吴彬彬 双电荷问题考点归纳
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15.1 两种电荷知识点扫描知识点一:两种电荷1.摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象叫摩擦起电;2.使物体带点的方法:①摩擦起电②感应起电③接触带电。
知识点二:两种电荷即电荷间的相互作用规律(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;(2)电荷间的相互作用:同中电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
知识点三:验电器(1)用途:用来检验物体是否带电。
(2)原理:利用同种电荷互相排斥。
(3)电荷量(电荷):电荷的多少叫电荷量,简称电荷;单位是库仑,简称库,符号为C;知识点四:原子及其结构1.原子由原子核和电子构成,原子核带正电,位于原子中心,电子带负电,绕原子核运动。
2.元电荷:①最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e=1.6×10-19C;②通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,电性相反,整个原子呈中性。
3.摩擦起电的实质:电荷的转移。
(由于不同物体的原子核束缚电子的本领不同,所以摩擦起电并没有新的电荷产生,只是电子从一个物体转移到了另一个物体,失去电子的物体带正,得到电子的带负电)。
4.同种物质摩擦不起电的原因:原子核对核外电子的束缚能力相同,电子不能发生转移。
知识点五:导体和绝缘体1.容易导电的物体叫导体(如金属、人体、大地、酸碱盐溶液),不容易导电的物体叫绝缘体(如橡胶、玻璃、塑料等);导体和绝缘体在一定条件下可以相转化。
2.导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。
重点难点解读本节要熟练记忆以下基本知识1.摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象叫摩擦起电。
2.使物体带点的方法有①摩擦起电;②感应起电;③接触带电。
3.用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
4.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
5.验电器用来检验物体是否带电。
原理是利用同种电荷互相排斥来工作的。
6.电荷的多少叫电荷量,简称电荷,单位是库仑,简称库,符号为C。
高二物理静电场知识点整理与选择题技巧电场线从正电荷动身终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直。
接下来我为大家整理了高二物理学习内容,一起来看看吧!高二物理静电场学问点整理1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.6010-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电=9.0109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=A-B,UAB=WAB/q=-EAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),A:A 点的电势(V)}10.电势能的变化EAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=S/4kd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,:介电常数)常见电容器〔见其次册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=EK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的状况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量安排规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷动身终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[其次册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身打算,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面四周的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106F=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.6010-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见其次册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见其次册P114〕等势面〔见其次册P105〕。
第15章电流和电路15.1 两种电荷1.正电荷与负电荷【知识点回忆】〔1〕两种电荷:人们通过大量的实验发现,但凡与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排挤,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷.〔2〕正电荷和负电荷:正电荷丝绸与玻璃棒摩擦时玻璃棒所带的电荷规定为正电荷+负电荷毛皮与橡胶棒摩擦时橡胶棒所带的电荷规定为负电荷-同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引【命题方向】电荷的流动方向及物体带什么样的电荷都是命题的方向,主要以选择题为主例1:关于电荷的认识,下面的说法错误的选项是〔〕A.自然界只有两种电荷B.同种电荷互相排挤C.电流都是由负电荷定向挪动形成的D.正电荷定向挪动的方向规定为电流方向分析:要求知道:〔1〕自然界中只有两种电荷,以及它们之间的作用规律:同种电荷相排挤,异种电荷相吸引;〔2〕电流是电荷定向挪动形成的,规定:正电荷定向挪动的方向规定为电流方向.解:自然界中只有两种电荷,同种电荷相排挤,故AB正确;电流是电荷定向挪动形成的,无论正电荷还是负电荷,还是正负电荷同时发生定向挪动都会形成电流,故C错误;物理上规定:正电荷定向挪动的方向规定为电流方向,故D正确.应选C.点评:此题考察了电荷及其作用规律,电流的形成和方向,是一道根底题,应熟记相关的根底知识.例2:自然界中存在种电荷,它们间的作用力的规律是:同种电荷互相,异种电荷互相.分析:自然界中存在两种电荷,一种是正电荷,一种是负电荷.根据电荷间的互相作用来进展解答.解:因自然界中有正、负电荷之分,即存在两种电荷,电荷间的作用力的规律是:同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引.故答案为:两,同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引.点评:此题考察学生对根本定义的掌握,这个内容只要多背诵、多理解,就可以纯熟掌握.【解题方法点拨】〔1〕电荷的定向挪动形成电流,可以是正电荷,也可以是负电荷;也可以是正、负电荷同时向相反方向挪动形成;〔2〕物理学中规定正电荷定向挪动的方向为电流方向.2.摩擦起电【知识点回忆】摩擦起电〔electrification by friction〕是电子由一个物体转移到另一个物体的结果.得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电.因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等.摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象.两种电荷:自然界中只存在两种电荷.规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷.电荷间的互相作用:同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引.任何两个物体摩擦,都可以起电.18世纪中期,美国科学家本杰明〃富兰克林经过分析和研究,认为有两种性质不同的电,叫做正电和负电.物体因摩擦而带的电,不是正电就是负电.【命题方向】生活中摩擦起电现象的判断,已经摩擦起电在生活中的应用都是中考的命题方式,主要以选择题为主.例1:以下现象中,由于摩擦起电造成的是〔〕A.演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音B.冬天感到手冷时,双手摩擦会使手变暖和C.在枯燥的天气里脱毛衣,会听到细微的噼啪声D.把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑分析:两种不同物质组成的物体互相摩擦后,物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电.解:A、演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音,属于振动产生声音,不属于摩擦起电;B、冬天感到手冷时,双手摩擦会使手变暖和,是摩擦生热,机械能转化成内能,不属于摩擦起电;C、在枯燥的天气里脱毛衣,会听到细微的噼啪声,是因为毛衣和衬衣摩擦带电,放电产生的噼啪声,符合题意;D、把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑,是磁化现象,不是摩擦起电.应选C.点评:摩擦现象生活中很常见,晚上衣服上有闪电,衣服上易沾有灰尘,梳子梳头发,头发随梳子飘起来等.例2:在晴朗的冬日,用塑料梳子梳枯燥的头发,头发会越梳越蓬松,主要原因是〔〕A.梳头时,空气进入头发B.头发和梳子摩擦后,头发因带同种电荷而互相排挤C.梳子对头发有吸引作用D.头发和梳子摩擦后,头发因带异种电荷而互相吸引分析:根据题中的现象结合电荷间的互相作用规律即可作出选择.解:梳子梳头发,属于摩擦起电现象.被梳子摩擦过的头发会带上同种电荷,同种电荷互相排挤,所以头发越梳越蓬松.应选B.点评:此题是根底题,考察了电荷间的互相作用规律.【解题方法点拨】〔1〕摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电于发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.〔2〕不同物质组成的物体互相摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子.3.电荷间的互相作用规律【知识点回忆】〔1〕电荷间互相作用:同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引.〔2〕两个物体〔不涉及磁体〕互相排挤,有两种可能:a.都带正电;b.都带负电.〔3〕两个物体互相吸引,有三种可能:a.一物体带正电,另一物体带负电;b.一物体带正电,另一物体不带电;c.一物体带负电,另一物体不带电.【命题方向】判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主例1:现有A、B、C三个轻质小球,A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排挤,那么〔〕A.B一定不带电,C带正电B.B可能带正电,C带正电C.B一定带正电,C带负电D.B可能不带电,C带负电分析:①电荷间的互相作用规律:同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引;②带电体可以吸引轻小物体;③解题时,根据小球间的作用关系并结合A球带负电这个条件判断.解:A带负电,C和A互相排挤,根据同种电荷互相排挤,所以C带负电;又因为A和B互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电.所以B可能不带电,C带负电.应选:D.点评:异种电荷相吸引和带电体吸引轻小的物体这两个知识点要考虑周全,考虑不全是此题选错答案的原因.例2:如下图,把一根塑料绳一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用枯燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,细丝张开的原因是〔〕A.大气压的作用B.静摩擦的作用C.分子间有斥力D.同种电荷互相排挤分析:用手摩擦塑料绳时,由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷,电荷间的作用规律是:同种电荷互相排挤,异种电荷互相吸引.解:用枯燥的手从上向下在塑料绳上捋几下,手与塑料绳反复摩擦,使塑料绳带上了同种电荷,因为同种电荷互相排挤,故细丝会张开;应选D.点评:此题是一道根底题,考察了摩擦起电、电荷间的互相作用等问题,纯熟掌握根底知识即可正确答题.【解题方法点拨】在根据物体间的作用规律断定物体带电情况时,要注意两者互相吸引有两种可能:异种电荷互相吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.4.原子构造、元电荷与带电情况【知识点回忆】〔1〕原子是由原子核和核外电子组成,原子核又由质子和中子组成.其中质子带正电,核外电子带负电,中子不带电;〔2〕把最小的电荷叫元电荷〔一个电子所带电荷〕用e表示;×10-19C;〔4〕在通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,整个原子呈中性.原子构造模型开展:从1803年道尔顿提出的第一个原子构造模型开场,经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子构造模型的过程.道尔顿实心球模型:英国自然科学家约翰•道尔顿提出了世界上第一个原子.汤姆生枣糕模型:1904年约瑟夫•约翰•汤姆逊模型,原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块“葡萄干布丁〞.卢瑟福行星模型:1911年卢瑟福提出行星模型:原子的大局部体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转.玻尔量子化轨道:1913年为理解释氢原子线状光谱这一事实,玻尔在行星模型的根底上提出了核外电子分层排布的原子构造模型.现代电子云模型:20世纪20年代以来现代模型〔电子云模型〕电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的测不准原理.【命题方向】此类问题多以考察原子组成和判断质子、中子、电子和原子核心的带电情况为主,主要以填空或者选择题的形式出现.例1:2011年11月9日,俄罗斯“福布斯─土壤〞火星探测器在地球近地轨道上因主发动机启动失败而无法变轨.经查,是太空中的带电粒子对机载计算机系统产生影响导致程序出错.以下粒子中,因不带电首先可以排除的是〔〕A.电子B.原子核C.中子D.质子分析:根据原子由原子核和核外电子构成,其中原子核由质子和中子构成的.在原子中,质子带正电,电子带负电,原子核带正电.中子不带电.进展分析解答此题.解:在原子中,质子带正电,电子带负电,原子核带正电是由于质子带正电,而中子不带电.应选C.点评:此题考察了原子内各种微粒的电性,要记住.例2:一个物体没有带电是因为〔〕A.物体内部没有电荷B.物体内部没有自由电子C.物体内部原子核带的正电荷总数与核外电子所带负电荷的总数相等D.原子核所带的正电荷与一个电子所带负电相等分析:解答此题应掌握:原子由原子核和核外电子组成;原子核由质子和中子组成,质子带正电而中子不带电,而核外电子带负电,故假如质子数与电子数相等时,物体呈电中性,即不带电.