当前位置:文档之家› 第七讲库仑定律与电场强度

第七讲库仑定律与电场强度

第七讲库仑定律与电场强度
第七讲库仑定律与电场强度

第七讲 库仑定律与电场强度

一.电荷、电荷守恒定律

元电荷:电荷量的电荷,叫元电荷。任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。

电荷守恒定律:

二.库仑定律

1.内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。

2.公式:

3.适用条件:①真空中<空气中也近似成立),②点电荷。

4.点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。三.库仑定律的应用

1.库仑电荷分配法:两个完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和在平均分配。

2.自由点电荷共线平衡问题

即共线平衡的三个自由电荷,电性是“两侧同,中间异”,电量是“夹小”—指中间电荷电量最小,“靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。 3.三自由点电荷共线不平衡<具有共同的加速度)问题

练习

1.关于点电荷,下列说法中正确的是(>

A .只有体积很小的带电体才能看成是点电荷

B .体积较大的带电体一定不能看成是点电荷

C .当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时,这两个带电体均可看成点电荷

D .当带电体带电量很少时,可看成点电荷

2.两个分别带有电荷量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2r

,则两球间库仑力的大小为<)A .112F B .34F C .43F D .12F

3.有两个点电荷所带电量的绝对值均为Q ,从其中一个电荷上取下△Q 的电量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来相比(>A .一定变大B .一定变小

C .保持小变

D .因为两电荷电性不确定,无法判断

4.<2018普陀一模)如图,在水平面上A 、B 、C 三点固定着三个电荷量

C 1060.119-?=e 叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k r Q Q k

F ??=

=

图4

为3Q 的正点电荷,将另一质量为m 的带正电的小球(可视为点电荷>放置在0点,OABC 恰构成一棱长为L 的正四面体。己知静电力常量为k ,重力加速度为g 。为使小球能静止在O 点,则关于小球所受电场力的合力方向和所带的电荷量,下列说法正确的是< ) A .所受电场力的合力方向竖直向上 B .所受电场力的合力方向竖直向下

C .电荷量为9kQ 62mgL

D .电荷量为18kQ 62

mgL

5.如图所示,竖直绝缘墙壁上有个固定的质点A ,在A 的正上方的P 点用丝线恳

挂另一质点B ,A 、B 两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角.

因为漏电,使A 、B 两质点的带电量逐渐减少,在电荷漏完之前悬线对悬点P 的

拉力大小(>A .逐渐减小B .逐渐增大

C .保持不变

D .先变大后变小

6.如图所示,两个点电荷Q A =2×10-8C ,Q B =-2×10-8C ,相距3cm ,在水平方

向的匀强电场作用下,A 、B 均静止且悬线都沿竖直方向,则外界场强的大小

和方向为<)A. 2×105N/C ,向左 B. 4×105N/C ,向左

C. 2×105N/C ,向右

D. 4×105N/C ,向右

7.如图所示,电量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点,两点相距L .在以L 为直径的光滑绝缘的半圆环上,穿有负点电荷q<不计重力)且在P 点平衡,PA 与AB 夹角为α,则应为<)A . B . C . D .

8.如图4所示,中子内有一个电荷量为 + 错误!e 的上夸克和两个电荷量为 -

错误!e 的下夸克,3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上,则上夸克所在处

的电场强度为<)A .错误!B .错误!C .错误!D .错误!9.两个相同的金属小球(可视为点电荷>所带电量之比为1:7,在真空中相距为

r ,把它们接触后再放回原处,则它们间的静电力可能为原来的(>A .4/7B .3/7C .9/7D .16/7

10. 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<)11.三个完全相同的金属小球A 、B 和C ,A 、B 带电后位于相距为r 的两处,A 、B 之间有吸12/Q Q αtan α2tan α3tan α4tan v

t

B

+Q +4Q

引力,大小为F.若将A球先跟很远处的不带电的C球相接触后,再放回原处,然后使B球

跟很远处的C球接触后,再放回原处.这时两球的作用力的大小变为F/2.由此可知A、B原来所带电荷是______<填“同种”或“异种”)电荷;A、B所带电量的大小之比是______.

12.如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电

荷,已知q1与q2之间的距离为l1,q2与q3之间的距离为l2.,

且每个电荷都处于平衡状态.(1>如q2为正电荷,则q1为______电荷,q3为______电荷.(2>q1、q2、q3三者电量大小之比是_________________.

13.如图,质量为m的小球A穿在光滑绝缘细杆上,杆的倾角为 ,

小球A带正电、电量为q,在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷,

A、B间竖直高度为H,整个装置处在真空中。将小球A由静止释放,

A下滑过程中电量保持不变,则球刚释放时的加速度大小为

____________;下滑过程中,当A球的动能最大时,A球与B点的距离为_____________。<已知静电力恒量为k、重力加速度为g)

14.如图所示,真空中两带等量同种电荷的小球,质量均为10g,它们分别

用长30cm的细线悬于同一点。平衡时B球偏竖直方向600,A球与绝缘墙

壁相接触,则两小球所带的电量为,OA绳的拉力为。

15.如图所示,一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷,另

一电量为+q的点电荷放在球心O上,因为对称性,点电荷受力为零,现在

球壳上挖去一半径为r

力的大小为,方向为。<设静电力恒量为k)

16.在光滑绝缘的水平面上有两个被束缚着的带有同种电荷的带电粒子A和B,已知它们的

质量之比m A∶m B=1∶3,撤除束缚后,它们从静止起开始运动,在开始的瞬间A的

加速度为a,则此时B的加速度为多大?过一段时间后A的加速度为a/2,速度为v0,则此时

B的加速度及速度分别为多大?

17.如图所示,三个可视为质点的金属小

球A、B、C,质量分别为m、2m和3m,B球带负电,电量为q,A、C不带电,用不

可伸长的绝缘细线将三球连接,将它们悬挂在O点.三球均处于竖直方向的匀强电

场中<场强为E).静止时,A、B球间的细线的拉力等于______;将OA线剪断后的

瞬间,A、B球间的细线拉力的大小为______.

18.如图,两个同样的气球充满氦气,气球带有等量同种电荷.两根等长的

细线下端系上5.0×103

kg的重物后,就如图所示的那样平衡地飘浮着,求每个气球的带电量为多少?

