作业01_第一章静电场

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例2：
两个相距很远的带电金属小球A和B所带 电量分别为＋4×10-5C 和－ 6×10-5C， 用和它们完全一样的金属小球C先后分 别与A、B各接触一下后拿走，A、B之 间的静电力变成原来的多少倍？
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AC ＋＋ ＋＋
AC ＋＋ ＋＋
A ＋＋
BC
----- ++
BC
-- --
B
--
F

k
4 61010 r2
F'

k
2 21010 r2
F’＝F / 6
物体带电 小
带电的现象
带电的本质
起电的方法 带电的特点
电荷守恒定律
结 库仑定律
定律的发现
定律的内容
定律的条件 定律的应用
条件： 真空中、点电荷
公式： F k Qq r2
常量：k 9.0109 Nm2 / c2
应用
例题1
某带电体带正电，且所带电量是 8×10-5C，则该带电体 ——（填 “失 去”或“得到”）了 ———— 个电 子。
例题1
分析与解答
带正电
失去了电子
失去电子数为： 8105 1 61019
e=1.6×10-19 c
电荷守恒定律
电荷既不能创造,也不能消 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 个部分转移到另一个部分。在 转移的过程中，电荷的代数和 不变。
电荷之间的相互作用力
猜 想: 与带电体的电量有关
与带电体之间的距离有关 与带电体自身的大小及形状有关 与带电体所处的空间物质即介质有关
定性实验: 控制变量法

第一章静电场学案参考答案第一节 电荷及其守恒定律[知能准备]答案：1. 正 负 2.（1）正 负 （2）异 同 （3）一部分电荷 3. 创造 消失 保持不变[同步检测]答案：1.带电 摩擦 2.AD 3.不带 不带 负 正 4 .远离 靠近 5.AC6.C7.D8.电荷A 靠近导体B 时,把B 先拆分开后把电荷A 移走,导体B 靠近电荷A 的一端带正电9.A 10. 5×10-6C 7.5×10-6C 7.5×10-6C第二节 库仑定律知能准备答案：1.点电荷 2.乘积 平方 连线上同步检测答案：1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力，3.8×107-N 10.106-C第三节 电场强度知能准备答案：1.实物 场 2.(1)力的作用 (2)比值 正 (3)牛/库 N/C 伏/米 V/m(4)1N/C 3.单独 矢量和4.密集 稀疏 疏密5.相等 相同同步检测答案：1.B 2.ABC 3.B 4.D 5.CD 6.C 7.负 1:8 8．E=mg/q 方向垂直于金属板向下9．（1）E a =15 V/m 方向由a 指向c (2) E b =3.9V/m 方向向左 (3) E c =9.4 V/m 方向向左 10．（1）2r kQ E =（2）22r kQ （3）22rkQ第四节 电势能和电势知能准备答案：1.相等 始 末 无关 2.电场 E P 焦耳 3.（1）等于 E PA －E PB（2）无穷远4.比值 φ＝E P /q5.降低6.相等 垂直同步检测答案：1.A 2.AD 3.D 4.AD 5.qELcosθ qELcosθ qELcosθ 电场力做功的大小与路径无关 只与始末位置有关 6.B 7.CD第五节 电势差知能准备答案：不相等 相等 电势差 电压 U AB ＝ϕA －ϕB W AB ＝qU AB同步检测答案：1.C 2.CD 3.A 4.D 5.C 6.BCD第六节 电势差与电场强度的关系知能准备答案：同步检测答案：1.C 2.C 3.BD 4.D 5.2×109 6×1010第八节 电容器与电容知能准备答案：1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、 2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U 、 法拉 、 法、 F 、106-、1012-、容纳电荷本领 3.固定电容、可变电容、电解质电容同步检测答案：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB第九节 带电粒子在电场中的运动知能准备答案：1.加速、偏转 2.示波管、偏转电板同步检测答案：1.CD 2.C 3.B 4.A 5.111 123 135 6.300V静电场单元测试题答案1．A D 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.C 9.A C 10.C 11. C 12.A C D 13.（1）灵敏电流表，探针两根 （2）白纸、复写纸、导电纸、上 （3）指零、指零 （4）增大、增大、增大 14．减小、增大、不变15．()2R L qk + 方向在AO 连线上，由O 点指向+q１６．根据对称性可知，带电圆环在圆心O 处的合场强E =0，那么补上缺口部分在圆心O 处产生的场强与原缺口环在圆心O 处产生的场强大小相等方向相反．考虑到r π2比d 大很多，所以原来有缺口的带电环所带电荷的密度为 r Q d r Q ππρ22≈-=补上的金属部分的带电荷量rQd d Q πρ2/==由于d 比r 小得多，可以将Q /视为点电荷，它在O 处产生的场强为 N/C 109N/C 102.0114.321013.31092-2992//⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-r Q k E ，方向向右． 所以原缺口环在圆心O 处产生电场的场强N/C 1092-⨯=E ，方向向左．17．解：（1）根据动能定理可得：2221)2(21mv v m qU AB -=，得qmv U AB 232=. （2）由于带电微粒在电场中做类平抛运动，建立如图所示的坐标系：vt y =， 221t mqE x =， 222d y x =+ ，22224v t a v =+ 解得：qd mv E 2212= 18．10v/m 19．F=mg/2水平向右；v m =Rg （5-1）20．（1）从O 点上升到M 点，竖直方向上221gt y =00k E mgy -=- 水平方向上 221at x = ma F =2002222y x E g y x gy E t x m k k =⋅== J 25.243423220=⋅===∴y x E Fx E k kM （2）小球由O 到N 的时间t t 2=' x t a t a x ON 4)2(212122=='= 落到N 点，重力势能变化为零，电场力做功等于机械能的变化kO kN ON E E Fx -= J 1342=+⋅=+=∴kO kOkO ON kN E x yx E E Fx E。

