，使两球的边缘相距为r，今使两球带上等量的异种电荷Q，设两电荷Q间的库仑力大小为F，比较F与的大小关系．解析：如果电荷能全部集中在球心处，则二者相等。
库仑定律及场强
（一）电荷库仑定律1、电荷守恒定律和元电荷自然界中只有两种电荷，正电荷和负电荷。
电荷的多少叫做电荷量，正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
使物体带电的方法有：（1）摩擦起电；（2）接触带电；（3）感应起电。
不管哪种方式使物体带电，都是由于电荷转移的结果。
元电荷e=1.60×10－19C.2、电荷守恒定律电荷既不能创造，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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
这个结论叫做电荷守恒定律。
3、比荷：带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比，叫做该粒子的比荷。
4、库仑定律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，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（1）公式（2）k=9.0×109N·m2/c2（3）适用于点电荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸5、由于物体带电是由于电荷的转移，可知，物体所带电荷量或者等于电荷量e，或者等于电荷量e的整数倍。
电荷量e称为元电荷，e=1.60×10－19C，比荷C/kg.6、点电荷：如果带电体的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不计。
这样的带电体可看作点电荷，它是一种理想化的物理模型。
（二）电场电场强度1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。
2、电场是一种特殊的物质形态。
3、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。
（1）公式（2）单位V/m1V/m=1N/C（3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。
4、点电荷电场的场强5、电场的叠加原理：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。
这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
高中电学知识点
高中电学知识点一、静电学1. 电荷与库仑定律- 电荷的存在- 电荷守恒定律- 库仑定律及其公式：\( F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \)2. 电场与电场线- 电场的定义- 电场线的绘制- 电场强度的计算：\( E = \frac{F}{q} \)3. 电势能与电势- 电势能的定义- 电势的计算- 电势差与电压的关系4. 电容与电容器- 电容的定义- 电容器的工作原理- 电容的计算公式：\( C = \frac{Q}{V} \)二、直流电路1. 欧姆定律- 欧姆定律公式：\( V = IR \)- 电阻的计算2. 串联与并联电路- 串联电路的总电阻计算- 并联电路的总电阻计算3. 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律4. 电功率与能量- 电功率的计算：\( P = IV \)- 电能的计算：\( W = Pt \)三、磁场与电磁感应1. 磁场与磁力线- 磁场的定义- 磁力线的绘制- 磁通量的计算2. 安培定律与洛伦兹力- 安培定律公式：\( F = BIL \) - 洛伦兹力的计算3. 法拉第电磁感应定律- 法拉第感应定律- 感应电动势的计算4. 楞次定律- 楞次定律的表述- 应用楞次定律判断感应电流的方向四、交流电路1. 交流电的基本概念- 交流电的定义- 正弦波形的理解2. 电阻、电感、电容在交流电路中的行为 - 阻抗的概念- 电感的阻抗计算- 电容的阻抗计算3. RLC串联与并联电路- RLC串联电路的共振频率计算- RLC并联电路的共振频率计算4. 交流电的功率- 有功功率的计算- 无功功率的计算- 视在功率的计算五、电磁波与现代通信1. 电磁波的产生与传播- 电磁波的基本特性- 电磁波的传播速度2. 电磁波谱- 不同类型电磁波的频率范围- 电磁波谱的应用3. 无线通信基础- 无线通信的原理- 调制与解调的概念4. 光纤通信- 光纤通信的原理- 光纤的优点以上是高中电学的主要知识点概述。
第1讲 库伦定律及电场强度
第1讲 库仑定律及电场强度姓名 学校 日期知识点一 电荷及其守恒定律一、静电现象1.摩擦起电：干燥的冬天，人经过铺有地毯的走道伸手接触金属门把手时，手有被麻的感觉，原因是人经过地毯时由于摩擦而带了________________.2.雷电：聚集在云层中的_______________在瞬间跃向另一云层或者大地时，而产生的强烈闪光和响声。
二、电荷1.物质的微观结构：原子核由带正电的______________和不带电的______________构成，质子和中子被______________紧密地束缚在一起。
核力来源于______________，所以原子核的结构一般很稳定的。
核外的电子靠质子的_________________维系在原子核附近，原子核的正电荷的数量与电子的负电荷的数量_____________，所以整个原子对外界表现为____________。
2.三种带点方式：（1)摩擦起电：用丝绸摩擦过的玻璃棒带______________，丝绸则带有_____________，这是因为______________上的部分电子转移到了_______________上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带_____________，毛皮带____________，这是因为毛皮上的电子转移到了橡胶棒上。
金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫___________。
失去电子的原子便成为带______________的_______________。
（2）感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使靠近带电体的一段带______________，远离带电体的一段带______________，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫做____________.（3）接触起电：不带电的物体与带电体接触，这种方式能使不带电的物体带上____________，称为______________。
电场中的几个物理量公式一览表