解:平常物体不带电并非没有电荷,而是原子内部的原子核所带的正电荷数与核外带负电的电子数相等,而带正电的质子与带负电的电子所带电量相等,故对外不显电性,即我们所说的不带电.应选C.点评:原子及原子核的构造是解决此题的关键,也是物理考察中的热点,应熟记并理解.【解题方法点拨】〔1〕热传递是指能量从高温物体传给低温物体〔或从同一物体的高温局部传给低温局部〕.热传递是改变物体内能的一种方式.〔2〕发生热传递的条件是物体间存在温度差,或物体的不同局部间存在温度差.〔3〕热传递的方向是从高温物体到低温物体,或从物体的高温局部到低温局部.5.导体和绝缘体【知识点回忆】〔1〕不容易导电的物体叫绝缘体.常见绝缘体中包括:玻璃、陶瓷、塑料、各种油等;〔2〕容易导电的物体叫导体.常见的导体:各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等.【命题方向】此考点较为根底,在中考中主要考察导体和绝缘的分类,一般以选择题和填空题出现.例1:在通常情况下,均属于导体的是〔〕A.人体、海水、干木柴B.橡胶、铁钉、陶瓷C.硬币、石墨、铜块D.水银、塑料、盐酸分析:根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体.解:人体、海水、铁钉、硬币、石墨、铜块、水银、盐酸是导体,干木柴、橡胶、陶瓷、塑料是绝缘体.应选C.点评:此题考察了导体和绝缘体的概念.对于常见的导体和绝缘体可以联络它们在日常生活和工业消费中的应用来记忆,不要死记硬背.如塑料,橡胶,陶瓷等常用来制作用电器的外壳,以防止触电,它们都是绝缘体;而电线芯用金属来做,因为金属容易导电,是导体,酸碱盐的水溶液是导体.例2:小青把以下物品分成两类:①铅笔芯、铜线、盐水;②塑料尺、橡皮擦、油.他分成两类后的物品分别属于〔〕A.固体和液体B.导体和绝缘体C.金属和非金属D.晶体和非晶体分析:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等.解:第一类物体:①铅笔芯、铜线、盐水中,其共同特点是都能导电,属于导体;而第二类物体②塑料尺、橡皮擦、油中,其共同特点是都不易导电,属于绝缘体.故B正确;ACD错误;应选B.点评:物体的分类方法有很多,此题明显看出物体在导电性上的差异,生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,要有明晰的认识.例3:以下学惯用品中,通常情况下属于绝缘体的是〔〕A.铅笔芯B.塑料尺C.铁质铅笔盒D.金属小刀片分析:不容易导电物体是绝缘体,例如:橡胶、玻璃、陶瓷等.容易导电的叫导体,例如:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等.解:铅笔芯、铁、刀片是导体;塑料是绝缘体.应选B.点评:此题考察学生对导体和绝缘体的识别,属于识记内容,注意区分.例4:小东在安装如下图的电路装置时,发现导线不够长.他用以下哪个物体将A、B两点连接后,按下开关,灯泡却始终无法发亮〔〕A.塑料直尺B.石墨圆棒C.钢制刀叉D.银制筷子分析:〔1〕不容易导电的物体叫绝缘体.常见绝缘体中包括:玻璃、陶瓷、塑料、各种油等;〔2〕容易导电的物体叫导体.常见的导体:各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等.解:由于石墨、钢、银是导体,塑料是绝缘体,所以他用石墨圆棒、钢制刀叉、银质筷子将A、B两点连接后,按下开关,灯泡发亮;而接入塑料直尺,灯不亮.应选A.点评:记住绝缘体包括哪些物质、导体包括哪些物质是解决此题的关键.因此可知记住课本中的根底知识对于解决此类识记性的根底题非常重要.导体与绝缘体之间没有绝对的界限,一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体.例如:常温下玻璃是绝缘体,而在高温到达红炽状态时,也就变成导体了.【解题方法点拨】导体与绝缘体之间没有绝对的界限,一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体.例如:常温下玻璃是绝缘体,而在高温到达红炽状态时,也就变成导体了.。
物理选修3-1知识点总结
电荷和电荷守恒定律:
点电荷:当带电体的形状和大小对研究问题的影响可忽略不计时,这样的带电体可以视为点电荷。
电荷守恒定律: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。
起电方式:包括摩擦起电、接触起电、感应起电和光电效应。
元电荷:元电荷是所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10^-19C。
任何带电体的带电量都是元电荷电量的整数倍。
库仑定律:描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力。
这种作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
作用力的方向在它们的连线上,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电场强度:描述电场中某点的电场强弱和方向的物理量。
其定义式为E=F/q,其中E是电场强度,F是试探电荷在该点受到的电场力,q是试探电荷的电荷量。
除了以上核心知识点外,物理选修3-1还涉及电场线、电势、电势能、电势差、电容、静电感应和静电屏蔽等内容。
这些知识点构成了一个相对完整的电场知识体系,有助于学生深入理解电场的性质和应用。
请注意,这只是一个简要的总结,具体的知识点还需要结合教材和课堂讲解进行深入学习和理解。
同时,在学习过程中,注重理论与实践的结合,多做习题和实验,有助于加深对知识点的理解和掌握。
梁灿彬《电磁学》考研核心题库之填空题精编电磁学作为物理学的重要分支,在考研中占据着不可忽视的地位。
梁灿彬老师的《电磁学》更是众多考生备考的重要参考资料。
为了帮助广大考生更好地掌握这门学科,提高解题能力,以下精心整理了一系列填空题,涵盖了电磁学的核心知识点。
在静电场部分,我们首先要了解电场强度的定义。
电场中某点的电场强度等于置于该点的单位正电荷所受到的电场力。
例如,真空中一个点电荷 q 产生的电场中,距离该点电荷r 处的电场强度大小为_____。
库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力,其表达式为_____。
对于电场的高斯定理,通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷代数和除以_____。
在均匀电场中,电场强度与电势梯度的关系为_____。
在导体和电介质的相关内容中,导体处于静电平衡时,导体内部的电场强度为_____,导体表面附近的电场强度方向与导体表面_____。
电介质在电场中的极化会产生极化电荷,极化强度与极化电荷面密度的关系为_____。
接着是磁场部分。
磁感应强度的定义是描述磁场强弱和方向的物理量,一个运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力为_____。
毕奥萨伐尔定律给出了电流元产生磁场的规律,其表达式为_____。
磁场的高斯定理表明,通过任意闭合曲面的磁通量恒为_____。
安培环路定理则指出,在稳恒磁场中,磁感应强度沿任意闭合回路的环流等于穿过该回路所包围面积的电流代数和的_____倍。
电磁感应是电磁学中的重要内容。
法拉第电磁感应定律指出,闭合回路中的感应电动势大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比,其表达式为_____。
动生电动势的产生是由于导体在磁场中运动,其计算公式为_____。
麦克斯韦方程组是电磁学的核心理论,它包含四个方程。
其中,描述电场的高斯定律为_____;描述磁场的高斯定律为_____;描述变化的磁场产生电场的方程为_____;描述变化的电场产生磁场的方程为_____。
