高三上学期物理一轮复习导学案：电场力的性质.doc

第六章 静电场第一节 电场力的性质（一） 【考纲解读】1.物质的电结构、电荷守恒、点电荷 2.理解电场强度的定义、意义、点电荷的电场强度 3.掌握库仑定律，理解电场力的性质，掌握各种电场的电场线的特点。4.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题【重、难点】电场强度，电场线，两种模型【考点透析】一、元电荷、点电荷、电荷守恒定律、库仑定律1点电荷：理想化物理模型；2库仑定律思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？自学测评1.请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因。（1）只有体积足够小的带电体才能看成点电荷，大的带电体不能看成点电荷。（ ） （2）任何带电体的带电荷量都是元电荷量的整数倍。 （ ）（3）任意两个带电体间的库仑力都可以用库仑定律计算。 （ ） (1)1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律。(2)1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。(3)1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。【例1】电荷守恒定律和库仑定律的应用如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F.今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是(A )A.F B.F C.F D.F【例2】如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电Q，B带电9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（ C ） A.正电 B的右边0.4m处 B.正电 B的左边0.2m处 C.负电 A的左边0.2m处 D.负电 A的右边0.2m处规律总结：【变式训练1】如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则(AC ) A小球A与B之间库仑力的大小为 B当 时，细线上的拉力为0 C当 时，细线上的拉力为0 D当 时，斜面对小球A的支持力为0二、电场、电场强度1.电场强度的三个表达式定义式决定式关系式表达式E=F/qE=kQ/r2E=U/d适用条件一切电场真空中的点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与q无关由场源点荷Q和场源点荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定相同点矢量，1N/C=1V/m【例3】如右图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是( D )AEaEb BEaEbCEaEb DEa3Eb【变式训练2】如图所示，以o为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。等量正、负点电荷分别放置在a、d两处时，在圆心o处产生的电场强度大小为E。现改变a处点电荷的位置，使o点的电场强度改变，下列叙述正确的是(C) A移至c处，o处的电场强度大小不变，方向沿oe B移至b处，o处的电场强度大小减半，方向沿od C移至e处，o处的电场强度大小减半，方向沿oc D移至f处，o处的电场强度大小不变，方向沿oe【例4】如图4所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则(A) AA点的电场强度大小为 BB点的电场强度大小为EkCD点的电场强度大小不可能为0DA、C两点的电场强度相同【变式训练3】在电场强度为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点当把一检验电荷q放在d点恰好平衡(如图5所示，不计重力)问：(1)匀强电场电场强度E的大小、方向如何？(2)检验电荷q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？(3)检验电荷q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？【变式训练4】如图所示，一个绝缘圆环，当它的1/4均匀带电且电荷量为+q时，圆心O处的电场强度大小为E。现使半圆ABC均匀带电+2q；而另一半圆ADC均匀带电-2q。则圆心O处的场强的大小和方向为（    ）A.2E，方向由O指向D B.4E，方向由O指向DC.2E，方向由O指向B D. 0六、巩固练习1、直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为：（ ）A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向2.如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示这两处电场强度的大小，则（ ）A a、b两点的电场强度方向相反B因为电场线由a指向b，所以EaEbC因为电场线是直线，所以Ea=EbD因为不知道a、b附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系3. A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为（ ） A-F/2 BF/2 C-F DF4. 在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示，现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为( )A.B.C.3 D.5. 如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距L。在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球+q(视为点电荷)，在P点平衡，PA与AB的夹角为，不计小球的重力，则( )A.tan3= B.tan=C.O点场强为零 D.Q1<Q26. 如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为( )A.可能受到2个力作用 B.可能受到3个力作用C.可能受到4个力作用 D.可能受到5个力作用7. 如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。设小球A带电荷量大小为QA，小球B带电荷量大小为QB，下列判断正确的是( )A.小球A带正电，小球B带负电，且QA>QBB.小球A带正电，小球B带负电，且QA<QBC.小球A带负电，小球B带正电，且QA>QBD.小球A带负电，小球B带正电，且QA<QB8. 如图所示，质量为m、带电量为+q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块运动的状态为( )A.继续匀速下滑B.将加速下滑C.将减速下滑D.上述三种情况都可能发生9. 如图所示，两质量均为m的小球A和B分别带有+q和-q的电量，被绝缘细线悬挂，两球间的库仑引力小于球的重力mg。现加上一个水平向右的匀强电场，待两小球再次保持静止状态时，下列结论正确的是( )A.悬线OA向右偏，OA中的张力大于2mgB.悬线OA向左偏，OA中的张力大于2mgC.悬线OA不发生偏离，OA中的张力等于2mgD.悬线AB向左偏，AB线的张力比不加电场时要大10. 如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点，且POON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是( )A速度先增大，再减小B速度一直增大C加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D加速度先减小，再增大