高中物理选修3-1系列课件-第一章-第一～三节-习题课

物理选修3-1系列课件配人教版第一章静电场第一～三节习题课·复习回顾一、三种起电方式自然界中只有两种电荷，即正电荷和负电荷。规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。1.摩擦起电2.感应起电3.接触起电【注意】这三种起电方式的本质都是电荷的转移，并没有电荷的生成。二、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不能消灭，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种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。三、元电荷1.电荷量：电荷的多少叫电荷量，常用符号Q或q表示，单位是库(仑)，用符号C表示。2.元电荷：电子所带的电荷量是最小电荷量，人们把这个最小电荷量叫做元电荷。所有带电体的电荷量都是e或者是e的整数倍。经测定，e=1.60×10-19C.3.比荷(核质比)带电体的带电荷量q与其质量m之比叫做比荷，也称作核质比。比荷一般是针对电子等微观粒子而言的。四、点电荷1.定义：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的电，叫做点电荷。2.小结：点电荷是一个理想模型，它是一个没有形状和大小而只带有电荷的物体。五、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。这一规律叫做库仑定律。电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。2.公式：库仑力（静电力）的大小：F=———————Q1Q2r23.方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。4.选用条件：真空中的点电荷。在干燥的空气中，库仑定律也近似适用，库仑就是在空气中做扭秤实验的。5.静电力与万有引力的对比静电力万有引力不同点静电力与两物体的电荷量有关，可能是吸引力，也可能是排斥力，库仑定律适用于真空中的点电荷万有引力与两个物体的质量有关，只能是引力，万有引力定律适用于质点或质量分布均匀的球体相同点①静电力和万有引力都与距离的二次方成反比，都与相关物理量的乘积成正比②力的方向都在两物体的连线上【提示】微观粒子之间的静电力远远大于万有引力，在研究微观粒子间的相互作用时，万有引力可以忽略不计。六、电场和电场的基本性质19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。1.产生：电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，电荷与电荷之间的力的作用通过电场来实现。静止电荷周围的电场称为静电场。2.基本性质：电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。【说明】①电场是一种特殊的物质，看不见摸不着，并非由分子、原子组成，但客观存在。②电场力：电场位于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。库仑力就是电场力。七、电场强度1.定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。2.大小：E=3.单位：V/m，1N/C=1V/m。4.方向：电场中某点场强方向规定为与放在该点的正电荷受到的静电力方向一致，与负电荷受力方向相反。5.物理意义：描述电场力的性质的物理量，是矢量。———Fq6.E=变形为F=qE表明：如果已知电场中某点的场强E，便可计算在电场中该点放任何电荷量的带电体所受的电场力大小，即场强E是反映电场力性质的物理量。7.试探电荷：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷，也叫“检验电荷”。8.场源电荷：被检验的电场是由电荷Q所激发的，电荷Q称为场源电荷，也叫“源电荷”。qF———八、电场力1.由电场强度的定义式E=，可导出电场力F=qE。2.电场力是性质力，与重力（G）、弹力（F弹）、摩擦力（f）一样，遵循力学的一切规律。3.电场力是由电荷和场强共同决定的，而场强是由电场本身决定的。4.对公式E=的理解：（1）此公式是电场强度的定义式，适用于一切电场。F———qF———q（2）电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量、电性、所受静电力F的大小及是否存在无关，所以不能说E∝F或F∝。（3）由此公式可求出电场强度的大小，其方向需另行判定。（4）如果已知电场中某点的电场强度E，由F=qE便可计算在电场中该点任何带电体（所带电荷量已知）所受的静电力的大小。q———1九、点电荷电场的场强场源电荷Q与试探电荷q相聚为r，则它们相互间的库仑力F=k=q·k，所以电荷q处的电场强度E==kQq————r2r2————QFQ——————Qr2十、电场线1.定义：电场线是画出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.特点：（1）电场线总是从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，因此，电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线。（2）电场中的电场线永远不会相交。（3）在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大，电场线越稀的地方，场强越小。3.【温馨提示】（1）电场中实际并不存在电场线，电场线是形象描述电场的有效工具。（2）电场线不是电荷的运动轨迹。电场线运动轨迹客观性电场中并不存在，是为研究电场方便而人为引入的粒子在电场中的运动轨迹是客观存在的切线意义曲线上各点的切线方向即为该点的场强方向，同时也是正电荷在该点的受力方向，即正电荷在该点产生加速度的方向轨迹上每一点的切线方向即为粒子在该点的速度方向，但加速度的方向与速度的方向不一定相同电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的比较十一、匀强电场1.定义：如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。2.匀强电场的性质：（1）因场强的大小相等、方向相同，故匀强电场的电场线是间距相等的互相平行的直线。（2）带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用。【习题课】拔高习题1.（2012•浙江）用金属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，将笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示．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ABC【解析】笔套与头发摩擦后，摩擦使笔套带电，故A正确；带电的笔套靠近圆环时，圆环感应出异号电荷，故B正确；当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，产生了加速度，故C正确；笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被中和，还带电，故D错误．故选ABC。2.（2013•徐汇区一模）下列实验中准确测定元电荷电量的实验是（）A．库仑扭秤实验B．密立根油滴实验C．用DIS描绘电场的等势线实验D．奥斯特电流磁效应实验B3.（2006•北京）使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）A.B.C.D.【解析】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷；故只有B符合条件．故选B．B5.（2014•闸北区二模）如图（a）所示，A、B为用两个绝缘细线悬挂起来的带电绝缘小球，质量mA＜mB．当在A球左边如图位置放一个带电球C时，两悬线都保持竖直方向（两悬线长度相同，三个球位于同一水平线上）．若把C球移走，A、B两球没有发生接触，则（b）图中（图中α＞β）能正确表示A、B两球位置的图是（）A.B.C.D.A【解析】存在C球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，说明A球带负电而B球带正电，去掉C球后，两球将互相吸引．又由于两球质量mA＜mB，在平衡时B球的悬线与竖直方向间的夹角小，由于（α＞β），因此A选项正确．故选A．6.（2013•江苏）下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是（）4——1——41A.B.C.D.B7.如图所示，空间中A、B、C三点连线恰构成一直角三角形，且∠C=30°，AB=L，在B、C两点分别放置一点电荷，它们的电荷量分别是+Q和-Q．（静电力常量为k）求：（1）斜边AC的中点D处的电场强度；（2）要使D点的电场强度方向与AB平行，可在A点放置一点电荷，试确定其电荷量和电性．【答案】（1），水平向右.（2）电荷量为2Q，负电荷.—————————L2kQ√3——--谢谢观赏！Thankyou！