电磁学习题解答1.2.2 两个同号点电荷所带电荷量之和为Q在两者距离一定的前提下,它们带电荷量各为多少时相互作用力最大?解答:设一个点电荷的电荷量为q q,另一个点电荷的电荷量为q2 (Q q),两者距离为r,则由库仑定律求得两个点电荷之间的作用力为q(Q q)2o r令力F对电荷量q的一队导数为零,即(Q q) q 0 2 0 4 o rdFdq得Qq i q2 i即取q q2Q时力F为极值,而2d1 2Fdq22 0 q Q 4 o r422故当q i q2 Q时,F取最大值12. 3两个相距为L的点电荷所带电荷量分别为2q和q,将第三个点电荷放在何处时,它所受的合力为零?要求第三个电荷 Q 所受的合力为零,只可能放在两个电荷的连线 中间,设它与电荷q 的距离为了 X ,如图123所示。
电荷Q 所受的两 个电场力方向相反,但大小相等,即1. 3. 8解答:(2)可知2qQ 4°(L x)2x 22LxL 2舍去X 0的解,得qQ2 oX1)L(b)(1 )先求竖直无限长段带电线在 0点产生的场强巳,由习题1.3.7仿习题1.3.7 解答过程,得 dE 1yk^sinr k ldlk(R 2l 2)3/2IdlE1yk0 (R 2 l 2)3/24 0Rv E 1O O(c)同理,水平无限长段带电线在0点产生的场强vE2对于圆弧段带电线在0点产生的场强E3,参看图1.3.8故带电线在O点产生的总场强为(b),得dE3X.dlk r cosR2/2coskRk-^cosR4 o R同理得4 o R4 °R(i解得v v v vE1 E2 E3 E3(2)利用(1)中的结论,参看习题1.3.8图(b), A的带电直线在0点的场强为B 的带电直线在O点产生的场强为根据对称性,圆弧带电线在0点产生的场强仅有x分量,v v ,E A B E ABx i —/2 cos d i?-R /2 2dE x dEcos -cos d—-cos 2 E E x i? ―- i? 0 cos 2 dv v vv E EAEBE AB1. 3. 9解答:在圆柱上取一弧长为Rd 、长为z 的细条,如图(a )中阴影部 分所示,细条所带电荷量为dq (zRd ),所以带电细条的线密度 与面密度的关系为生 dl Rd z由习题1.3.7知无限长带电线在距轴线 R 处产生的场强为v dEe r 2 °R r图(b )为俯视图,根据对称性,无限长带电圆柱面轴线上的场强 仅有x 分量,即(b)⑻* x2 0 21. 4. 5解答:如图所示的是该平板的俯视图,OO 是与板面平行的对称平面。
双电荷问题考点归纳
吴彬彬
【期刊名称】《高中数理化》
【年(卷),期】2015(0)19
【摘要】点电荷问题是高中阶段的重点,也是难点问题,更是高考的热点问题,抓住点电荷形成电场的场强和电势分布是解决相关问题的关键.当然,在点电荷问题中不可避免的就是双电荷问题,而双电荷所形成的电场的场强和电势的分布由于电荷的性质和电荷量的大小组合情况导致考点众多.本文对双电荷所引发的问题进行归纳,列举出各种类型的考查方式,以供参考.
【总页数】3页(P30-31,32)
【作者】吴彬彬
【作者单位】江苏苏州相城区春申中学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电荷交换反应在双电荷离子质谱研究中的应用
2.二甲苯异构体双电荷离子和单电荷离子的动能谱研究
3.苯甲酰氨双电荷离子电荷分离和电子捕获诱导解离谱的研究
4.苯二胺双电荷离子的电荷分离和电子捕获诱导解离谱研究
5.苯二酚异构体双电荷离子和单电荷离子的动能谱研究
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1两种电荷撰稿:审稿:【学习目标】1、了解摩擦起电现象,理解摩擦起电的实质和原子的结构;2、了解验电器的构造、原理及其作用;3、掌握电荷间的相互作用和带电体能够吸引轻小物体的性质;4、知道导体绝缘体的概念,了解常见的导体绝缘体,知道金属导电靠的是自由电子。
【要点梳理】要点一、自然界的两种电荷及相互作用1、电荷:物体有了吸引轻小物体的性质,我们说物体带了电,或带了电荷。
2、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
3、正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。
4、负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷。
5、电荷作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
要点诠释:1、带电体能够吸引轻小物体,这个吸引是相互的,轻小物体也会吸引带电体。
轻小物体是指质量和体积都很小的物体如:通草球,轻质小球、碎纸屑、泡沫、毛发、细小水流等。
2、使物体带电的方法:A、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,两种不同的物体相互摩擦后,各自带上等量异种电荷的现象。
B、接触带电:用接触的方法使物体带电,即:一个不带电的物体与另一个带电的物体接触时,不带电的物体也带了同种电荷。
接触带电实际上是电荷的转移。
要点二、验电器:1、验电器的结构:金属球、金属杆、金属箔。
2、作用:检验物体是否带电。
3、原理:同种电荷互相排斥。
4、检验物体是否带电的方法:看是否可以吸引轻小物体;通过验电器;利用电荷间的相互作用。
要点三、原子结构元电荷1、电荷量:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷;单位:库仑,符号是C。
2、原子结构:物体由分子、原子构成,分子由原子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。
质子带正电,核外电子带负电,且质子数=核外电子数,则原子带的正电荷与负电荷等量,原子不显电性,呈电中性,物体也呈电中性,但不能说物体没有电荷。
3、元电荷:精确的实验表明,任何带电体所带的电荷量总是等于某一个最小电荷量的整数倍,即电子所带电荷量的整数倍。
第一章《静电场》一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“—”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量.说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;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,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电——切割B,或磁通量发生变化.④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律: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,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,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。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:221 r QQkF k=9.0×109N·m2/C2极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
计算方法:①带正负计算,为正表示斥力;为负表示引力.②一般电荷用绝对值计算,方向由电性异、同判断。
