【课 题】电场力的性质
【导学目标】
1、掌握库仑定律及其简单应用。
2、理解电场、电场强度的概念;知道电场线的特征及典型电场的电场线分布。
【导入】
一、 电荷 电荷守恒定律
1.元电荷:电子所带电荷量 e=1.60 × 10-19C;二、
2.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消失,它们只能从________转移到
__________,或者从____________转移到_____________,电荷的总量保持不变。
二、库仑定律
1.库仑定律的内容:真空中两个点电荷间的相互作用力,跟___________成正比,跟___________成反比,作用力的方向在___________。表达式为:____________。
2.适用条件:库仑定律适用于_________________。对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律.
3.关于静电常量k:k为静电常量,在国际单位制中,k=________.
三、电场、电场强度
1、电场:电荷或带电体周围存在的一种特殊物质。 电场最基本的性质是_____
2.电场强度
(1)定义和定义式:放入电场中某点的电荷所受_______与_________的比值,叫电场强度.用____________表示.其定义式为_________
(2)矢量性:电场强度是矢量,方向与__________________________
【导疑】E与检验电荷所受电场力___________关,与检验电荷所带电荷量_______关.电场强度是由_____________决定的。
四、电场线及其性质
1.电场线:在电场中画出的一系列从_________到_________终止的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟___________一致,此曲线叫电场线.
2.电场线的性质
(1)电场线是为了形象地描述________而假想的、实际不存在的。
(2)电场线的疏密表示该点的___________,某点的切线方向表示__________.它不表示电荷在电场中的运动轨迹。
(3)在静电场中,电场线不中断.电场线也不会相交、相切。
3.常见的几种电荷周围的电场线(见教材)
【导研】
[例1] (常州市2009年度第一学期期末调研考试)两个相同的金属小球所带电量不同,小球间相距一定距离时有相互作用的库仑力。如果将它们相互接触一下,再放到原来的位置,则两金属小球之间库仑力的变化情况是( )
A、如果相互接触前库仑力是引力,则相互接触后库仑力仍是引力
B、如果相互接触前库仑力是引力,则相互接触后库仑力是斥力
C、如果相互接触前库仑力是斥力,则相互接触后库仑力一定减小
D、如果相互接触前库仑力是斥力,则相互接触后库仑力一定增大
[例2] 质量为m1、m2的小球分别带同种电荷q1和q2,它们用等长的细线吊在同一点O,由于静电斥力的作用,使m1球靠在竖直光滑墙上,m1的拉线l1呈竖直方向,使m2球的拉线l2与竖直方向成θ角,m1、m2均处于静止,如图所示.由于某种原因,m2球的带电量q2逐渐减少,于是两球拉线之间夹角θ也逐渐小直到零.在θ角逐渐减小的过程中,关于l1、l2中的张力T1、T2的变化是( )
A.T1不变,T2不变 B.T1不变,T2变小
C.T1变小,T2变小 D.T1变小,T2不变
[例3](09年上海物理)3.两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图( )
[例4] ab是长为l的均匀带电绝缘细杆,P1、P2是位于ab所在直线上的两点,位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为E2。若将绝缘细杆的右边l/2截掉并移走(左边l/2电量、位置不变),则P2处的场强大小为E‘则( )
A.E1>E2;E‘=E1-E2
B.E1>E2;E‘=E1+E2
C.E1
(1)两电荷间的库仑力的大小和小球所受的重力的大小
(2)缓慢拉动细线直到小球刚到滑轮的正下方,试证明这个过程中小球到A点的距离保持不变。
(3)缓慢拉动细线直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功是多少?
【导练】
1、(南通市2008~2009学年度第二学期高三年级统考)两个点电荷的质量分别为m1、m2,带异种电荷,电荷量分别为Q1,Q2,相距为d,在库仑力的作用下(不计万有引力)各自绕他们连线上的某一固定点,在同一水平面内做匀速圆周运动,已知m1的动能为Ek,则m2的动能为( )
A. B. C. D.
2、(南京市2009届高三第一次调研测试).在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中匀强电场中的a、b两点
3、(南京市2009届高三第二次调研测试) 如图所示,点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在CD之间运动的速度大小 与时间 的关系图像可能是( )
4、(江苏省泰州市2009届高三下学期第一次联考试卷)5.如图所示,有一带电量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d,+q到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是( )
A. B.
C.0 D.
5、(扬州市2008?2009学年度第一次调研测试试题).如图所示,半圆形塑料细环ab均匀带正电,C为其中点,O为圆心,下列说法正确的是( )
A.O点处的电场强度为零
B.O点处的电场强度不为零,方向向右
C.从O到c电势逐渐降低.
D.将电子从。沿半径移到c,电势能先减小后增加
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