2020選考物理-選修3-1-第六章-第1講-電場的力的性質(zhì)課件

[選考導(dǎo)航]知識內(nèi)容考試要求歷次選考統(tǒng)計2016/042016/102017/042017/112018/042018/11電荷及其守恒定律c8

庫侖定律c4133

68電場強度c138

6、1922

電勢能和電勢c1388

6電勢差c

電勢差與電場強度的關(guān)系c

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用b

電容器的電容c7

帶電粒子在電場中的運動d8、22238、238

第1講電場的力的性質(zhì)知識排查點電荷、電荷守恒定律1.點電荷

有一定的電荷量，忽略形狀和______的一種理想化模型。2.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________。大小轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變(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__________。摩擦起電接觸起電得失電子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，與它們的距離的_________成反比。作用力的方向在它們的連線上。庫侖定律真空電荷量的乘積二次方2.表達式：F＝_______，式中k＝__________

N·m2/C2，叫靜電力常量。3.適用條件：(1)______中；(2)_________。9.0×109真空點電荷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。電場強度、點電荷的場強比值正電荷電場力矢量平行四邊形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。電場線強弱方向切線方向疏密正電荷2.相交場強場強方向降低垂直小題速練1.思考判斷 (1)任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍(

) (2)相互作用的兩個點電荷，電荷量大的，受到庫侖力也大(

) (3)根據(jù)E＝可知，電場強度與試探電荷在該處所受的電場力成正比(

) (4)電場中某點的電場強度方向與負電荷在該點所受電場力方向相反(

) (5)電場線方向即為帶電粒子的運動方向(

) (6)點電荷產(chǎn)生的電場中，以該點電荷為球心的同一球面上各點電場強度相同(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×解析靜電力常量k的數(shù)值是由庫侖利用扭秤實驗測得的，選項A錯誤；元電荷e的數(shù)值是由密立根用油滴實驗測得的，選項B錯誤；感應(yīng)起電的實質(zhì)是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，摩擦起電的實質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，選項C錯誤；電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的比荷，選項D正確。答案

D3.在電場中的某點放入電荷量為－q的試探電荷時，測得該點的電場強度為E；若在該點放入電荷量為＋2q的試探電荷，此時測得該點的場強(

) A.大小為2E，方向和原來的相反 B.大小為E，方向和原來的相反 C.大小為2E，方向和原來的相同 D.大小為E，方向和原來的相同答案

D4.如圖1所示，實線為等量異種點電荷周圍的電場線，虛線為以一點電荷為中心的圓，M點是兩點電荷連線的中點，若將一正試探點電荷從虛線上N點移動到M點，則電荷所受電場力(

)圖1A.大小不變 B.方向不變C.逐漸減小

D.逐漸增大解析由電場線的分布情況可知，N點電場線比M點電場線疏，則N點電場強度比M點電場強度小，由電場力公式F＝qE可知正點電荷從虛線上N點移動到M點的過程中，電場力逐漸增大，電場力方向與所在點的電場線的切線方向一致，所以一直在變化，故選項D正確。答案

D電荷及電荷守恒定律1.三種起電方式 (1)摩擦起電：電荷得失，玻璃棒與絲綢摩擦，玻璃棒因失去電子而帶正電。 (2)接觸起電：電荷轉(zhuǎn)移，金屬棒與帶正電的物體接觸，金屬棒上部分電子轉(zhuǎn)移到物體上，金屬棒帶正電。 (3)感應(yīng)起電：靜電感應(yīng)，同種電荷在電場力的作用下遠離帶電體，異種電荷在電場力的作用下靠近帶電體。2.點電荷的理解(1)點電荷客觀不存在，是一種帶電體的理想化模型，不考慮其大小和電荷分布情況，把電荷量看作集中于一點的電荷。(2)當討論帶電體之間的相互作用時，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計，這些帶電體就可以看作是點電荷。(3)點電荷不能理解為體積很小的電荷，也不能理解為電荷量很少的電荷。1.毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為(

) A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上 B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上 C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上 D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上

解析

摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，電中性的物體若缺少了電子帶正電，多了電子就帶負電。由于毛皮的原子核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱，在摩擦的過程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，缺少了電子的毛皮帶正電，而原子核內(nèi)的質(zhì)子帶正電荷，不能自由移動，所以選項A正確。

答案

A2.如圖2所示，在真空中，把一個絕緣導(dǎo)體向帶負電的球P慢慢靠近，關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說法中不正確的是(

