第1章真空中的静电场

1 / 13 （高二）物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案

教科版选修3—1第一章 静电场

1、(双选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是 (

)

A．导体B将带负电

B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等

C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等

D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零

2、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝kq1q2r2，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为( )

A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4

C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2

3、(双选)如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是( )

A．＋Q在小球处产生的场强为E1＝kQL2

B．＋Q在小球处产生的场强为E1＝mgtan αq

C．＋q在O点产生的场强为E2＝kqL2

D．＋q在O点产生的场强为E2＝mgtan αQ 2 / 13 4、(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是(

)

A．M带负电荷，N带正电荷

B．M在b点的动能小于它在a点的动能

C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能

D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功

5、(双选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则(

)

A．它们通过加速电场所需的时间相等

杨海 电动力学 第一章 电磁现象的普遍规律

1-1

1 第一章 电磁现象的普遍规律

本章重点：从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。

主要内容：讨论几个定律，总结出静电场、静磁场方程；

找出问题，提出假设，总结真空中麦氏方程；

讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程；

给出求解麦氏方程的边值关系；

引入电磁场能量，能流并讨论电磁能量的传输。

§1. 电荷和静电场

一、 库仑定律和电场强度

1. 库仑定律

一个静止点电荷Q对另一静止点电荷Q的作用力为:34rrQQFo

⑴ 静电学的基本实验定律

（2）两种物理解释

超距作用： 一个点电荷不需中间媒介直接施力与另一点电荷。

场传递： 相互作用通过场来传递。

对静电情况两者等价。

2. 点电荷电场强度

每一电荷周围空间存在电场：即任何电荷都在自己周围空间激发电场。它的基本性质是：电荷对处在其中的其它电荷具有作用力。

对库仑定律重新解释:描述一个静止点电荷激发的电场对其他任何电荷的电场力。

描述电场的函数——电场强度定义：试探点电荷F，则

30()4FQrExQr

它与试探点电荷无关，给定Q，它仅是空间点函数，因而是一个矢量场——静电场。

3．场的叠加原理（实验定律）

n个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量杨海 电动力学 第一章 电磁现象的普遍规律

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2 和，即：3110()4nniiiiiiQrExEr。

4．电荷密度分布

体密度： 0limVQdQxVdV

面密度： 0limSQdQxSdS

线密度 ： 0limlQdQxldl

dQxdV

,,VSLQxdVQxdSQxdl

第 1 页 共 5 页 第一章 章节复习总结

一、电场基本规律

1、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。（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。

2、库伦定律

（1）定律内容：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，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（2）表达式：221rQkQF k=9.0×109N·m2/C2——静电力常量

（3）适用条件：真空中静止的点电荷。

二、电场力的性质

1、电场的基本性质：电场对放入其中电荷有力的作用。

2、电场强度E

（1）定义：电荷在电场中某点受到的电场力F与电荷的带电量q的比值，就叫做该点的电场强度。

（2）定义式：qFE E与F、q无关，只由电场本身决定。

（3）电场强度是矢量：大小：单位电荷受到的电场力。

方向：规定正电荷受力方向，负电荷受力与E的方向相反。

（4）单位：N/C,V/m 1N/C=1V/m

（5）其他的电场强度公式

○1点电荷的场强公式：2rkQE——Q场源电荷

○2匀强电场场强公式：dUE——d沿电场方向两点间距离

（6）场强的叠加：遵循平行四边形法则

3、电场线

（1）意义：形象直观描述电场强弱和方向理性模型，实际上是不存在的

（2）电场线的特点：

○1电场线起于正（无穷远），止于（无穷远）负电荷

○2不封闭，不相交，不相切

○3沿电场线电势降低，且电势降低最快。一条电场线无法判断场强大小，可以判断电势高低。

○4电场线垂直于等势面，静电平衡导体，电场线垂直于导体表面

1 第一章 静电场

第一课时 电荷及其守恒定律

1．自然界中存在着两种电荷，即____________和____________。要使原来不带电的物体带电有三种方法，分别是____________、____________、____________。它们的实质都是______________________________。

2．用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷，则绸子带______电，其原因是_____________________________________________。把电荷移近不带电导体，在导体上离电荷近的一端带_____________，离电荷远的一端带_________________，这种现象叫静电感应。

3．电荷守恒定律的内容是：电荷既不能_________，也不能_________，只能_________________________，或者______________________________________________

___________；在转移过程中，________________保持不变。它的另一种表述是：在一个____________________________的系统，_____________________总是不变的。

4．下列关于电荷、电荷量的说法正确的是

A．自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷

B．物体所带的电荷量可以是任意值

C．物体所带的电荷量只能是某些特定的值

D．物体的带电量可以是2×10-19C

5．下列关于元电荷的说法正确的是

A．元电荷是是电荷的最小单元

B．元电荷就是质子

C．元电荷的电荷量是1.6×10-19C

D．自然界所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