【正文】 第六章 靜電場 主題 考試說明（ 要求 ） 教學指導意見（ 不要求 ） 電場 物質的電結構，電荷守恒 Ⅰ 靜電現象的解釋；點電荷 Ⅰ 計算感應電荷的場強和靜電力 庫侖定律 Ⅱ 靜電場 Ⅰ 電場強度、點電荷的場強 Ⅱ 電場線；電勢能、電勢 Ⅰ 電勢差 Ⅱ 勻強電場中電勢差與電場強度的關系 Ⅰ 帶電粒子在勻強電場中的運動 Ⅱ 只限于垂直電場方向入射且偏轉電極加恒定電壓的情形； 示波管 問題不涉及兩個偏轉電極同時加電壓的情形 常見電容器；電容器的電壓、電荷量和電容的關系 Ⅰ 不要求用電容的決定式進行計算 第 1課時 電荷守恒定律 庫侖定律 問題： 下面各是什么儀器？其工作原理是什么？測什么？ 能測直流電壓嗎？ 能用電壓表測電容器兩端的電壓嗎？ 兩種電荷 2． [對感應起電過程的理解 ]如圖 1所示， A、 B為相互接觸的用絕 緣支柱支持的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有 金屬箔片， C是帶正電的小球，下列說法正確的是 ( ) A．把 C移近導體 A時， A、 B上的金屬箔片都張開 B．把 C移近導體 A，先把 A、 B分開，然后移去 C， A、 B上的 金屬箔片仍張開 C．先把 C移走，再把 A、 B分開， A、 B上的金屬箔片仍張開 D．先把 A、 B分開，再把 C移走，然后重新讓 A、 B接觸， A上 的金屬箔片張開，而 B上的金屬箔片閉合 AB 題組扣點 深度思考 帶正電的導體 C對 A、 B感應起電 所以金屬箔片都張開， A正確． 先把 A、 B分開 ，此時即使再移走 C，因 A、 B已經絕緣，故金屬箔片仍張開， B正確． 但如果 先移走 C， A、 B上的感應電荷會馬上中和， C錯． 重新讓 A、 B接觸后 ， A、 B上的感應電荷完全中和，金屬箔片都不會張開， D錯． 解析 圖 1 練習： 如圖所示 ,將帶電棒移近兩個不帶電的導體球甲、乙 ,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣 ,下述幾種方法中能使 兩球都帶電的是 ( ) ,再移走帶電棒 ,再把兩個球分開 ,再移走帶電棒 ,再移走帶電棒 靜電感應 靜電屏蔽 三個電場的區(qū)分 練習： 請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是 A. 電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C. 小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D. 打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險 你還能舉出一些靜電現象的應用嗎？ 題組扣點 深度思考 5． [庫侖力作用下的共線、平衡問題 ]兩個可自由移動的點電荷分別放在 A、 B 兩處，如圖 3所示． A處電荷帶正電荷量 Q1， B處電荷帶負電荷量 Q2，且 Q2＝ 4Q1，另取一個可以自由移動的點電荷 Q3，放在 AB直線上，欲使整個系統(tǒng)處 于平衡狀態(tài)，則 ( ) A． Q3為負電荷，且放于 A左方 B． Q3為負電荷，且放于 B右方 C． Q3為正電荷，且放于 A、 B之間 D． Q3為正電荷，且放于 B右方 圖 3 Q3平衡 23321331 rkrk ? 231321 rr, ?? 所以受力方向？ A 1．三個自由點電荷僅在它們系統(tǒng)的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)時，滿足的規(guī)律是：兩同夾異、兩大夾小、近小遠大 (中間電荷靠近電荷量較小的端電荷 )． 2．庫侖力參與下的共點力平衡問題：分析方法與力學問題相同， 只是多了一個庫侖力而己 ，可以用 正交分解法 ，也可以用 矢量三角形法 ． 【 例 3 】 如圖 7所示，懸掛在 O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有 一個帶電荷量不變的小球 ，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球 B到達懸點 O的正下方并與 A在同一水平線上， A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為 θ .若兩次實驗中 B的電荷量分別為 q1和 q2， θ 分別為 30176。 和 45176。 ，則 為 ( ) A． 2 B． 3 C． 2 D． 3 圖 7 3 312qqG F庫 FT C F ＝ k q A q Br 2 ； 又 r ＝ ls i n θ ， F ＝ G t an θ q B ＝ Gl2 s i n 2 θ t an θkq A q 2q1 ＝s i n 2 45 176。t an 45176。s i n 2 30 176。t an 30176。 ＝ 2 3 庫侖力作用下的 靜力學、動力學 問題 練習 :光滑絕緣的水平面上固定著三個帶電小球 A、 B、 C,它們的質量均為 m,間距均為 r,A、 B帶等量正電荷 C球施一水平力 F的同時 ,將三個小球都放開 ,如圖所示 ,欲使得三個小球在運動過程中保持間距 r不變 ,求 : (1)C球的電性和電荷量 . (2)力 F及小球的加速度 a. 庫侖力作用下的 靜力學、動力學 問題 6． [應用力學方法解決含庫侖力的平衡問題 ]兩個質量分別是 m m2的小球，各用絲線懸掛在同一點，當兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為 q q2時，兩絲線張開一定的角度 θ θ 2，如圖 4所示，此時兩個小球處于同一水平面上，則下列說法正確的是 ( ) A．若 m1m2，則 θ 1θ 2 B．若 m1＝ m2，則 θ 1＝ θ 2 C．若 m1m2，則 θ 1θ 2 D．若 q1＝ q2，則 θ 1＝ θ 2 圖 4 G F庫 F 兩小球所受庫侖力屬于作用力與反作用力，永遠相等 mgF庫??tanBC 與電荷量無關， D錯 . B、 C對 繩子模型 桿子模型 問題：它們的區(qū)別本質上是由什么原因引起？對你有什么啟示（比如在復合場中）？ 庫侖力作用下的 靜力學、動力學 問題 +Q q +Q +q q +q 第 2課時 電場力的性質 問題：如何理解電場強度 E？ 練習： 在如圖所示的四個電場中，均有相互對稱分布的 a、 b兩點，其中 a、 b兩點電勢和場強都 相同 的是 ( ) 練習： 如圖所示， xoy平面是無窮大導體的表面，該導體充滿z﹤ 0的空間， z﹥ 0的空間為真空。將電荷為 q的點電荷置于 z軸上 z=h處，則在平面上會產生感應電荷?？臻g任意一點處的電場皆是由點電荷 q和導體表面上的感應電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時導體內部場強處處為零，則在 z軸上 z=h/2處的場強大小為多少？（ k為靜電力常量） z x y q o 三個電場的區(qū)分 幾種典型電場的電場線 (形象描述電場） x y x y 畫出丙、丁 x、 y軸上場強（向右為正方向）、電勢隨位置變化的圖像； 如何確定帶電粒子的運動軌跡（僅受電場力）與電場線的關系。 練習： 如圖所示 ,點電荷的靜電場中電場線用實線表示 ,但其方向未標明 ,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡 .a、 b是軌跡上的兩點 .若帶電粒子在運動中只受到電場力的作用 ,根據此圖你能判斷哪些問題。 若實線表示的是某電場的等勢面，哪問題又如何？ 練習 如圖所示 ,電荷量均為 +q、質量分別為 m和 3m的兩小球 A和 B,中間連接質量不計的細繩 ,在豎直方向的勻強電場中以速度 v0勻速上升 .若不計兩帶電小球間的庫侖力作用 ,某時刻細繩斷開 ,求 : (1)電場強度及細繩斷開后