19.如图所示,两根光滑绝缘细棒在同一竖直平面内,两棒均与水平面成

450角,棒上各穿一质量为10g,带电量为10-7C正电荷的小球。<1)两球

在相距10cm的同一高度处刚要滑下时的加速度为多大?<2)若两球从

上述位置同时下滑,当它们相距多远时,两球的速度最大?20.在一个点电荷Q 的电场中,Ox 坐标轴与它的一条电场线重合,

坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为1.0m 和2.0 m 。已知放在A 、B 两点的检验电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同,电场力的大小跟检验电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a 、b 所

示,放在A 点的电荷带负电,放在B 点的电荷带正电。求:<1)A 点的电场强度的大小和方向。 <2)试判断点电荷Q 的电性,并确定点电荷Q 的位置坐标。 四.电场强度

1.物理意义:描述电场强弱和方向的物理量,是矢量.

2.定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q的比值,叫该点的电场强度.

3.定义式:F E q =,单位:V/m,N/C。此式适用于任何静电场电场。场强的大小和方向与检验电荷无关,由激发电场的场源电荷决定。

4.场强E 是矢量,方向规定为正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向。

5.叠加E=E1+E2+…<矢量和)空间同时存在多个电场时,合场强可用平行四边形定则计算.

6.特例:1)点电荷电场:E= 2Q

k

r

五.电场线

1.定义:在电场中画出一系列曲线,使曲线能形象的描述电场,这些曲线叫电场线。

2.作用:形象地描述电场;电场线上切线方向表示场强方向;电场线的疏密表示场强大小。

3.特点:1)不闭合<始于正电荷或无穷远处,终于负电荷或无穷远处)

2)不相交<空间任何一点只能有一个确定的场强方向) 3)沿电场线的方向,电势降低。4)匀强电场:电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线.4.注意:在一般情况下,电场线不是电荷的运动轨迹。仅当电场线是直线,不计电荷重力,电荷无初速或初速方向沿电场线方向时,电荷才会沿电场线运动。5.几种典型电场的电场线分布情况:

六.电场强度三个计算公式

1.定义式

F E q =

:适用一切电场,E 与试探电荷q 的电荷量及所受电场力F 无关,与试探

电荷是否存在无关.

A B C D

Q

1 -

Q 2

2.决定式

2Q E k

r =:只适应于真空中的点电荷,E 由场源电荷Q 及研究点到场源电荷的

距离r 有关. 3.关系式:

U

E d =;只适应于匀强电场,d 是指场中两点沿电场线方向上的距离. 练习

1.如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中,动能增加,则可以判断<) A .电场线方向由B 指向A

B .场强大小E A >E B

C .若Q 为负电荷,则Q 在B 点右侧

D .Q 不可能为正电荷

2.如右图,M 、N 和P 三点在以MN 为直径的半圈弧上,O 点为半圆弧的圆心,∠MOP =60°.两个电荷量相等、符号相反的点电荷分别置于M 、N 两点,这时O

点电场强度的大小为E 1;若将N 点处的点电荷移至P 点,则O 点的场场强

大小变为E 2,E 1与E 2之比为<)A.1∶2B.2∶1C.2:错误!D. 4:错误!

3.带电量为-q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的

垂线通过板的几何中心。若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,

带电薄板在图中b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为<)A.

,水平向右 B.,水平向左 C.,水平向左D.,水平向左 4.如图所示,+Q 1、-Q 2是两个点电荷,P 是这两个点电荷连线中垂线上的一点。图中所画P 方向可的是<)

5.右图为静电意图,m 金属管内两点.在P 、Q 两点加高电压时,金属管内空气电离.电离出来

的电子在电场力的作用下,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,导致煤粉

被吸附到管壁上,排除的烟就清洁了.就此示意图,下列说法正确的是

< )A.Q 接电源的正极,且电场强度E m =E n .

B..Q 接电源的正极,且电场强度E m >E n .

C.P 接电源的正极,且电场强度E m =E n .

D.P 接电源的正极,且电场强度E m >E n .

6.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板

是很长的条形金属板,图中直线ab 为该收尘板的横截面。工作时收尘板带

正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘2d kq 2d

kq 229d kq d kq +29d kq

板运动,最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列4幅图中可能正确的是<忽略重力和空气阻力)<)7.两带电量分别为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<)

8.如图所示,在两个等量同种正电荷M 、N 的连线上有A 、B 两点,已知MA=NB ,MA

分别为E P 和E Q ,电势分别为?P 和?Q 。则<)

A .E P >E Q ,?P >?Q

B .E P >E Q ,?P <?Q

C .E P <E Q ,?P >?Q

D .

E P <E Q ,?P <?Q

10.如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷,则图中a ,b 两点电场强度和电势均相同的是<)

11.

如图,

两等

量异

号的

点电

荷相距为2a 。M 与两点电荷共线,N 位于两点电荷连线的中垂线上,两点电荷连线中点到M 和N 的距离都为L ,且l

a 。略去()()/2n a L n ≥项的贡献,则两点电荷的合电场在M 和N 点的强度A .大小之比为2,方向相反

B .大小之比为1,方向相反

C .大小均与a 成正比,方向相反

D .大小均与L 的平方成反比,方向相互垂直

12.如图所示,在x 轴上关于原点O 对称的两点固定放置等量异种点

电荷+Q 和-Q ,x 轴上的P 点位于的右侧。下列判断正确

的是<) A .在x 轴上还有一点与

P 点电场强度相同

B .在x 轴上还有两点与P 点电场强度相同

C ) <

D )

p —

C .若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点,电势能增大

D .若将一试探电荷+q 从P 点移至O 点,电势能减小

13.如图所示,在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ,在x 轴上C 点有点电荷-Q ,且CO=OD , ∠ADO =60 .下列判断正确的是< ) A.O 点电场强度为零

B.O 点电场强度为零

C.若将点电荷+q 从O 移向C ,电势能增大

D.若将点电荷-q 从O 移向C ,电势能增大

14.ab 是长为l 的均匀带电绝缘细杆,P 1、P 2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P 1处的场强大小为E 1,在P 2处的

场强大小为E 2。则P 1、P 2处的电场强度方向_______<填“相同”

