高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場 基礎(chǔ)課1 電場的力的性質(zhì)課件 新人教版.pptVIP

高考導(dǎo)航 基礎(chǔ)課1電場的力的性質(zhì) 知識點一 電荷及電荷守恒定律1 元電荷 點電荷 1 元電荷 e 1 6 10 19c 所有帶電體的電荷量都是元電荷的 其中質(zhì)子 正電子的電荷量與元電荷相同 2 點電荷 當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時 可以將帶電體視為點電荷 2 靜電場 1 定義 存在于電荷周圍 能傳遞電荷間 的一種特殊物質(zhì) 2 基本性質(zhì) 對放入其中的電荷有 的作用 整數(shù)倍 相互作用 力 3 電荷守恒定律 1 內(nèi)容 電荷既不會創(chuàng)生 也不會消滅 它只能從一個物體 到另一個物體 或者從物體的一部分 到另一部分 在轉(zhuǎn)移過程中 電荷的總量保持 2 起電方式 感應(yīng)起電 3 帶電實質(zhì) 物體帶電的實質(zhì)是 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移 不變 摩擦起電 接觸起電 得失電子 知識點二 庫侖定律1 內(nèi)容 中兩個靜止點電荷之間的相互作用力 與它們的 成正比 與它們的 成反比 作用力的方向在它們的連線上 2 表達式 f 式中k n m2 c2 叫靜電力常量 3 適用條件 中的 9 0 109 真空 電荷量的乘積 距離的二次方 真空 點電荷 知識點三 電場強度 點電荷的場強1 定義 放入電場中某點的電荷受到的電場力f與它的電荷量q的 2 定義式 e 單位 n c或v m3 點電荷的電場強度 真空中點電荷形成的電場中某點的電場強度 e 4 方向 規(guī)定 在電場中某點所受 的方向為該點的電場強度方向 5 電場強度的疊加 電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的 和 遵從 定則 比值 正電荷 電場力 矢量 平行四邊形 知識點四 電場線1 定義 為了形象地描述電場中各點電場強度的 及 在電場中畫出一些曲線 曲線上每一點的 都跟該點的電場強度方向一致 曲線的 表示電場的強弱 強弱 方向 切線方向 疏密 2 正電荷 相交 場強 場強方向 降低 垂直 思考判斷 1 物體帶電的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移 2 兩個完全相同的帶電金屬球 電荷量不同 接觸時 先發(fā)生正 負電荷的中和 然后再平分 3 相互作用的兩個點電荷 電荷量大的 受到庫侖力也大 答案 1 2 3 4 5 6 庫侖定律的理解及應(yīng)用 2 庫侖定律的應(yīng)用庫侖定律與力學(xué)的綜合應(yīng)用問題 解決的思路與解決力學(xué)問題的方法 思路是相同的 只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力 但需注意庫侖力的特點 帶電體間距離發(fā)生變化時 庫侖力也要發(fā)生變化 要分析力與運動的相互影響 1 庫侖定律的理解 如圖1所示 兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼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架上 兩球心間的距離為l l為球殼外半徑r的3倍 若使它們帶上等量異種電荷 電荷量的絕對值均為q 那么 a b之間的萬有引力f1與庫侖力f2為 圖1 解析雖然兩球心間的距離l只有球殼外半徑r的3倍 但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻 兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點 因此 可以應(yīng)用萬有引力定律求f1 而本題中由于a b兩球殼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)電荷分布比較密集 又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍 不滿足l遠大于r的要求 故不能將兩帶電球殼看成點電荷 所以庫侖定律不適用 d正確 答案d 答案d 3 庫侖力作用下帶電體的平衡問題 2016 浙江理綜 19 多選 如圖2所示 把a b兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為0 10m的絕緣細線懸掛于oa和ob兩點 用絲綢摩擦過的玻璃棒與a球接觸 棒移開后將懸點ob移到oa點固定 兩球接觸后分開 平衡時 圖2 距離為0 12m 已測得每個小球質(zhì)量是8 0 10 4kg 帶電小球可視為點電荷 重力加速度g 10m s2 靜電力常量k 9 0 109n m2 c2 則 答案acd 解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟 方法技巧 電場強度的疊加與計算方法 電場強度的三個計算公式 1 合成法計算電場強度 2017 廣東四校聯(lián)考 如圖3所示 abcd為等腰梯形 a b 60 ab 2cd 在底角a b分別放上一個點電荷 電荷量分別為qa和qb 在c點的電場強度方向沿dc向右 a點的點電荷在c點產(chǎn)生的場強大小為ea b點的點電荷在c點產(chǎn)生的場強大小為eb 則下列說法正確的是 圖3 a 放在a點的點電荷可能帶負電b 在d點的電場強度方向沿dc向右c ea ebd qa qb 解析由于兩點電荷在c點產(chǎn)生的合場強方向沿dc向右 由平行四邊形定則 可知兩點電荷在c點產(chǎn)生的場強方向如圖所示 由 圖中幾何關(guān)系可知eb ea 且a點所放點電荷為正電荷 b點所放點電荷為負電荷 且a點所放點電荷的電荷量的絕對值大于b點所放點電荷的電荷量的絕對值 選項c正確 a