高一物理电荷间的相互作用、电场强度北师大版知识精讲.docVIP

高一物理电荷间的相互作用、电场强度北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 电荷间的相互作用、电场强度 二. 知识总结、归纳： 1. 电荷间的相互作用 （1）电荷量：电荷的多少叫做电荷量。 （2）物体的带电：电子的得失（即电子的转移），物体所带的电荷量是指物体带净电荷的多少。 ①摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带正电，获得电子的带负电。 ②感应起电（静电感应）：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与带电体电荷相同的电荷。 ③接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使电荷从带电体转移一部分到不带电的物体上，两完全相同的带电金属小球接触时电荷量分配规律：原带异种电荷的先中和后平分，原带同种电荷的总电荷量平分。 （3）电荷守恒定律：电荷既不能创造也不能消灭，任何起电方式都是电荷的转移，在同一隔离系统中正、负电荷量代数和不变。 （4）元电荷e：质子（或电子）所带电荷量的绝对值，1e=1.6×10-19C，所有带电物体的电荷量只能是元电荷的整数倍。 （5）带电粒子的比荷：带电粒子的电荷量和质量之比。 （6）电荷间的相互作用： 电荷间有相互作用力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。 （7）库仑定律：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，与它们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=kq1q2/r2，若公式各量均采用国际单位制单位，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 库仑定律的适用条件：真空中两个点电荷之间的相互作用。 注意：①点电荷是理想模型，实际带电球的直径远小于它们间的距离，以致带电球的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计时，可近似作点电荷处理，此时它们间的距离取两球心间的距离；②系统中有多个点电荷时，任意两点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再求其矢量和。 2. 电场、电场强度 （1）电场的概念：带电体周围存在的特殊媒介物质，电场的最基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷间的作用总是通过电场进行的。 （2）电场强度E： ②E的方向：电场中某点场强方向规定为在该点的正电荷受的电场力的方向，跟放在该点的负电荷受的电场力方向相反。 ③E的物理意义：描述该点的电场强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，是矢量。 注意： ②电场中某点的场强E的大小及方向取决于电场本身（即场源电荷及这点的位置），与试探电荷的正负、电荷量q和受到的力F以及有无试探电荷存在均无关。 （3）电场力F：电荷在电场中受到电场的作用力。 ①大小：F=qE（F=qE为决定式，F有q、E共同决定）。 ②方向：正电荷受电场力方向与E相同，负电荷受电场力方向与E相反。 （4）点电荷Q产生的电场的场强公式：E=kQ/r2。 注意： ①E=kQ/r2为决定式，仅适用于真空中点电荷形成的电场；②Q为真空中点电荷的电荷量，r为某点到点电荷Q的距离；③若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；④若Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向Q；⑤在点电荷Q产生的电场中的某一点P场强大小，由点电荷Q及P到Q的距离r来决定，与试探电荷q无关；⑥当Q一定时，越靠近Q的点（r越小），场强越大。 （5）电场的叠加：几个点电荷同时在某点形成电场时，这点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。 【典型例题】 例1. 真空中两个相同的带等量异种电荷的小球A和B（A、B可看作点电荷），分别固定在两处，二球间静电力为F。用一个不带电的同样小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则A、B球间的静电力应为________F，若再使A、B球距离增大一倍，则它们的静电力为_________________F。 分析与解答：设A、B两球带电荷量分别为q、－q，相距为r，那么它们之间的库仑力F=kq2/r2，且为引力。 用球C接触球A时，A、C球带电荷量均为q/2（平均分配） 再用球C接触球B时，B、C球带电荷量均为－q/4（先中和后平均分配） 可见F与r及q1、q2的关系是：F与r2成反比，而不是与r成反比；F正比于q1q2的乘积（与万有引力F=Gm1m2/r2相似，因此我们在学习时应把以前掌握的万有引力定律规律应用到这里来）。 例2. 固定的两个