或“相反”)。若将绝缘细杆的左边

l /2截掉并移走<右边l /2电量、位置

不变)则P 2处的场强大小为_______。15.在如图

点电荷Q <图中未画出所在位置),

O 为x 轴坐标原点,A 、B 两点的坐

标分别为0.1m 和0.4m .放在A 、B

两点的检验电荷q 1、q 2受到的电场力跟它们所带电量的关系如图

16.如图所示,一对间距d =0.2m 、竖直放置的平行金属板M 、N 分别接于电路中的B 、P 两点,P 为变阻器R 2的中点,平行金属板的内部是绝缘<无电流通过)的,其间产生的电场可视为匀强电场。现将一带电小球c 用

质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点,小球质量m =1×10-6kg ,电量q =1×10-8C 。小球静止时悬线与竖直方向的夹角α=37°,变阻器R 2的总阻值为500Ω,定值电阻R 1=1480Ω,电源内阻r =20Ω。求:<1)小球所在位置电场强度E c 的大小;<2)电路中流经电阻R 1的电流强度;<3)电源电动势E 。

17.匀强电场中的A 、B 、C 三点构成一边长为a 的等边三角形,如图所示,

场强方向平行于纸面.具有初速度的电子在电场力作用下从B 到A 动能减少

E 0,质子在电场力作用下从C 到A 动能增加E 0,求匀强电场的场强.(重力

不计>18.如图所示,两块平行金属板A 、

B 彼此平行放置,板间距离为d

,两板

分别带有等量异种电荷,且A

板带正电,两板中间有一带负电的油滴P

,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60

°,把油滴从

P

静止释放,油滴可以打在金属板上,问:<1)油滴将

打在哪块金属板上?1 2

<2)油滴打在金属板上的速率是多少?

19.电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如图

21所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、

负电荷.油滴从喷雾器喷出后,因为摩擦而带电,油滴进入上板中央

小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两

金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力.

(1>调节两金属板间的电势差U,当u=U0时,使得某个质量为ml的

油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?

(2>若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量

为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q.

20.有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O

点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2Kg的带电小球A和B Array量分别为+q和-q,q=1.00×10-7C. A、B之间用第三根线连接起来. 空间中存

在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、

位置如图所示. 现将O、B之间的线烧断,因为有空气阻力,A、B球最后

会达到新的平衡位置.<忽略电荷间相互作用力)<1)在细线OB烧断前,

AB间细绳中的张力大小.<2)当细绳OB烧断后并重新达到平衡后细绳AB

中张力大小?<3)在重新达到平衡的过程中系统克服空气阻力做了多少的

功?

1.1库仑定律和电场强度

§1、1 库仑定律和电场强度 1.1.1、电荷守恒定律 大量实验证明:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,正负电荷的代数和在任何物理过程中始终保持不变。这个定律为电荷守恒定律,它是物理学的重要定律之一。 我们熟知的摩擦起电就是电荷在不同物体间的转移,静电感应现象是电荷在同一物体上、不同部位间的转移。此外,液体和气体的电离以及电中和等实验现象都遵循电荷守恒定律。 1.1.2、库仑定律 真空中,两个静止的点电荷1q 和2q 之间的相互作用力的大小和两点电荷电量的乘积成正比,和它们之间距离r 的平方成反比;作用力的方向沿它们的连线,同号相斥,异号相吸 2 21r q q k F = 式中k 是比例常数,依赖于各量所用的单位,在国际单位制(SI )中的数值为: 2 29/109C m N k ??=(常将k 写成 41πε = k 的形式,0ε是真空介电常数, 2 2 12 0/10 85.8m N C ??=-ε) 库仑定律成立的条件,归纳起来有三条:(1)电荷是点电荷;(2)两点电荷是静止或相对静止的;(3)只适用真空。 条件(1)很容易理解,但我们可以把任何连续分布的电荷看成无限多个电荷元(可视作点电荷)的集合,再利用叠加原理,求得非点电荷情况下,库仑力的大小。由于库仑定律给出的是一种静电场分布,因此在应用库仑定律时,可以把条件(2)放宽到静止源电荷对运动电荷的作用,但不能推广到运动源电荷对静止电荷的作用,因为有推迟效应。关于条件(3),其实库仑定律不仅适用于真空,也适用于导体和介质。当空间有了导体或介质时,无非是出现一些新电荷——感应电荷和极化电荷,此时必须考虑它们对源电场的影响,但它们也遵循库仑定律。 1.1.3、电场强度 电场的客观存在可由电场对处于其中的任意电荷的作用力来体现,为了从力的角度来

库仑定律电场力的性质

库仑定律 电场力的性质 一、库仑定律 电荷守恒定律 1.点电荷 有一定的电荷量,忽略形状和大小的一种理想化模型. 2.电荷守恒定律 (1)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. (2)带电实质:物体带电的实质是得失电子. (3)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. 3.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)表达式:F =k q 1q 2 r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫做静电力常量. (3)适用条件:①真空中;②静止;③点电荷. [深度思考] 计算两个带电小球之间的库仑力时,公式中的r 一定是指两个球心之间的距离吗?为什么? 答案 不一定.当两个小球之间的距离相对于两球的直径较小时,两球不能看做点电荷,这时公式中的r 大于(带同种电荷)或小于(带异种电荷)两个球心之间的距离. 二、电场、电场强度 1.电场 (1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质. (2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用. 2.电场强度 (1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值. (2)定义式:E =F q ,q 为试探电荷. (3)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.

3.场强公式的比较 4.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. 5.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较 连线上O点场强最小,指 1.定义 为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱. 2.电场线的三个特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远或负电荷处; (2)电场线在电场中不相交; (3)在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏. 1.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A