第九章 静电场及其应用第01讲:电荷【考点梳理】考点一:电荷1.两种电荷:自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷.2.电荷间的作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.3.原子(1)原子结构:原子⎩⎨⎧ 原子核⎩⎪⎨⎪⎧ 质子:带正电中子:不带电核外电子:带负电(2)原子电性:原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量相等,整个原子对外界较远的位置表现为电中性.(3)离子的电性:失去电子的原子为带正电的离子;得到电子的原子为带负电的离子.考点二:电荷守恒定律内容:电荷既不会创生,也不会毁灭,它只会从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一局部转移到另一局部.在转移过程中,电荷的总量不变,这个规律叫做电荷守恒定律考点三:元电荷与电荷量×10-19_C,.电子的比荷为e me×1011 C/kg ,质子的质量为电子质量的1×107 C/kg. 考点四.常见的两种起电方式(1)摩擦起电:两个物体相互摩擦时,一些被原子核束缚得不紧的电子从一个物体转移到另一个物体,使得原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体那么带正电的现象.(2)感应起电:①自由电子:金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子. ②静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互排斥或吸引,导体中的自由电荷便会远离或趋向带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷的现象.③感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程.考点五:三种起电方式的比拟【题型归纳】题型一:电荷、元电荷和电荷守恒定律概念1.关于电荷量,以下说法正确的选项是〔〕A.物体所带的电荷量可以为任意值B.物体所带的电荷量只能为某些值C.物体带电荷量的最小值为1.6×10-9CD.假设物体带正电荷,电荷量为1.6×10-9C,这是由于物体得到了1.0×1010个电子2.以下说法正确的选项是〔〕A.电荷量很小的电荷就是元电荷B.物体所带的电荷量可以是任意C.全部带电体的电荷量都是e的整数倍D.自然界中的电荷有正电荷、负电荷和元电荷3.关于电荷守恒定律,以下表达不正确的选项是〔〕A.一个物体所带的电荷量总是守恒的B.在与外界没有电荷交换的状况下,一个系统所带的电荷量总是守恒的C.在肯定的条件下,一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消逝,也并不违反电荷守恒定律D.电荷守恒定律并不意味着带电系统肯定和外界没有电荷交换题型二:推断物体带电的性质4.将一用绝缘细线连接的小球A与布料摩擦后悬挂在空中,当一根用毛皮摩擦后的玻璃棒靠近小球时,发觉小球和玻璃棒相互排斥,而当另一带负电的小球B靠近小球A时,小球A、B相互吸引,由此可知〔〕A.小球A可能不带电B.小球A肯定带正电C.玻璃棒可能不带电D.玻璃棒肯定带负电5.如下图,挂在绝缘细线下的小轻质带电球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以〔〕A.甲图中两球肯定带异种电荷B.乙图中两球不肯定带同种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球只有一个带电6.有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A都是相互吸引的,假如A带正电,那么〔〕A.球B、C均带负电B.球B带负电,C不带电C.球B、C中有一个带负电,另一个不带电D.球B、C都不带电题型三:感应起电与验电器7.如下图,取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触,小明用绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A,发觉贴在A、B下部的金属箔都张开,以下说法正确的选项是〔〕A.此时A和B都带正电荷B.此时A带正电荷,B带负电荷C.假设导体A与大地通过导线相连接,最终A带负电D.假设导体B与大地通过导线相连接,最终A带正电8.如下图,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球。
《高二物理 3-1 知识点总结》一、引言物理世界充满着奥秘与挑战,高二物理 3-1 模块更是打开了一扇通往电学奇妙世界的大门。
从电场的神秘力量到磁场的奇妙作用,这一阶段的学习为我们揭示了自然界中电与磁的基本规律。
在这个知识的海洋中,我们将探索电荷的运动、电场与磁场的相互关系,以及电路中的各种现象。
通过对这些知识点的深入理解和掌握,我们不仅能够更好地解释日常生活中的电学现象,还能为未来的学习和科学研究奠定坚实的基础。
二、电场部分1. 电荷与库仑定律- 电荷的种类:自然界中存在两种电荷,正电荷和负电荷。
- 电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,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。
- 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,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
公式为\(F = k\frac{q_1q_2}{r^2}\),其中\(k\)为静电力常量。
2. 电场强度- 定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力\(F\)与它的电荷量\(q\)的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
公式为\(E=\frac{F}{q}\)。
- 单位:牛/库(N/C)或伏/米(V/m)。
- 方向:规定正电荷在该点所受电场力的方向为电场强度的方向。
3. 电场线- 定义:为了形象地描述电场而引入的假想曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密程度表示电场强度的大小。
- 特点:电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远;电场线不相交;电场线不是实际存在的线,而是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
4. 电势能与电势- 电势能:电荷在电场中具有的势能,与电荷的电荷量和所在位置的电势有关。
公式为\(E_p = q\varphi\),其中\(\varphi\)为电势。
- 电势:描述电场能的性质的物理量,电场中某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
高二物理第九章电荷知识点电荷是物质具备的一种性质,它是物质构成的基本单位粒子之一。
电荷可以分为正电荷和负电荷两种,它们之间存在着相互吸引的力。
在高二物理的第九章中,我们学习了关于电荷的一些重要知识点,下面将逐一介绍这些知识点。
1. 电荷的基本性质电荷是物质的固有属性,具有以下基本性质:- 电荷守恒定律:在一个封闭的系统中,电荷的总代数和保持不变。
- 电荷量的离散性:电荷的大小是离散的,即电荷量是一个基本单位的整数倍。
- 电荷相互作用:带电物体之间存在相互作用力,同种电荷之间的力是相互排斥的,异种电荷之间的力是相互吸引的。
2. 电荷的单位电荷的单位是库仑(Coulomb),常用的电荷单位有库仑、毫安时、电子电荷等,它们之间的换算关系如下:- 1库仑=1C=1000毫安时=6.242×10^18个电子电荷。
3. 电荷的生成和失去电荷的生成和失去可以通过以下几种方式实现:- 摩擦:不同材料间的接触或摩擦会导致电子的转移,使物体带电。
- 接触导电体:将不带电的物体与带电的物体接触,可以使不带电物体带上电荷。
- 感应:不带电物体靠近带电物体时,由于电场的作用,不带电物体的某一部分会带上相反的电荷。