（1）计算与球心相距 r 1.00cm, 3.00cm, 5.00cm 的场强。
（2）画出场强随距离变化的曲线。
解：由对称性可以判定，场强具有球对称 性。小球表面上和球壳内外表面上的电荷
解：以P点到带电细棒的垂足O为坐标原点建立坐标系如图。
dE
y
电荷元在P点产生的电场强度大小为
dq
dx
dE 4π 0r 2 4π 0r 2
dE x
dE cos
cos dx 4 0r 2
P
ra
dx
O
x
l
x
dx 4 0r 2
l
r
x
4 0
(l
l x dx
x)2 a2 3/2
dq=dx
解：在半球面上取圆环形面元．其带 电量为
Y R
利用P34例3结论, 知其在O点的电场强度
θ
大小为
O
X
方向沿X轴负向.如图所示.
O点的总电场强度为
Y
R θ
O
X
“-”表示电场方向沿X轴负向.
法二：在球面上取面元ds ,如图:
dq ds Rd R sin d
R O
dEz
dE cos
dq
4 0 R2
Ex 40
l l x dx
1 l d l x2
0
(l
x)2
a2 3/2
4 0
(
) 2
0
(l
x)2
a2 3/2
8 0
l d[ l x 2 a2 ]
0 (l x)2 a2 3/2
l
[ l x 2 a2 ]1/2
[ l x 2 a2 ]1/2 l

电势差与电场强度的关系
结论一
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。
UAB = E ·dAB
UAB = E ·dAB
U AB E d AB
匀强电场中，电场强度等于两点间的 电势差与两点沿电场方向距离的比值。
电势差与电场强度的关系
结论一
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。Biblioteka 结论二UAB = E ·dAB
U AB E d AB
匀强电场中，电场强度等于两点间的电势差与两 点沿电场方向距离的比值。
结论三
沿电场线，电势下降最快。 等差等势面越密的区域，电场强度越大。
总结
电荷受到的力F
公式
名称
适用范围
q1 q 2 F k 2 r
F=qE
库仑定律 /库仑力或静电力
用于计算真空中 两个静止点电荷 之间的作用力
特点四：静电平衡状态的导体，净电荷只分布在 导体的外表面上，导体内部没有净电荷。
应用：静电屏蔽 实验一 实验二
（1）对外电场的屏蔽


E 0

（2）接地空腔导体屏蔽腔内电荷对外界的影响

A



A
静电平衡状态: 导体中(包括表面)没有电荷的定向移动 的状态，叫做静电平衡状态。
E0 E' E E0 E ' 0

E
静电平衡状态
静电平衡状态的导体的特点 特点一：处于静电平衡状态的导体， E=E’，故内部的场强处处为零。 特点二：处于静电平衡状态的导体是等势体， 导体表面是等势面。(电势不为零） 特点三：处于静电平衡状态的导体，其外部表面 场强不为零，且表面上任何一点的场强 方向跟该点的表面垂直