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1、第一節(jié)電場力的性質(zhì)的描述,,一、元電荷及電荷守恒定律 1元電荷：科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是電子的電荷量， 質(zhì)子、正電子所帶的電荷量與它相同，但符號(hào)相反。人們把 這個(gè)最小的電荷量叫做元電荷，用e表示， e 。 2電荷守恒定律 (1)起電方式： 、 、 。 (2)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是 。 (3)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物 體 ，或者從物體的一部分 ；在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量 。,1.601019C,摩擦起電,接觸起電,感應(yīng)起電,電荷的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,轉(zhuǎn)移到另一部分,保持不
2、變,1已知介子、介子都是由一個(gè)夸克(夸克 或夸克 ) 和一個(gè)反夸克(反夸克或反夸克)組成的，它們的電荷量如下表 所示，表中e為元電荷。,下列說法正確的是() A由 u 和 組成B由 d 和 組成 C由 u 和 組成 D由 d 和 組成,小試牛刀,【解析】 根據(jù)題目列表信息可知，帶一個(gè)單位的正電 荷，帶一個(gè)單位的負(fù)電荷。只要想到了電荷守恒定 律，就可以輕松判斷A、D正確。由于受思維慣性的影 響，有些學(xué)生總認(rèn)為任何物體的帶電量都是基本電荷e的 整數(shù)倍。其實(shí)，近代物理學(xué)認(rèn)為，夸克是比質(zhì)子和中子等 亞原子粒子更基本的物質(zhì)組成單位，夸克組成了質(zhì)子和中 子，質(zhì)子和中子組成原子核，最終
3、才由原子構(gòu)成宇宙萬 物科學(xué)研究還表明，一般沒有自由的單個(gè)夸克，只有兩 個(gè)或三個(gè)夸克的集合體才能夠處于自由狀態(tài)。 【答案】 AD,二、點(diǎn)電荷及庫侖定律 1點(diǎn)電荷：忽略 和電荷分布狀況的可看 成一個(gè)點(diǎn)的帶電體，是一種理想化的模型。 2庫侖定律 (1)內(nèi)容： 中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力， 與它們的 成正比，與它們的 成反比，作用力的方向在 。 (2)表達(dá)式： ，式中k m2/C2， 叫靜電力常量。 (3)適用條件： 中的 。,形狀、大小,真空,電荷量的乘積,距離的二次方,它們的連線上,9.0109_N,真空
4、,點(diǎn)電荷,2如圖所示，q1、q2、q3、分別表示在一條直線上的三個(gè) 點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為 l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)。 (1)如果q2為正電荷，則q1為________電荷，q3為________ 電荷。 (2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比是 ________________________。,小試牛刀,1適用條件 (1)在空氣中，兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情 況，可以直接應(yīng)用公式。 (2)當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于本身的大小時(shí)，可以把帶電 體看成點(diǎn)電荷。 2庫侖力的方向：由相互作用的兩個(gè)帶電體決定，且同種 電荷相互排斥，為斥力；異種電
5、荷相互吸引，為引力。,(2011啟東模擬)如右圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的 完全相同的金屬的球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻， 將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離L為球半徑的3倍。 若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那 么a、b兩球之間的萬有引力F引、庫侖力F庫分別為(),【解題切點(diǎn)】 兩球之間的作用力是否符合萬有引力定律及庫 侖定律的運(yùn)用條件。 【解析】 因?yàn)閍、b兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各 自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集， 又L3r，不滿足Lr的要求，故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電 荷，所以不能應(yīng)用庫侖定律，,【答案】 D,1如下圖所示，在光
6、滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為 q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕 緣連接。當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為l。已知 靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原 長為(),變式訓(xùn)練,【答案】 C,【例2】：在真空中，有兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電量分別為+Q、-3Q，它們的間距為r （可視為點(diǎn)電荷），相互作用力為F，若將兩小球接觸一下，然后放在相距2r的位置，則相互作用力變?yōu)镕 / ，求F與F/之比為多少？,【變式訓(xùn)練】：2、真空中有兩個(gè)相同的金屬小球M和N，相距為r，帶電量分別為q和2q，但帶何種電荷未知，它們之間的相互作用力大小為F，有一個(gè)跟
7、M、N相同的不帶電金屬球P，當(dāng)P跟M、N依次接觸一次后移開，再將M、N間距變?yōu)?r，那么M、N間的作用力大小可能是（r遠(yuǎn)大于小球直徑） A、5F/64 B、5F/32 C、3F/32 D、3F/16,【探究二】：帶電粒子在電場中的平衡和非平衡問題,【例3】：A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距r，A帶有9Q的正電荷，B帶有4Q的正電荷。 （1）、如果A和B固定，應(yīng)如何放置第三個(gè)點(diǎn)電荷q，才能使此電荷處于平衡狀態(tài)？（2）、如果A和B是自由的，應(yīng)如何放置第三個(gè)點(diǎn)電荷，使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，試求第三個(gè)點(diǎn)電荷的電量q的大小及電性。,【變式訓(xùn)練】：3、如圖所示的光滑絕緣水平面上，固定著A、B、C三個(gè)帶電小球，三球
8、球心共線，質(zhì)量mA：mB：mC=1:2:1，現(xiàn)同時(shí)釋放三個(gè)小球的瞬間，A球的加速度值為2m/s2，方向向左，C球的加速度值為6m/s2，方向向右，那么B球的加速度大小為___________，方向____________。,【例4】：直徑為R的絕緣球殼上均勻帶有電量為+Q的電荷，另一電量為+q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對稱性，點(diǎn)電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r（r遠(yuǎn)小于R）的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為多少？方向如何？（已知靜電力常量為k）。,【變式訓(xùn)練】：4、豎直放置的均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于環(huán)平面對稱軸上的一點(diǎn)，OP=L，試求P點(diǎn)的場強(qiáng)大小。,
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