- 静电感应:当带电体靠近导体,导体上的电荷会重新分布,导体上的一部分电荷被引入地面。
- 光电效应:当光照射到金属表面时,金属表面的电子会被激发出来,从而使金属带电。
4. 电场电荷周围存在电场,电场是描述电荷相互作用的物理量。
电场的性质包括:- 电场强度:电场中单位正电荷所受到的力的大小。
- 电场线:用于表示电场强度以及电场的方向的曲线。
- 电势:单位正电荷在电场中所具有的电势能,也称为电势差。
- 电势差:两点间电势的差值,表示单位正电荷从一个点移到另一个点所具有的电势能的变化量。
5. 静电场中的电荷运动在静电场中,电荷受到电场力的作用会产生电场力线运动,电势能的转化可以导致电荷在电场中做机械能转化。
静电场中的电荷运动符合能量守恒定律,也满足静电平衡条件,即电场力和其它力之和等于零。
高中物理电荷题解题技巧电荷是物理学中重要的概念之一,掌握好电荷的性质和运动规律对于解题非常重要。
在高中物理中,电荷题型常常出现,因此我们需要掌握一些解题技巧来提高解题效率。
本文将从电荷的基本概念、电荷守恒定律、库仑定律以及电场强度等方面进行详细解析和举例说明。
一、电荷的基本概念电荷是物质的一种性质,分为正电荷和负电荷两种。
正电荷和负电荷之间相互吸引,同种电荷之间相互排斥。
在解题过程中,我们需要根据题目描述来判断物体所带电荷的正负性,从而确定电荷之间的相互作用。
例如,有一道题目描述如下:两个带电粒子Q1和Q2,Q1带有正电荷,Q2带有负电荷,它们之间的距离为d。
问:它们之间的相互作用力是吸引力还是排斥力?解答:根据题目描述,Q1带有正电荷,Q2带有负电荷,根据电荷之间的相互作用规律,正电荷和负电荷之间相互吸引,因此它们之间的相互作用力是吸引力。
二、电荷守恒定律电荷守恒定律是指在任何一个封闭系统中,电荷的代数和保持不变。
这意味着在一个封闭系统中,电荷的增加必然伴随着电荷的减少,总电荷保持不变。
例如,有一道题目描述如下:一个封闭系统中有两个带电物体,物体A带有正电荷Q1,物体B带有负电荷Q2,它们之间没有其他电荷的交换。
问:物体A和物体B的电荷之和是多少?解答:根据电荷守恒定律,封闭系统中电荷的代数和保持不变。
物体A带有正电荷Q1,物体B带有负电荷Q2,因此物体A和物体B的电荷之和是Q1 + Q2。
三、库仑定律库仑定律描述了两个点电荷之间的相互作用力与它们之间的距离平方成反比,与电荷量的乘积成正比。
库仑定律的数学表达式为F = k * (|Q1 * Q2| / r^2),其中F为电荷之间的相互作用力,k为比例常数,Q1和Q2分别为两个电荷的电荷量,r为两个电荷之间的距离。
例如,有一道题目描述如下:两个点电荷Q1和Q2之间的距离为r,它们之间的相互作用力为F。
若将距离r减小到原来的一半,相互作用力会变为原来的多少倍?解答:根据库仑定律,相互作用力与距离平方成反比。
9.1 电荷知识点1:电荷(1)两种电荷自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷。
正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(2)电荷间的相互作用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(3)电荷量电荷的多少叫做电荷量,用Q表示(或者用q表示);国际单位为库仑,简称库,符号是C。
正电荷的电荷是正值,负电荷的电荷量为负值。
(4)物体的微观结构①原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。
原子核中正电荷的数量与核外电子负电荷的数量相等,所以整个原子对外界表现为电中性。
②不同物质微观结构不同,由于原子或分子间的相互作用,原子中电子的多少和运动状况也不相同。
例如,金属原子的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种能自由活动的电子叫做自由电子,失去电子的原子便成了带正电的离子。
电现象及其本质1.下列说法正确的是()A.自然界的电荷只有两种,库仑把它们命名为正电荷和负电荷B.牛顿发现了万有引力定律,并计算出太阳与地球之间的引力大小C.绕太阳运行的8颗行星中,海王星被人们称为“笔尖下发现的行星”D.卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后,进行了“月—地检验”,将天体间的力和地球上物体的重力统一起来【答案】C【详解】A.自然界的电荷只有两种,富兰克林把它们命名为正电荷和负电荷,所以A错误;B.牛顿发现了万有引力定律,但是不知道万有引力常量大小,没有计算出太阳与地球间引力的大小,所以B错误;C.绕太阳运行的8颗行星中,海王星被人们称为“笔尖下发现的行星”,因为海王星的发现是根据牛顿万有引力和运动定律,分别独立进行了计算,他们反过来从天王星运动的偏差, 从而推算出未知行星的位置,所以C正确;D.牛顿发现万有引力定律后,他进行了“月—地检验”,将天体间的力和地球上物体的重力统一起来,不是卡文迪许,所以D错误;故选C。
2.下列对电现象及规律的认识中正确的是()A.自然界中只存在正、负两种电荷B.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥C.摩擦起电说明了电荷可以创生D.带电物体一定具有多余的电子【答案】A【详解】A.自然界中只存在正、负两种电荷,故A正确;B.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故B错误;C.摩擦起电是由于电子的转移,并非说明了电荷可以创生,故C错误;D.带正电物体有多余的正电荷,带负电的物体有多余的带负电的电子,故D错误。
第1节两种电荷双基过关知识点一、两种电荷:1.摩擦起电(1)定义:用摩擦的方法使物体带电。
(2)摩擦起电的条件①环境干燥:若空气环境比较潮湿,即使物体带电,电荷会在潮湿的环境中流失。
②不同种物体相互摩擦可能带电,同种物体相互摩擦一定不带电。
2.带电体的性质:带电的物体具有吸引轻小物体的性质,我们可以利用带电体的这种性质检验物体是否带电。
3.使物体带电的方法:(1)摩擦起电,如丝绸与玻璃棒摩擦后,带上等量的异种电荷。
(2)接触带电,一个带电的物体与另一个不带电的物体接触后,两个物体带上同种电荷。
(3)感应带电,一个带电的物体靠近另一个不带电的金属物体,金属体靠近带电物体一侧带上异种电荷,异侧带同种电荷。
4.两种电荷(1)把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为正电荷;(2)把与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为负电荷。
5.电荷间的相互作用(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)利用电荷间的相互作用可以判断物体是否带电及带电的性质。
如带正电的物体靠近另一物体,若相互排斥,则另一物体一定带正电;若相互吸引,则另一物体可能带负电,可能不带电,此时可再把另一物体靠近轻小物体,如吸引带负电,不吸引则不带电。
5.验电器(1)构造:金属球、金属杆、金沙箔及绝缘外壳;(1)原理:同种电荷相互排斥;(2)作用:检验物体是否带电。
6.电荷量(1)定义:物体带电的多少,叫电荷量,简称电荷。
(2)单位:库仑,简称库,符号C。
(3)元电荷:自然界中最小的电荷量叫元电荷,用“e”表示,e=1.6×1019C;自然界中其它的电荷量均为元电荷的整数倍。
基础自测:1.如图所示,人在科技馆内用手触摸静电球时,头发丝一根根竖起并散开,由该现象可推断竖起的头发丝所带的电荷一定是()A.正电荷B.负电荷C.异种电荷D.同种电荷【答案】D【解析】在自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷,且电荷间存在着相互作用规律,即同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
高二物理第九章知识点总结
嘿,同学们!今天咱就来好好唠唠高二物理第九章的知识点呀!