d錯誤 對 答案c 兩點電荷在d點產(chǎn)生的場強進行合成 由幾何關(guān)系 可知其合場強方向為向右偏上 不沿dc方向 選項b錯誤 2 對稱法和等效法計算電場強度 2016 河北石家莊質(zhì)檢二 均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場 如圖4所示 在半球面ab上均勻分布正電荷 總電荷量為q 球面半徑為r cd為通過半球頂點與球心o的軸線 在軸線上有m n兩點 om on 2r 已知m點的場強大小為e 則n點的場強大小為 圖4 答案b 3 平衡法計算電場強度 2013 課標(biāo)全國 如圖5所示 在光滑絕緣水平面上 三個帶電小球a b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上 a b帶正電 電荷量均為q c帶負電 整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中 已知靜電力常量為k 若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài) 則勻強電場場強的大小為 圖5 答案b 4 補償法計算電場強度 若在一半徑為r 單位長度帶電量為q q 0 的均勻帶電圓環(huán)上有一個很小的缺口 l 且 l r 如圖6所示 則圓心處的場強大小為 圖6 答案c 計算電場強度常用的方法 1 電場疊加合成的方法 2 平衡條件求解法 3 對稱法 4 補償法 5 等效法 方法技巧 電場線的理解與應(yīng)用 1 典型電場的電場線 2 電場線的應(yīng)用 1 判斷場強和電勢 2015 江蘇單科 8 多選 兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖7所示 c是兩負電荷連線的中點 d點在正電荷的正上方 c d到正電荷的距離相等 則 圖7 a a點的電場強度比b點的大b a點的電勢比b點的高c c點的電場強度比d點的大d c點的電勢比d點的低 答案acd 2 等量點電荷的電場線 如圖8所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線 方向未標(biāo)出 圖中c點為兩點電荷連線的中點 mn為兩點電荷連線的中垂線 d為中垂線上的一點 電場線的分布關(guān)于mn左右對稱 則下列說法中正確的是 圖8 a 這兩點電荷一定是等量異種電荷b 這兩點電荷一定是等量同種電荷c d c兩點的電場強度一定相等d c點的電場強度比d點的電場強度小解析由電場線分布的特征可知 產(chǎn)生電場的兩點電荷一定是等量異種電荷 a正確 b錯誤 c點電場線的密度比d點大 所以c點的電場強度大 c d錯誤 答案a 3 電場線與運動軌跡 多選 如圖9所示 圖中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線 虛線是某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 若帶電粒子在運動過程中只受電場力作用 根據(jù)此圖可做出的正確判斷是 圖9 a 帶電粒子所帶電荷的正 負b 帶電粒子在a b兩點的受力方向c 帶電粒子在a b兩點的加速度何處較大d 帶電粒子在a b兩點的速度何處較大解析由電場線的疏密可知 a點的場強大 帶電粒子在a點的加速度大 故c正確 畫出初速度方向結(jié)合運動軌跡的偏轉(zhuǎn)方向 可判斷帶電粒子所受電場力的方向 但由于電場的方向未知 所以不能判斷帶電粒子的電性 故a錯誤 b正確 利用初速度的方向和電場力方向的關(guān)系 可判斷帶電粒子由a到b時電場力做負功 動能減小 因此va vb 選項d正確 答案bcd 兩種等量點電荷的電場 規(guī)律方法 自由電荷的平衡規(guī)律1 一個自由電荷的平衡已知兩個點電荷q1 q2固定的水平面上 它們之間的距離是d 現(xiàn)引入第三個點電荷q3 使q3平衡的條件是 當(dāng)q1和q2電性相同時 q3放在兩點電荷連線之間 當(dāng)q1和q2電性相異時 q3放在兩點電荷連線外側(cè) 且距離電荷較小的一個電荷較近 2 三個自由點電荷的平衡問題 1 條件 兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為零 或每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等 方向相反 2 規(guī)律 三點共線 三個點電荷分布在同一條直線上 兩同夾異 正 負電荷相互間隔 兩大夾小 中間電荷的電荷量最小 近小遠大 中間電荷靠近電荷量較小的電荷 圖10 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 解析因為每個電荷都受到其余兩個電荷的庫侖力作用 且已知q1和q2是異種電荷 對q3的作用力一為引力 一為斥力 所以q3要平衡就不能放在a b之間 根據(jù)庫侖定律知 由于b處的電荷q2電荷量較大 q3應(yīng)放在離q2較遠而離q1較近的地方才有可能處于平衡 故應(yīng)放在q1的左側(cè) 要使q1和q2也處于平衡狀態(tài) q3必須帶負電 故選項a正確 答案a 圖11 a kg a2 m3b kg a 2 m3 s 4c kg m2 c 2d n m2 a 2 答案b 2 2015 山東理綜 18 直角坐標(biāo)系xoy中 m n兩點位于x軸上 g h兩點坐標(biāo)如圖12 m n兩點各固定一負點電荷 一電荷量為q的正點電荷置于o點時 g點處的電場強度恰好為零 靜電力常量用k表示 若將該正點電荷移到g點 則h點處場強的大小和方向分別為 圖12 答案b 3 2013 全國卷 15 如圖13所示 一半徑為r的圓盤上均勻分布著電荷量為q的電荷 在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a b d三個點 a和b b和c c和d間的距離均為r 在a點處有一電荷量為q q 0 的固定點電荷 已知b點處的場強為零 則d點