最新高二物理库仑定律与电场强度练习题

高一物理库仑定律练习题 一、电荷守恒定律和库仑定律 1.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.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:_____起电、_____起电、_____起电,其实质都是_______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。 5.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: 。 1.一个点电荷对放在相距10cm 处的另一个点电荷的静电力为F ,如果两个点电荷之间的距离减少到5cm ,此时它们之间的静电力为( ) A .2F B .4F C .F/2 D .F/4 2.如图所示三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上,q 2与q 3距离为q 1与q 2距离的2 倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电量之比为( ) A .―9:4:―36 B .9:4:36 C .―3:2:―6 D .3:2:6 3.取一对用绝缘支柱支持的金属导体A 和B ,使它们彼此接触,起初它们不带电,现 在把带正电荷的球C 移近导体A ,如图,用手触摸一下A ,放开手,再移去C ,再把A 和B 分开,此时A 和B 上带电情况是( ) A .A 和 B 都带负电 B .A 和B 不带电 C .A 带负电,B 不带电 D .A 和B 都带正电 4.图中A 、B 是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C .在下列情况中,判断 A 、 B 两球的带电情况: (1)A 、B 接触后分开,再移去C ,则A________,B______; (2)A 、B 接触,用手指瞬间接触B 后再移去C ,则A________,B_______; (3)A 、B 接触,用手指接触A ,先移去C 后再移去手指,则A_______,B_______ 5.中子内有一个电荷量为e 32+的上夸克和两个电荷量为e 3 1-的下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径 为r 的同一圆周上,如图1所示。图2给出的四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电作用力的是 6.两个点电荷,电量分别是q 1=4×10-9C 和q 2=-9×10-9C,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上, 要使一个点电荷放在某点恰好能静止不动,求这点的位置. 7.如图所示,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?

第七讲库仑定律与电场强度

第七讲 库仑定律与电场强度 一.电荷、电荷守恒定律 元电荷:电荷量的电荷,叫元电荷。任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。 电荷守恒定律: 二.库仑定律 1.内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。 2.公式: 3.适用条件:①真空中<空气中也近似成立),②点电荷。 4.点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。三.库仑定律的应用 1.库仑电荷分配法:两个完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和在平均分配。 2.自由点电荷共线平衡问题 即共线平衡的三个自由电荷,电性是“两侧同,中间异”,电量是“夹小”—指中间电荷电量最小,“靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。 3.三自由点电荷共线不平衡<具有共同的加速度)问题 练习 1.关于点电荷,下列说法中正确的是(> A .只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B .体积较大的带电体一定不能看成是点电荷 C .当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时,这两个带电体均可看成点电荷 D .当带电体带电量很少时,可看成点电荷 2.两个分别带有电荷量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2r ,则两球间库仑力的大小为<)A .112F B .34F C .43F D .12F 3.有两个点电荷所带电量的绝对值均为Q ,从其中一个电荷上取下△Q 的电量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来相比(>A .一定变大B .一定变小 C .保持小变 D .因为两电荷电性不确定,无法判断 4.<2018普陀一模)如图,在水平面上A 、B 、C 三点固定着三个电荷量 C 1060.119-?=e 叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k r Q Q k F ??= =

完整版库仑定律电场力的性质

库仑定律电场力的性质 一、库仑定律电荷守恒定律 1点电荷有一定的电荷量,忽略形状和大的二种理想化模型. 2. 电荷守恒定律 (1) 起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. (2) 带电实质:物体带电的实质是得失电子. (3) 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. 3. 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) 表达式:F = k q J q2,式中k= 9.0 x 109N?m/C2,叫做静电力常量. (3) 适用条件:①真空中;②静止;③点电荷. [深度思考]计算两个带电小球之间的库仑力时,公式中的r一定是指两个球心之间的距离吗?为什么? 答案不一定.当两个小球之间的距离相对于两球的直径较小时,两球不能看做点电荷,这时公式中的r大 于(带同种电荷)或小于(带异种电荷)两个球心之间的距离. 、电场、电场强度 1. 电场 (1) 定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质. (2) 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用. 2. 电场强度 (1) 定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值. (2) 定义式:E = q,q为试探电荷. ⑶矢量性:规定正虫荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.

3. 场强公式的比较 [适用于任何电场 "=石[与试探电荷是否存在无关 =八I iQ,f适用丁点屯荷产牛的电场 F= :E=^1Q为场源电荷的屯荷址 4 |适用于匀强电场 E=#Ju为荫点间的电弊差7为沿电场方向曲 I丨点间的S1离 4. 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. 5. 等量同种和异种点电荷的电场强度的比较 三、电场线 1. 定义 为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向,卫电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱. ______ 2. 电场线的三个特点 (1) 电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远或负电荷处: (2) 电场线在电场中不相交; (3) 在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线较密,电场强度较小的地方电场线较疏. _______

库仑定律优秀教案(教师版)

《库仑定律》教学设计 【教材分析】 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述,教材是从学生已有认识出发,采用了一个定性实验,进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和意义。 教学重点:库仑定律及其理解与应用 教学难点:库仑定律的实验探究 【教学过程】 引入新课——引入实验——库伦实验——库伦定律——对定律的解释——比较库伦定律与万有引力的区别——拓展库仑力作用下力学问题的求解方法 一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素 (一)定性实验探究: 探究一:影响电荷间相互作用力的因素 猜想:电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。 如何做实验定性探究? (1) 你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系? 学生:控制变量法。 (2) 请阅读教材,如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来? 学生:比较悬线偏角的大小 (3)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量? 定性实验结论: 电量q一定,距离r越小,偏角越大,作用力F越大。 距离r一定,电量q增加,偏角变大,作用力F越大; 实验条件:保持实验环境的干燥和无流动的空气 (二)定量实验探究,结合物理学史,得出库仑定律: 提出问题:带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢? 根据我们的定性实验,电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想,电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢?事实上,在很早以前,一些学者也是这样猜想的,卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验,不能证明这样的结论。 而这一猜想被库伦所证实,库仑在探究三者之间的定量关系时,定量实验在当时遇到的三大困难:

电磁学练习题(库仑定律、电场强度 (1))