先来说说静电场这一块儿。
哎呀呀,你就想想,那电荷之间的相互作用不就像是两个小伙伴在互相拉扯嘛!比如说,正电荷和负电荷,那就是一见面就相互吸引,跟好朋友似的。
而同种电荷呢,就互相排斥,就像两个闹别扭的小伙伴。
再讲讲电场强度,这可重要啦!它就好比是电场的“力气大小”。
比如说,在一个电场里,电场强度大的地方,电荷受到的力就大,这就好像是大力士能举起更重的东西一样。
你说神奇不神奇!
还有电势呀!咱可以把它想象成一个山坡,电势高的地方就像是山顶,电势低的地方就像是山脚。
电荷在里面移动,不就跟小球从山坡上滚下来一样嘛。
电势能呢,就像是电荷储存的能量,就像你存的零花钱一样宝贵呢!当电荷在电场中移动时,电势能也会发生变化。
哎呀,这些知识点可太有意思啦!咱在学习的时候,就像是在探索一个神奇的物理世界。
你们想想,如果没有静电场,那我们的生活得少了多少乐趣呀!很多电子产品都没法正常工作啦。
同学们,可得好好掌握这些知识点呀,它们可是打开物理大门的钥匙呢!咱一起加油,把它们都拿下!
我的观点就是:高二物理第九章的知识点非常重要,而且充满了趣味和挑战,只要我们用心去学,就一定能学好。
双电荷问题考点归纳
吴彬彬
相城区春申中学 江苏苏州 215143
点电荷问题是高中阶段的重点也是难点问题,更是高考的热点问题,抓住点电荷形成电场的场强和电势分布是解决问题的关键。
当然,在点电荷问题中不可避免的就是双电荷问题,而双电荷所形成的电场的场强和电势的分布由于电荷的性质和电荷量的大小组合情况导致考点众多。
本文对双电荷所引发的问题进行归纳,列举出各种类型的考查方式,以提高复习效率。
1、对等量同种电荷产生电场的考查
【例1】如图1所示,两个带等量正电荷的相同小球,固定在绝缘、粗糙的水平面上A 、B 两点,O 是AB 的中点。
带正电的小滑块从C 点由静止释放,在电场力作用下向右运动,则滑块从C 点运动到O 点的过程中( )
A .电势能不断增大
B .电场力先做正功后做负功
C .加速度不断减小
D .速度先增大后减小
【解析】由于等量同种电荷在其连线上的中点O 产生的电场强度为零,且从A 到O 过程中电场强度逐渐减小,方向向右,所以小滑块在从C 运动到O 的过程中电场力做正功,电势能减小,加速度不断减小,速度逐渐增大,所以C 选项正确。
【答案】C
【点评】此题考查的是等量同种电荷连线上电场强度分布情况的问题,熟记其场强的分布情况确实能解决问题,但能熟练推导才是根本保障。
【例2】如图2所示,一电子在一对等量同种正电荷M 、N 连线的中垂线
上的A 点由静止释放,O 为M 、N 连线的中点,OA =OB ,不考虑电子的重力,下列说法正确的是( ) A .电子从A 运动到B 的过程中,速度先增大后减小
B .电子从A 运动到B 的过程中,加速度一定先增大后减小
C .电子从A 运动到B 的过程中,加速度可能先增大、减小再增大、减
小 D .电子运动的过程中,在O 点的电势能最大
【解析】在等量同种正电荷的中垂线上电场强度方向由O 点指向无穷远。
电子在A 点由静止释放受到指向O 点的电场力作用做加速运动,当过O 电后仍然受到指向O 点的电场力作用,所以将做减速运动,根据对称原理,电子将在B 点速度减为零,所以A 选项正确;然而由于在中垂线上,从O 点到无穷远处电场强度先增大后减小,其场强最大值的位置在A 点的上方还是下方不得而知,所以电子的加速度的变化情况无法确定,如果最大值在A 点下方,则加速度可能先增大、减小再增大、减小,所以C 选项正确;在整个运动过程中,由于电子在O 点速度最大,根据能量守恒,其电势能最小,所以D 选项错误。
【答案】AC
【点评】此题考查的是等量同种电荷中垂线上电场强度的分布情况。
由于电场强度的最大值位置的不确定(对于学生来说,具体位置不做要求)所以无法判断电子加速度的变化情况。
【例3】(2015河北唐山模拟)如图3所示,在A 、B 两点固定等量正电荷,C 是两电荷连线上靠近A 的一点,在C 点处由静止释放一带正电的试探电荷q ,电荷q 仅在电场力的作用下向右运动的过程中,先后经过P 、Q 两点(图中未画出),则( )
A .电荷q 在P 点的电势能一定大于在Q 点的电势能
B .电荷q 在P 点的电势能可能等于在Q 点的电势能
C .电荷q 在C 点的电势能可能小于在P 点的电势能
D .电荷q 在C 点的电势能一定不小于在Q 点的电势能
图1
图2
图3
【解析】取A 、B 两点连线中点为O ,则在连线上O 点电势最低,等量同种电荷在连线上的电势关于O 对称,而且离O 点越近电势越低,根据电势能的表达式ϕq E P =,由于不知道P 、Q 两点离O 点的距离
关系,所以电荷q 在两点的电势能的大小关系不确定。
当P 、Q 两点关于O 电对称时,电荷q 在P 点的电势能等于在Q 点的电势能,所以A 选项错误、B 选项正确;根据能量守恒,C 点相对于P 点离O 点较远,所以电势较高,电荷q 在C 点的电势能一定大于在P 点的电势能,C 选项错误;Q 点可能在O 点右侧且和C 点对称,那么其电势与C 点电势相等,所以电荷q 在C 点的电势能一定不小于在Q 点的电势能,D 选项正确。
【答案】BD
【点评】此题考查的是等量同种电荷连线上的电势分布问题。