电 场基本定律库仑定律：F =221rQ KQ （方向：同性相斥异性相吸来判断 ） ☞ 求矢量， 计算不带符号电荷守恒定律力能性质综合应用①带电粒子在电场中： ⑴平衡⑵直线加速⑶偏转 ②电场中导体：静电感应静电平衡 静电屏蔽↑↓=感外合E E E - E 合=0，故到达静电平衡体内场定义式 U QU Q U Q U C ∆∆====2211 ③电容器电容 决定式 kdS C πε4=电容器问 题的动态 分析I 、电键S 闭合,U 保持不变↓−−→−↓−−−→−↑==Q C d CUQ kdSC πε4 ，E ↓= U /d （E 只跟d 有关） ↓−→−↓−→−↓Q C S ， E 不变II 、电键S 断开, Q 保持不变↑−−→−↓−−−→−↑==U C d CQU kd SC πε4S kQ Q d U E π4===与d 无关，但跟正对面积有关。
电场力 的性质定义式：E=F/q （适用任何电场，场强方向跟正电荷受力方向一致）☞ 求矢量， 不带符号场强电场力F ＝Eq （适用于任何电场）☞ 求矢量， 计算不带符号 F ＝k221rq q （真空中点电荷）☞ 求矢量， 计算不带符号真空中点电荷：E =2rKQ ☞ 求矢量， 计算不带符号匀强电场：E=U/d （d 为沿电场线方向的距离）☞ 求矢量， 计算不带符号 电场能 的性质qEd (匀强电场) ☞ 已考虑正负， 不带符号计算AB （适用任意电场）☆☆☆☆☆ 计算时需要代入正负号☜W AB =FScos α(匀强电场)电场力做功-qEd (匀强电场) ☞ 已考虑正负， 不带符号计算W AB =ΔE P =–（E pB – E pA ）= E pA –E PB 电场力做的功等于电势能的减少量←从能的角度看电势能 ①ΔE P =W 电 ，与W 的关系： 电场力做正功，电势能减小 ，做负功，电势能增加A PA q E ϕ= ，B PB q E ϕ= 计算起来特别的方便☆☆☆☆☆ 计算时需要代入正负号☜②电荷在某点的电势能：等于静电力把它从该点移到零势能参考面面电场力所做的功加 若E PB =0 ，则B A pA W E →=，若0=∞p E ，则∞→=A pA W E （正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大） 电势ϕq EPA A =ϕ 电场中沿电场线的方向，电势逐渐降低☆☆☆☆☆ 计算时需要代入正负号☜ B A ABU ϕϕ-=BABA Uϕϕ+=,通过电势差求电势电势差 U AB = Ed (匀强电场) BA ABUϕϕ-=qW U ABAB =☆☆☆☆☆ 计算时需要代入正负号☜☞ 计算的时候确保U 为正值， 则不带符号计算。
静电场的基本概念
第二章 静电场2.1 静电场的基本概念基本内容和要求：（1）电荷守恒定律；库仑定律。
（2）电场强度的定义；场强迭加原理。
（3）点电荷系、简单带电体的场强计算。
一、 电荷及其量子化 电荷守恒定律二、库仑定律02211221r rq q k F F r r r =−=这里比例系数229/C m N 1000.9⋅×=k041πε=k22120m /N C 1085.8⋅×=−ε 真空介电常数注意：库仑定律只适用于点电荷！三、电场 电场强度1 试验电荷：电量足够小的点电荷注：（1）电场强度反映电场固有性质。
（2）电场强度的单位：N/C 或V/m3 E q F r r 0=四、场强计算 1 点电荷的场强=02004r rqq F r r πε这里是场源到场点．．．．．P ．的单位矢量．．．．．r r 注：点电荷的电场是球对称场。
2 场强迭加原理⇒=∑i F F r r ∑=i E E r r这里i F r是第i 个电荷单独存在时对试验电荷的作用力；i E r是第i 个电荷单独存在时在场点P 产生的场强。
这里是到场点P 的单位矢量。
i r ri q 4 连续带电体的场强体分布：dV dq e ρ= （e ρ电荷体密度） 面分布：dV dq e σ= （e σ电荷面密度） 线分布：dV dq e λ= （e λ电荷线密度）例1 电偶极子在轴线上的场强。
θcos 22++−+−==+=E E E E E x x x x 0=+=−+y y y E E E)4(4220ly q E +=+πε，2/122)4(2cos l y l +=θ所以 2/3220)4(4l y qlE +=πε，沿轴负向x 讨论： 若，则y l <<304yql E πε≈定义电偶极距 l q p r r=，304yp E πεr r −≈例2 均匀带电细棒的场强分布。
204rdydE πελ= θθπsin )sin(dE dE dE x =−= θθπcos )cos(dE dE dE y =−−=因为y r a r =−=−)cos()sin(θπθπ 所以θθctg sin /a y a r −==即，因此 θθd a dy 2csc =ad dE 04πεθλ=最后得到)cos (cos 4sin 4210021θθπελθθπελθθ−===∫∫ad a dE E x x)sin (sin 4cos 4120021θθπελθθπελθθ−===∫∫ad a dE E y x 讨论：（1）P 点在细棒的中垂面上，21θπθ−=所以 10cos 2,0θπελaE E x y == （2）无限长的均匀带电细棒，πθθ==21,0，所以 0=y E（3）P 点在细棒的延长线上。
2013电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度学案
2012珠海四中电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度学案【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： 、 、 ，其实质都是 。
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Q 1、Q 2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 。
2、电场强度的几个公式（1）F E q=是电场强度的定义式，适用于 的静电场。
（2）2Q E 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）U E 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__________定则进行运算。
四、电场线电场线：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 。
1电场线的特点(1)电场线从______或无限远处出发，终止于______或无限远处．(2)电场线在电场中不相交．(3)在同一电场里，电场线____的地方场强越大．(4)________的电场线是均匀分布的平行直线．(5)电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场________．2几种常见的电场线(注意电场线的分布特点,包括特殊点\线)【典型例题】1．(广东2010)图8是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是A.a点的电势高于b点的电势B.该点电荷带负电C.a点和b点电场强度的方向相同D.a点的电场强度大于b点的电场强度2.(广东2011)图8为静电除尘器除尘机理的示意图。