库仑定律、电场强度 - 选择题 如图,真空中,点电荷q 在场点P 处的电场强度可表示为2 014r q E e r πε= , 其中r 是q 与P 之间的距离,r e 是单位矢量。r e 的方向是 ()A 总是由P 指向q ; ()B 总是由q 指向P ; ()C q 是正电荷时,由q 指向P ; ()D q 是负电荷时,由q 指向 P 。 〔 〕 答案:()B 根据场强定义式0 q F E =,下列说法中正确的是: ()A 电场中某点处的电场强度就是该处单位正电荷所受的力; ()B 从定义式中明显看出,场强反比于单位正电荷; ()C 做定义式时0q 必须是正电荷; ()D E 的方向可能与F 的方向相反。 〔 〕 答案:()A 一均匀带电球面,电荷面密度为σ,球面内电场强度处处为零,球面上面元d S 的一个带电量为σd S 的电荷元,在球面内各点产生的电场强度 ()A 处处为零 ()B 不一定都为零 ()C 处处不为零 ()D 无法判定 〔 〕 答案:()C 空间某处附近的正电荷越多,那么有: ()A 位于该处的点电荷所受的力越大;()B 该处的电场强度越大; ()C 该处的电场强度不可能为零; ()D 以上说法都不正确; 〔 〕 答案:()D 库仑定律的适用范围是 ()A 真空中两个带电球体间的相互作用; ()B 真空中任意带电体间的相互作用; ()C 真空中两个正点电荷间的相互作用; ()D 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离。 〔 〕 答案:()D 在等量同种点电荷连线的中垂线上有A 、B 两点,如图所示,下列结论正确的是 ()A A B E E <,方向相同; ()B A E 不可能等于B E ,但方向相同; ()C A E 和B E 大小可能相等,方向相同; ()D A E 和B E 大小可能相等,方向不相同。 〔 〕 答案:()C 电荷之比为1:3:5的三个带同号电荷的小球A 、B 、C ,保持在一条直线上,相互间距离比小球直径 q P

库仑定律电场强度

库仑定律 电场强度 1.共点力的平衡条件:物体不受力或所受外力的合力为零. 2.在某力作用下几个物体运动的加速度相同时,常用整体法求加速度,隔离法求相互作用力. 3.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的大小,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. (2)公式:F =kq 1q 2 r 2 ,适用条件:①真空中;②点电荷. 4.电场强度 (1)定义式:E =F q ,适用于任何电场,是矢量,单位:N/C 或V/m. (2)点电荷的场强:E =kQ r 2,适用于计算真空中的点电荷产生的电场. (3)规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向.电场中某一点的电场强度E 与试探电荷q 无关,由场源电荷(原电场)和该点在电场中的位置决定. 5.场强叠加原理和应用 (1)当空间有几个点电荷同时存在时,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时某点的场强就是各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和. (2)场强是矢量,遵守矢量合成的平行四边形定则. 一、场强公式E =F q 与E =k Q r 2的比较 电场强度是由电场本身决定的,E =F q 是利用比值定义的电场强度的定义式,q 是试探电荷,E 的大小与q 无关.E =k Q r 2是点电荷电场强度的决定式,Q 为场源电荷的电荷量,E 的大小与Q 有关. 例1 关于电场强度E ,下列说法正确的是( ) A .由E =F q 知,若q 减半,则该处电场强度为原来的2倍 B .由E =k Q r 2知,E 与Q 成正比,而与r 2成反比 C .由E =k Q r 2知,在以Q 为球心,以r 为半径的球面上,各处场强均相同 D .电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向 解析 E =F q 为场强定义式,电场中某点的场强E 只由电场本身决定,与试探电荷无关,A 错误;E =k Q r 2是点电荷Q 产生的电场的场强决定式,故可见E 与Q 成正比,与r 2 成反比,B 正 确;因场强为矢量,E 相同,意味着大小、方向都相同,而在以场源点电荷为球心的球面上各处E 的方向不同,故C 错误;电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受静电力的方向相 同,故D 正确. 答案 BD 二、两个等量点电荷周围的电场 解决这类题目的关键是熟记等量异种点电荷、等量同种点电荷周围电场线的分布情况,依据电场线的分布分析电场强度的变化,再结合牛顿第二定律和运动学公式分析加速度和速度的变化. 例2 两个带等量正电荷的点电荷,O 点为两电荷连线的中点,a 点在连线的中垂线上,若在a 点由静止释放一个电子,如图1所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( )

A08_库仑定律_电场强度_电通量_高斯定理

单元八 库仑定律 电场 电场强度 1 一 选择题 01. 下列几种说法中哪一个是正确的? 【 C 】 (A) 电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向; (B) 在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同; (C) 场强方向可由F E q = 定义给出,其中q 为试验电荷的电量,q 可正、可负,F 为试验电荷 所受的电场力; (D) 以上说法都不正确。 02. 一带电体可作为点电荷处理的条件是 【 C 】 (A) 电荷必须呈球形分布; (B) 带电体的线度很小; (C) 带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计; (D) 电量很小。 03. 如图所示, 在坐标原点放一正电荷Q ,它在P 点 (1,0x y =+=) 产生的电场强度为E ,现在,另外有一个负电荷2Q -,试问应将它放在什么位置才能使P 点的电场强度等于零? 【 C 】 (A) x 轴上1x >; (B) x 轴上01x <<; (C) x 轴上0x <; (D) y 轴上0y >; (E) y 轴上0y <。 04. 在一个带有正电荷的均匀带电球面外,放置一个电偶极子,其电矩p 的方向如图所示。当释放 后,该电偶极子的运动主要是: 【 D 】 (A) 沿逆时针方向旋转,直至电矩p 沿径向指向球面而停止; (B) 沿顺时针方向旋转,直至电矩p 沿径向朝外而停止; (C) 沿顺时针方向旋转至电矩p 沿径向朝外,同时沿电力线方向远离球面移动; 选择题_03图示 选择题_04图示 选择题_05图示

(D) 沿顺时针方向旋转至电矩p 沿径向朝外,同时逆电力线方向向着球面移动。 05. 如图所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为(0)x λ+<和 (0)x λ->则Oxy 坐标平面上点(0,)a 处的场强E 为 【 B 】 (A) 0; (B) 02i a λπε ; (C) 04i a λπε ; (D) 0()4i j a λπε+ 。 二 填空题 06. 带有N 个电子的一个油滴,其质量为m ,电子的电量的大小为e ,在重力场中由静止开始下落(重力加速度为g ),下落中穿越一均匀电场区域,欲使油滴在该区域中匀速下落,则电场的方向为向下,大小为 mg Ne 。 07. 如图所示的曲线表示一种球对称性电场的场强大小E 的分布,r 表示离对称中心的距离。这是由半径为R 均匀带电为q +的球体产生的电场。 08. 一半径为R 的带有一缺口的细圆环,缺口长度为d ()d R <<环上均匀带有正电,电荷为q ,如图所示。则圆心O 处的场强大小2 3 08qd E R πε= 。 09. 某区域的电场线如图所示,把一个带负电的点电荷q 放在点A 或B 时,在A 点受的电场力大 10. 电偶极子的电偶极矩是一个矢量,它的大小是ql (其中l 是正负电荷之间的距离),它的方向是由 负电荷指向正电荷 。 三 判断题 11. 若将放在电场中某点的试探电荷q 改为q -,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反 。 【 错 】 12. 静电场中的电场线不会相交,不会形成闭合线。 【 对 】 四 计算题 13. 两个电量分别为71210q C -=+?和72210q C -=-?的点电荷,相距0.3m ,求距1q 为0.4m 、距2q 为0.5m 处P 点电场强度。 填空题_07图示 填空题_08图示 填空题_09图示