根据电场强度的分布和沿电场线方向电势逐渐降低得出连线上的中点O 的电势最低,再根据电势能的表达式ϕq E P =判断
电势能的大小,此时需要注意的是,表达式ϕq E P =中的q 和φ的正负号均需代入
计算,比如负电荷在电势为正的点所具有的电势能为负值。
【例4】(2015安徽模拟)如图4所示,M 、N 为两个等量的正点电荷,现以M 、
N 连线的中点O 为坐标原点,沿其中垂线向上为x 轴正方向建立坐标轴,取无穷远
处电势为零。
下列能正确反映电势φ随位置坐标x 变化的图象的是( )
【解析】等量同种电荷中垂线上从O 点到无穷远的过程中场强大小先增大后减小,而φ-x 图象的斜率表示电场强度,所以B 选项正确。
【答案】B
【点评】此题考查的是等量同种电荷中垂线上电势分布问题。
从O 点沿x 轴到无穷远处的电势降低可以根据电场强度的方向指向x 轴确定,但是具体的φ-x 图象如何分布取决于电场强度的分布,因为φ-x 图象的斜率表示电场强度,再根据从O 点到无穷远处的过程中电场强度有一个极大值即图象有一个拐点来选择。
2、对等量异种电荷产生电场的考查
【例5】(2015湖州模拟) 如图5所示,一绝缘粗糙斜面固定在水平地面上 ,斜面底端上的O 点两侧 P 、Q 位置上对称地固定放置等量异号电荷+q 、-q ,沿斜面方向的直线
OO ′是 PQ 连线的一条中垂线。
一带正电的小物块能分别静止在OO ′上的A 、B 两处,则下列说法正确的是( ) A. 小物块在 A 、B 两处受到的摩擦力方向相同 B. 小物块在 A 、B 两处对斜面的正压力相同 C. 小物块在 A 、B 两处具有的电势能相等
D. 若将小物块从 A 处缓慢移到 B 处,小物块受到的电场力先增大再减小 【解析】等量异种电荷中垂线上沿OO ′方向场强大小逐渐减小,方向始
终垂直OO ′向里,所以物块在A 、B 两点受到的摩擦力大小、方向均不同,A 选项错误,D 选项错误;由于电场力只沿斜面方向,所以小物块在 A 、B 两处对斜面的正压力相同,B 选项正确;由于在OO ′
上移
A B C D 图
4 图5
动电荷电场力不做功,所以OO ′为等势线,小物块在 A 、B 两处具有的电势能相等,C 选项正确;
【答案】BC
【点评】此题考查的是等量异种电荷中垂线上电场强度分布的问题。
根据中垂线上场强方向相同大小从O 点到无穷远处逐渐减小的特点进行处理。
【例6】(2015皖南八校模拟)如图6所示,菱形ABCD 的对角线相交于O 点,两个等量异种点电荷分别放在AC 连线上M 点与N 点,且
OM =ON ,则( ) A .A 、C 两处电势、场强均相同
B .B 、D 两处电势、场强均相同
C .在MN 连线上O 点的场强最大
D .在BD 连线上O 点的场强最小 【解析】以无穷远处电势为零,则等量异种电荷中垂线上的电势均
为零,且靠近正电荷一侧各点电势均为正值,靠近负电荷一侧各点电势均为负值,所以A 选项错误;根据矢量叠加法则,BD 两点的场强大小相等、方向相同,所以B 选项正确;O 点在MN 连线上场强大小最小,在BD 上最大,所以C 、D 选项均错误。
【答案】B
【点评】此题考查的是等量异种电荷产生场强的问题。
熟记场强和电势的分布且能熟练运用矢量叠加法则处理空间电场强度的分布是解决问题的关键。
3、对不等量电荷产生电场的考查
【例7】(2015浙江模拟)如图7甲所示,Q 1、Q 2为两个被固定的点电荷,其中Q 1带负电,a 、b 、c 三点在它们连线的延长线上。
现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a 点开始向远处运动经过b 、c 两点(粒子只受电场力作用),粒子经过a 、b 、c 点时的速度分别为v a 、v b 、v c ,其速度图象如图9乙所示。
以下说法中正确的是( )
A .Q 2一定带负电
B .Q 2的电量一定大于Q 1的电量
C .b 点的电场强度最大
D .粒子由a 点运动到c 点运动过程中,粒子
的电势能先增大后减小
【解析】由粒子的v -t 图象可知,粒子在b 点
时的加速度为零,即b 点的电场强度为零,所以C
选项错误;根据电场强度的矢量叠加法则且B 点场
强为零可知Q 2带正电且电荷量小于Q 1,所以A 、
B 选项错误;根据能量守恒,粒子从a 到c 动能先减小后增大,所以电势能先增大后减小,D 选项正确。
【答案】D
【点评】根据v -t 图象的斜率表示加速度,加速度由电场力产生的线索得到b 点场强为零是解决问题的关键所在。
【例8】(2015安徽模拟)两个不等量异种点电荷位于x 轴上,a 带正电,b 带负电,b a q q ,且a 、
b 相对坐标原点位置对称。
取无限远处的电势为零,下列各图正确描述x 轴上的电势φ随位置x 变化规律的是( ) 图6 A C
v 甲 Q 1 Q 2 a b c v 乙 图7 v
图8
【解析】φ-x图象的斜率表示电场强度,由于两个异种电荷连线上各点场强不为零所以斜率不为零,C 选项错误;A选项为等量异种电荷的φ-x图象,所以A选项错误;由于|q a︱>|q b︱,所以在两电荷连线的延长线上电势为零的点应该靠近b电荷,所以D选项正确。
【答案】D
【点评】此题考查的是不等量异种电荷的φ-x图象。
根据图象斜率表示的物理意义,再结合电势的标量叠加法则是处理此题的关键。