)A.兩端的感應(yīng)電荷越來越多B.兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C.兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D.兩端的感應(yīng)電荷電荷量相等圖2解析由于絕緣導(dǎo)體內(nèi)有大量可以自由移動的電子，當慢慢靠近帶負電的球P時，由于同種電荷相互排斥，絕緣導(dǎo)體上靠近P的一端的自由電子被排斥到遠端，從而顯示帶正電荷，遠離P的一端帶上了等量的負電荷。絕緣導(dǎo)體離P球距離越近，絕緣導(dǎo)體內(nèi)自由電子受到P的排斥力越大，兩端感應(yīng)電荷越多。答案B3.完全相同的金屬小球A、B，A球帶電荷量為＋16Q，B球帶電荷量為－8Q，現(xiàn)將A與B接觸后分開，則A、B兩球的帶電荷量分別為(

) A.－8Q，＋16Q B.＋8Q，＋8Q C.＋4Q，＋4Q

D.－4Q，－4Q答案C1.運用庫侖定律的幾點注意(1)在用庫侖定律公式進行計算時，無論是正電荷還是負電荷，均代入電荷量的絕對值計算庫侖力的大小。(2)作用力的方向判斷：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向。(3)兩個點電荷間相互作用力滿足牛頓第三定律，大小相等、方向相反。庫侖定律的理解及應(yīng)用2.解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟庫侖力作用下平衡問題的分析方法與純力學平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場力。具體步驟如下：3.一個結(jié)論

完全相同的兩帶電金屬球接觸后再分離帶有完全相同的電荷量?！镜淅?】

(2018·4月浙江選考)真空中兩個完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F。用一個不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時A、B球間的靜電力為(

)答案C圖3答案B1.A、B、C三點在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷。當在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，它所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為－2q的點電荷，其所受電場力為(

)答案B2.如圖4所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q。現(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(

)圖4A.正，B的右邊0.4m處

B.正，B的左邊0.2m處C.負，A的左邊0.2m處

D.負，A的右邊0.2m處答案

C3.(2018·11月浙江選考)電荷量為4×10－6C的小球絕緣固定在A點，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為－5×10－6C的小球用絕緣細線懸掛，靜止于B點。A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°，靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點電荷，下列圖示正確的是(

)答案B三個孤立共線點電荷的平衡規(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??；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。1.電場強度的性質(zhì)電場強度和電場線矢量性規(guī)定正電荷受力方向為該點場強的方向唯一性電場中某一點的電場強度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置2.電場強度的三個計算公式3.電場線的用途(1)判斷電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同，負電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相反。(2)判斷電場強度的大小(定性)——電場線密處電場強度大，電場線疏處電場強度小，進而可判斷電荷受力大小和加速度的大小。(3)判斷電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐漸降低，電場強度的方向是電勢降低最快的方向。(4)判斷等勢面的疏密——電場越強的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏。4.幾種典型電場的電場線(如圖所示)5.等量同種和異種點電荷的電場強度的比較比較項目等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖連線中點O處的場強連線上O點場強最小，指向負電荷一方為零連線上的場強大小(從左到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點向外場強大小O點最大，向外逐漸減小O點最小，向外先變大后變小關(guān)于O點對稱的A與A′、B與B′的場強等大同向等大反向【典例】如圖5所示，M、N為兩個等量同種正電荷，帶電荷量均為Q，在其連線的中垂線上任意一點P自由釋放一個負電荷q，不計重力影響，關(guān)于點電荷q的運動下列說法正確的是(

)A.從P→O的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B.從P→O的過程中，加速度越來越小，到O點速度達到最大值C.點電荷越過O點時加速度為零，速度達到最大值D.點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度為零圖5解析如圖所示，根據(jù)電場疊加原理知：O點場強為零，從O點沿中垂線向外，場強先變大后變小。點電荷從P→O的過程中，靜電力可能是先變大后變小，加速度隨之先變大后變??；也可能靜電力一直變小，加速度一直變小，在到達O點之前，靜電力一直表現(xiàn)為引力，速度一定是一直變大的，在O點時加速度是零，速度最大，該電場關(guān)于直線MN對稱，電荷越過O點后的運動也不一定是單調(diào)變化的。有些粗心的同學容易認為從P→O電荷距離兩個場源電荷越來越近，靜電力就會越來越大而錯選A。其實，點電荷與場源電荷的兩個靜電力確實是變大的，只是兩個靜電力的合力未必變大，這要看電場的矢量合成情況。

答案C1.(2017·11月浙江選考)電場線的形狀可以用實驗來模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場，頭發(fā)屑就按照電場的方向排列起來，如圖6所示。關(guān)于此實驗，下列說法正確的是(

)圖6A.a圖模擬兩等量同種電荷的電場線B.b圖一定是模擬兩等量正電荷的電場線C.a圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極D.b圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極解析由題圖可以看出，a圖為兩異種電荷形成的電場線，不能確定是否電量相等，所以A錯誤；b圖為同種電荷形成的電場線，但無法確定是否為等量同種電荷及電性，B錯誤；a圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極，b圖中A、B應(yīng)接高壓起電裝置的同一極，C正確