库仑定律和电场强度

电流 2.1 .1.电流、电流强度、电流密度 导体处于静电平衡时,导体内部场强处处为零。如果导体内部场强不为零,带电粒子在电场力作用下发生定向移动,形成了电流。形成电流条件是:存在自由电荷和导体两端有电势差(即导体中存在电场)。自由电荷在不同种类导体内部是不同的,金属导体中自由电荷是电子;酸、碱、盐在水溶液中是正离子和负离子;在导电气体中是正离子、负离子和电子。 电流强度是描述电流强弱的物理量,单位时间通过导体横截面的电量叫做电流强度。用定义式表示为 I/ = q t 电流强度是标量。但电流具有方向性,规定正电荷定向移动方向为电流方向。在金属导体中电流强度的表达式是 I= nevS n是金属导体中自由电子密度,e是电子电量,v是电子定向移动平均速度,S是导体的横截面积。 在垂直于电流方向上,单位面积内电流强度叫做电流密度,表示为 = j/ I S 金属导体中,电流密度为 j= nev 电流密度j是矢量,其方向与电流方向一致。 2.1 .2、电阻定律 导体的电阻为

S L S L R σρ= =/ 式中ρ、σ称为导体电阻率、电导率? ?? ? ? =σρ1,由导体的性质决定。 实验表明,多数材料的电阻率都随温度的升高而增大,在温度变化范围不大时,纯金属的电阻率与温度之间近似地有如下线性关系 ()t αρρ+=10 0ρ为0℃时电子率,ρ为t 时电阻率,α为电阻率的温度系数,多数纯金属 α值接近于3104-?℃ 1 -,而对半导体和绝缘体电阻率随温度 的升高而减小。某 些导体材料在温度接近某一临界温度时,其电阻率突减为零,这种现象叫超导现象。 超导材料除了具有零电阻特性外,还具有完全抗磁性,即超导体进入超导状态时,体内磁通量被排除在体外,可以用这样一个实验来形象地说明:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永磁铁,整个装置放入低温容器里,然后把温度降低到锡出 现超导电性的温度。这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,飘然升起与锡盘保持一定距离后,悬在空中不动了,如图2-2-1所示。这是由于超导体的完全抗磁性,使小磁铁的磁感线无法穿透超导体,磁场畸变产生一个向上的很大的排斥力,把磁铁托在空中,这就是磁悬浮的道理,这一特性启示了人们用超导材料制造磁悬浮列车。 超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯首先发现的。他发现在K 2.4(8.268-℃),汞的电阻突然消失,并把这种“零”电阻特性称为“超导电性”。接着他又发现在K 3.7附近,铅也具有“超导性”。 1933 年,迈斯纳发现了超导的“完全抗磁性”,他证明处于磁场中的超导 N S 图2-2-1

高二物理《电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度》周练考试

高二物理《电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度》周练考试

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

高二物理《电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度》 周练试卷 一、单项选择题:本题共7小题,每小题3分,共21分。每小题只有一个选项符合题意。 1、毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为:() A、毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上 B、毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上 C、橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上 D、橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上 2、关于静电力和电场强度,下列说法正确的是() A、电场强度的方向总是跟静电力的方向一致 B、电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比 C、正电荷受到静电力的方向跟电场强度的方向一致 D、电荷在某点受到的静电力越大,该点的电场强度越大 3、如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a 和c带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小,已知c受到a 和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示,它应是 () A、F1 B、F2 C、F3 D、F4 4、如图所示,A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q,放在光滑的 绝缘水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接,当平衡时,弹簧的伸长量为x0,若弹簧发生的均是弹性形变,则() A、保持Q不变,将变为2q,平衡时弹簧的伸长量等于2x 0 B、保持q不变,将Q变为2Q,平衡时弹簧的伸长量小于2x0 C、保持Q不变,将q变为-q,平衡时弹簧的缩短量等于x0 D、保持q不变,将Q变为-Q,平衡时弹簧的缩短量小于x0 5、四种电场的电场线如图所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的() 6、电荷量为q正点电荷以一定的初速射入某电场,运动中不计重力,则() A、点电荷的运动轨迹必与电场线重合 B、若电场线是直线,则电荷运动轨迹和电场线重合 C、电场线某点的切线方向和该点速度方向相同 D、电场线某点的切线方向和电荷在某点的加速度方向相同

高二物理《电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度》周练试卷

高二物理《电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度》 周练试卷 一、单项选择题:本题共7小题,每小题3分,共21分。每小题只有一个选项符合题意。 1、毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为:() A、毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上 B、毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上 C、橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上 D、橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上 2、关于静电力和电场强度,下列说确的是() A、电场强度的方向总是跟静电力的方向一致 B、电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比 C、正电荷受到静电力的方向跟电场强度的方向一致 D、电荷在某点受到的静电力越大,该点的电场强度越大 3、如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a 和c带正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小,已知c受到a 和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示,它应是 () A、F1 B、F2 C、F3 D、F4 4、如图所示,A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q,放在光滑的 绝缘水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接,当平衡时,弹簧的伸长量为x0,若弹簧发生的均是弹性形变,则() A、保持Q不变,将变为2q,平衡时弹簧的伸长量等于2x 0 B、保持q不变,将Q变为2Q,平衡时弹簧的伸长量小于2x0 C、保持Q不变,将q变为-q,平衡时弹簧的缩短量等于x0 D、保持q不变,将Q变为-Q,平衡时弹簧的缩短量小于x0 5、四种电场的电场线如图所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的() 6、电荷量为q正点电荷以一定的初速射入某电场,运动中不计重力,则() A、点电荷的运动轨迹必与电场线重合 B、若电场线是直线,则电荷运动轨迹和电场线重合 C、电场线某点的切线方向和该点速度方向相同

