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③对初速度的要求:初速度或为零,或不为零但与所在的电场线共线。
(二)、粒子在电场中做直线运动的处理方法有两种:
(三)①将牛顿第二定律与运动学公式结合求解,这种方法只能用在匀强电场中。不考虑重力时,常用的基本方程有:
(四) 等.
(五)②由动能定理求解不涉及时间的问题,这种方法对匀强电场、非匀强电场均适用。不考虑重力时,基本方程为:
(六)
(七) 需要特别注意:的是式中U是质点运动中所经历的始末位置之间的电势差,而不一定等于题目中给定
的电压,如带电粒子从电压为U的两板中点运动到某一极板上时,经历的电压仅是
三、知识点归纳分析
1、电场强度的大小判断
电场强度E的大小: 电场线的疏密来判断,电场线越密,E越大;反之则反 E 的方向:1)电势降低的方向为E的方向。
2) +q的受力方向为E的方向(-q的受力反方向)
3)电势降低的方向为E的方向。
2、电势的大小判断
电场线方向为电势降低的方向
四、考点例题
考点1、电荷间的相互作用:
1)库仑定律:
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在真空中,两个点电荷间的作用力大小为: F=kQ1Q2/r(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2)。
2)库仑电荷分配法
(1)两个完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和再平均分配。
(2)应用库仑定律时要注意:①两带电体均可以看成点电荷②两带电体的电荷量均以其绝对值代入计算库仑力
例1.如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q?q?0?的相同小球,小球之间
用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接 当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l0 已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为
225kqkq2A.l?5kq B.l?2 C.l?5kq D.l? 2222k0lk0l2k0l4k0l22
F
F2F1
解析:最右侧小球受三个力的作用,它们的关系是
k0x?Kq2l225Kq2q2,得5Kq x??Kl0?l?x?l?2224kl4k0l?2l?0
例2.(09年江苏物理)1.两个分别带有电荷量?Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为
r2,则两球间库仑力的大小为
143F A. B.F C.F D.12F 1234 解析:本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F?kQ?3Qr2,两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,
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所以两球分开后各自带点为+Q,距离又变为原来的
12Q?QF??k2(r2),库仑力为
,所以两球
间库仑力的大小为4F3,C项正确。如两球原来带正电,则接触各自带电均为+2Q。
3)、三自由点电荷共线平衡问题 ..1)共线平衡的三个自由电荷:同夹异,大夹小。且“靠小” 2)同夹异——电性是“两侧同,中间异”,
3)大夹小—-电量是“夹小”,指中间电荷电量最小,
4)“靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。且满足Q外1Q外2?Q内Q外1?Q内Q外2
借用图3,可得对A: FBA=FCA ① 对B:FAB=FCB ② 对C:FAC=FBC ③ 由①②③结合牛顿第三定律有: KQQCCAA2?KQQQBQA?KB2C2BABC
而CA?BA?BC
再结合数学知识可以推得QCQA?QBQA?QBQC,即,Q外1Q外2?Q内Q外1?Q内Q外2
例题1、下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是( )
A、4Q 4Q 4Q ; B、4Q -5Q 3Q ; C、9Q -4Q 36Q ;D、-4Q 2Q -3Q 解析:由“两同一异”排除A项,由“两侧同,中间异”且“夹小”排除B项,其实三点电荷的电量还有定量关系, Q外1Q外2?Q内Q外1?Q内Q外2代入数据可得D项不合,应选C。
考点2、电场强度E;电场力F; 电势差U 1)电场强度定义式:E=F/q (任何电场)
该式适用于任何电场;E与F、q无关;只取决于电场本身(性质);
电场强度E的大小: 电场线的疏密来判断,电场线越密,E越大;反之则反
E 的方向:1)E的方向为电势降低的方向。
2) +q的受力方向为E的方向(-q的受力反方向)
3)电势降低的方向为E的方向。
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2)场强E与电场线的关系:
(E方向)电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向;
(E大小)电场线越密的地方表示场强越大;电场线的方向与场强E的大小无直接关
系。
电场线的疏密表示电场的强弱(场强的大小),某点的切线方向表示该点的场强方向,它不表示电荷在电场中的运动轨迹(电场线并非电荷运动的轨迹)。
(3)沿着电场线的方向电势?降低,沿电场线方向电势逐点降低,是电势最低最快的方向。;电场线从高等势面(线)垂直指向低等势面(线)。
(4)电场力做正功,电势能减小.电场力做负功,电势能增加 3)场强的合成:
场强E是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。
1. 几种典型的电场线
孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线
4、等量同种异号电荷的电场:
1、它具有对称性(上下、左右对称),等势面对称分布,可判断PQ电荷量等量异种; 2、电场线与等势面垂直;
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