库仑定律电场线

下午第四节物理考卷 一、单选题(本题共10个小题,其中第1-8题,只有一个选项符合题目要求每题6分;第9-10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 1.公元前600年左右,希腊人泰勒斯就发现了用毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体,公元一世纪,我国学者王充在《论衡》一书中也写下了“顿牟掇芥”.下列关于摩擦起电现象说法正确的是 A .玻璃棒与丝绸摩擦过后,玻璃带的是负电 B .摩擦起电的过程就是创造电荷的过程, C .橡胶棒与毛皮摩擦后带负电,是因为毛皮上的电子移动到橡胶棒上 D .摩擦起电可以使物体带上任意大小的电量 2.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN ,在其两端下面都悬挂着金属验电箔。若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是( ) A .只有M 端验电箔张开,且M 端带正电 B .只有N 端验电箔张开,且N 端带负电 C .两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电 D .两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电 3.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 分别固定起来,然后让C 球反复很多次与A 、B 球接触,最后移去C 球,则A 、B 球间的库仑力变为原来的( ) A . 35 8 倍 B . 74 倍 C . 47 倍 D .无法确定 4.如图所示,在一条直线上有两个相距0.4m 的点电荷A 、B ,A 带电Q +,B 带电9.Q -现引入第三个点电荷C ,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C 的带电性质及位置应为( ) A .负 A 的左边0.2 m 处 B .负 A 的右边0.2 m 处 C .正 B 的左边0.2 m 处 D .正 B 的右边0.4 m 处

库仑定律

库仑定律 【教材分析】 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。 【学情分析】 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识,万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过,本节重点是做好定性实验,使学生清楚知道实验探究过程。【教学流程】 【教学目标】 一、知识与技能 1.了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 2.库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。 二、过程与方法 1.通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 2.通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 三、情感态度与价值观 1.培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。 2.了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 【教学重点】 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。 【教学难点】 真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律 【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。 【教学方法】 探究、讲授、讨论、实验归纳 【教学过程】 一、复习提问,导入新课 从上节课我们学习到同种电荷相吸引,异种电荷相排斥,这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。力有大小、方向和作用点三要素,我们今天就来具体学习一下静电力的特点。 二、新课教学 (一)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

库仑定律和电场强度

磁场对载流导体的作用 3.3.1、安培力 一段通电直导线置于匀磁场中,通电导线长L ,电流强度为I ,磁场的磁感应强度为B ,电流I 和磁感强度B 间的夹角为θ,那么该导线受到的安培力为θsin ?=BIL F 电流方向与磁场方向平行时, 0=θ,或 180=θ,F=0,电流方向与磁场方向垂直时, 90=θ,安培力最大,F=BIL 。 安培力方向由左手定则判断,它一定垂直于B 、L 所决定的平面。 当一段导电导线是任意弯曲的曲线时,如图3-3-1所示可以用连接导线两端的直线段的长度l 作为弯曲导线的等效长度,那么弯曲导线缩手的安培力为 θsin BIL F = 3.3.2、安培的定义 如图3-3-2所示,两相距为a 的平行长直导线分别载有电流1I 和2I 。 载流导线1在导线2处所产生的磁感应强度为 a I B πμ21 021= ,方向如图示。 导线2上长为2L ?的线段所受的安培力为: 2sin 21222π B L I F ?=? = 2 2 1021222L a I I B L I ?= ?πμ 其方向在导线1、2所决定的平面内且垂直指向导线1,导线2单位长度上所受的力 P B 图3-3-1 图3-3-2

a I I L F πμ22 1022=?? 同理可证,导线λ上单位长度导线所受力也为a I I L F πμ22 101 1= ??。方向垂直指向2,两条导线间是吸引力。也可证明,若两导线内电流方向相反,则为排斥力。 国际单位制中,电流强度的单位安培规定为基本单位。安培的定义规定为:放在真空中的两条无限长直平行导线,通有相等的稳恒电流,当两导线相距1米,每一导线每米长度上受力为27 10-?牛顿时,各导线上的电流的电流强度为1安培。 3.3.3、安培力矩 如图3-3-3所示,设在磁感应强度为B 的均匀磁场中,有一刚性长方形平面载流线图,边长分别为L 1和L 2,电流强 度为I ,线框平面的法线n 与B 之间的夹角 为θ,则各边受力情况如下: 2BIL f ab = 方向指向读者 2BIL f cd = 方向背向读者 θ θπ cos )2 sin( 11BIL BIL f bc =-= 方向向下 θ θπ cos )2 sin( 11BIL BIL f da =+= 方向向上 bc f 和da f 大小相等,方向相反且在一条直线上,互相抵消。 图3-3-3

高中物理:电场库仑定律电场强度电场线 人教版选修3-1

第一课时库仑定律、电场强度、电场线 班级________________学号_____________姓名_______________ 1.关于点电荷的下列说法中正确的是( CD ) A.体积较大的带电体一定不能看成点电荷 B.足够小(例如体积小于1mm3)的电荷,一定可以看作点电荷 C.点电荷是一种理想化模型 D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计 2.两个相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( CD ) A.4/7 B.3/7 C.9/7 D.16/7 3.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上,q2和q3的距离为q1与q2距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零.由此可以判定,三个电荷的电量之比q1∶q2∶q3为(A ) A.-9∶4∶-36 B.9∶4∶36 C.-3∶2∶-6 D.3∶2∶6 4.电场中有一点P,下列说法正确的是( C ) A.若放在P点电荷的电量减半,则P点的场强减半 B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零 C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受电场力越大 D.P点的场强方向为检验电荷在该点受力方向 5.某电场线分布如图所示,一带电粒子沿图中虚线所示途径运动,先后通过M点和N点.以下说法正确的是( D ) A.M、N点的场强E M>E N B.粒子在M、N点的加速度a M>a N C.粒子在M、N点的速度v M>v N D.粒子带正电 6.如图所示,真空中A、B两点各有一个电量均为Q的正点电荷,O是AB连线的中点,C是AB连线的垂直平分线上的另一点。一个带负电-q的质点(视为点电荷),从O点上方的C点静止开始运动(不计重力),关于质点的运动,正确的是( ACD ) (A)速度先增大后减小,在O点速度最大; (B)加速度先减小后增大,在O点加速度为零; (C)可能有某段时间,场强先增大后减小; (D)质点将在O点两侧往复运动。 7.仅在电场力的作用下,电荷由静止开始的运动的情况是( D ) A.从电场线疏处向电场线密处运动 B.从场强大处向场强小处运动 C.沿电场线运动 D.运动轨迹和电场线不一定重合

库仑定律 场强及叠加原理

库仑定律、电场强度及场强叠加原理 1、电量Q相同的四个点电荷置于正方形的四个顶点上,0点为正方形中心,欲使每个顶点的电荷所受电场力为零,则应在0点放置一个电量q=-(1+2√2)Q/4 的点电荷。 2、在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于各点电荷单独在该点产生场强的矢量和,这称为电场强度叠加原理。 3、一点电荷电场中某点受到的电场力很大,则该点的电场强度E:( C ) (A)一定很大(B)一定很小(C)可能大也可能小 4、两个电量均为+q的点电荷相距为2a,0为其连线的中点,则在其中垂线上场强具有极大值的点与0点的距离为:( C) (A)±a/2 (B) ±√3a/3 (C) ±√2a/2 (D) ±√2a 5、真空中面积为S,间距d的两平行板S>>d2,均匀带等量异号电荷+q和—q,忽略边缘效应,则两板间相互作用力的大小是( C) (A) q2/(4πε0d2) (B) q2/(εo s) (C) q2/(2εo s) (D) q2/(2πε0d2) 6、有三个直径相同的金属小球,小球1和2带等量同号电荷,两者的距离远大于小球直径,相互作用力为F。小球3不带电,装有绝缘手柄。用小球3先和小球1碰一下,接着又和小球2碰一下,然后移去。则此时小球1和2之间的相互作用力为( D) (A)F/2 (B) F/4 (C)3F/4 (D)3F/8 7、如图所示,一均匀带电细棒弯成半径为R的半圆,已知

棒上的总电量为q ,求半圆圆心0 解:任取一段dl ,其电量为dq =λdl =λRd θ λ=q /πR , dE =dq /4πε0R 2 dE x = dE cos θ d E y =dE sin θ 由对称性可知 E y =0 E x =?-2 /2/ππdE x =q /2π2ε0R 2 E = E x = q/2π2ε0R 2, 场强方向为X 轴的正方向 8、内半径为R 1,外半径为R 2的环形薄板均匀带电,电荷面密度为σ,求:中垂线上任一P 点的场强及环心处0点的场强。 解: 利用圆环在其轴线上任一点产生场强的结果 2 /3220)(4R x Qx E +=πε 任取半径为r ,宽为dr 的圆环,其电量 = σds = 2πr σdr 2 /3220)(4r x x d q dE +=πε )1 1(22 2 221 202 1 R x R x εx σdE E R R +- += =? 在圆心处的场强为 E 0=0 q

库仑定律电场强度

库仑定律电场强度 1.共点力的平衡条件:物体不受力或所受外力的合力为零— 2.在某力作用下几个物体运动的加速度相同时,常用整体法求加速度,隔离法求相互作用力. 3.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的大小,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』用力的方向在它们的连线上_ — ⑵公式:F= 晋,适用条件:①真空中;②点电荷. 4.电场强度 (1)定义式:E= £,适用于任何电场,是矢量,单位: N/C或V/m. kQ (2)点电荷的场强:E=孑,适用于计算真空中的点电荷产生的电场. (3)规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向. 电场中某一点的电场 强度E与试探电荷q无关,由场源电荷(原电场)和该点在电场中的位置决定. 5.场强叠加原理和应用 (1)当空间有几个点电荷同时存在时,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时某点的场强 就是各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量禾_______ (2)场强是矢量,遵守矢量合成的平行四边形定则. F Q 一、场强公式E=与E= k~2的比较 q r 电场强度是由电场本身决定的,E= q是利用比值定义的电场强度的定义式,q是试探电荷,E q Q 的大小与q无关.E= k戸是点电荷电场强度的决定式,Q为场源电荷的电荷量,E的大小与Q 有关.

1 关于电场强度E,下列说法正确的是( ) A.由E=匸知,若q减半,则该处电场强度为原来的2倍 q Q 2、 B.由E= k孑知,E与Q成正比,而与r成反比 C.由E=人^卩,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处场强均相同 D.电场中某点的场强方向就是该点正电荷受到的静电力的方向 解析E= F为场强定义式,电场中某点的场强E只由电场本身决定,与试探电荷无关,A错q Q 2 误;E= k『是点电荷Q产生的电场的场强决定式,故可见E与Q成正比,与r成反比,B正确;因场强为矢量,E相同,意味着大小、方向都相同,而在以场源点电荷为球心的球面上各处E的方向不同,故C错误;电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同,故D正确. 答案BD 二、两个等量点电荷周围的电场解决这类题目的关键是熟记等量异种点电荷、等量同种点电荷周围电场线的分布情况,依据电场线的分布分析电场强度的变化,再结合牛顿第二定律和运动学公式分析加速度和速度的变化.

电荷库仑定律电场电场强度

电荷库仑定律电场电场强度 一、电荷库仑定律·教案示例 教学目的 1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念. 2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开. 3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开. 4.知道电荷守恒定律. 5.知道什么是元电荷. 6.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量. 7.会用库仑定律的公式进行有关的计算. 8.知道库仑扭秤的实验原理. 教具 丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,库仑扭秤(模型或挂图). 教学过程 ●引入新课:新的知识内容,新的学习起点.本章将学习静电学. 【板书】第十三章电场 第一节电荷库仑定律 ●复习初中知识: 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电. 【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥,而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引,所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 【板书】一、电荷 1.把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示. 2.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 3.电荷的多少叫做电荷量.符号:Q 单位:库仑符号:C 4.摩擦起电的微观解释——原子的核式结构. 5.摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同. 实质:电子的转移. 结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷. ●进行新课: 用静电感应的方法也可以使物体带电. 【演示】:把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见课本图14-1).可以看到A,B上的金属箔都张开了,表示A,B都带上了电荷.如果先把C移走,A和B上的金属箔就会闭合.如果先把A和B分开,然后移开C,可以看到A 和B仍带有电荷;如果再让A和B接触,他们就不再带电.这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和. 【板书】二、静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象,利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.提出问题:静电感应的原因? 带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电也不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分. 得出电荷守恒定律. 【板书】三、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.

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档