最新物理高三一轮复习系列《一轮复习讲义》43第7章 第1讲电场力的性质5.pptx

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1、第七章静电场第1讲电场力的性质NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识 训练基础题目细研考纲和真题 分析突破命题点限时训练 练规范 练速度过好双基关一、电荷电荷守恒定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷：e1.601019 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍.(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型.2.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量_ .整数保持不变(2)三种起电方式：摩擦起电、起电、接触起电.

2、(3)带电实质：物体 .(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带 电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先 ，余下的电荷再 .感应得失电子等量同种中和平分自测1如图1所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开A.此时A带正电，B带负电B.此时A带正电，B带正电C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合解析由静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，选项A、B错误；若移去C，A、B两端电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔

3、都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷不能中和，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误.图1二、库仑定律1.内容 中两个静止 之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上.2.表达式真空点电荷正比反比9.01093.适用条件 中的静止 .(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式.(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷.4.库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互 ，异种电荷相互 .真空点电荷排斥吸引解析真空中两个静止的点电荷之间的相互作

4、用力，同性电荷时是斥力，异性电荷时是吸引力，选项A错误；库仑通过实验总结出该作用力的规律，称为库仑定律，选项B正确；该作用力与两点电荷之间的距离的平方成反比，选项C错误；两点电荷之间的作用力是相互作用力，故无论是电荷量较大的还是电荷量较小的受到的力都是相等的，选项D错误.自测2(2018北京市大兴区上学期期末)关于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，下列描述合理的是A.该作用力一定是斥力B.库仑通过实验总结出该作用力的规律C.该作用力与两电荷之间的距离无关D.电荷量较大的受到的力大三、电场、电场强度1.电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质；(2)基本性质：对放

5、入其中的电荷有 .2.电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值.力的作用V/m(3)矢量性：规定 在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.正电荷自测3如图2所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR2RQ.则A.q12q2B.q14q2C.q12q2 D.q14q2图2四、电场线的特点1.电场线从 或 出发，终止于 或 .2.电场线在电场中不相交.3.在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线 ，电场强度较小的地方电场线 .正电荷无限远无限远负电荷较密较疏自测4两个带电荷量分别为Q1、Q2的质

6、点周围的电场线如图3所示，由图可知A.两质点带异号电荷，且Q1Q2B.两质点带异号电荷，且Q1Q2D.两质点带同号电荷，且Q1Q2图3研透命题点1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.2.对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离.3.对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图4所示.命题点一库仑定律的理解和应用4.不能根据公式错误地认为r0时，库仑力F，因为当r 0时，两个带电体已不能看做点电荷了.图4例1已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图5所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的

7、电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V r3，则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为图5变式1科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷.如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将A.向地球表面下落B.远离地球向太空运动C.仍处于悬浮状态D.无法判断例2(2018全国卷16)如图6，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 c

8、m.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则图6命题点二库仑力作用下的平衡问题涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.例3(2018闽粤期末大联考)如图7甲所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m的带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OB绳对小球的作用力大小为FT.现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA绳竖直，OB绳对

9、小球的作用力大小为FT.根据以上信息可以判断FT和FT的比值为图7变式2(多选)(2019广东省汕头市质检)A、C是两个带电小球，质量分别是mA、mC，电荷量大小分别是QA、QC，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O，两球静止时如图8所示，此时细线对两球的拉力分别为FTA、FTC，两球连线AC与O所在竖直线的交点为B，且ABQCB.mAmCFTAFTCC.FTAFTCD.mAmCBCAB图8变式3如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E，且有qEmg，平衡时细线都被拉直

10、.则平衡时的可能位置是哪个图例4(多选)(2018河南省安阳市第二次模拟)如图9所示，光滑绝缘的水平面上有一带电荷量为q的点电荷，在距水平面高h处的空间内存在一场源点电荷Q，两电荷连线与水平面间的夹角30，现给q一水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动(恰好不受支持力)，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则命题点三库仑力作用下的变速运动问题图9变式4(2018湖北省武汉市部分学校起点调研)在匀强电场中，有一质量为m，带电荷量为q的带电小球静止在O点，然后从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为，如图10所示，那么下列关于匀强电场的场强大小的说法中正确的是图10命题点

11、四电场强度的理解和计算1.电场强度的性质(1)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向；(2)唯一性：电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置；(3)叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和类型1点电荷电场强度的叠加及计算2.三个计算公式公式适用条件说明定义式任何电场某点的场强为确定值，大小及方向与q无关决定式真空中点电荷的电场E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定关系式匀强电场d是沿电场方向的距离3.等量同种和异种点电

12、荷的电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿连线的中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐变小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A，B与B的场强等大同向等大反向例5(2018天津市部分区上学期期末)如图11所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d.E、G两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零.若将H点的负电荷移到O点，则F点处场强的大小和方向为

13、(静电力常量为k)图11变式5(2018山东省烟台市期末考试)如图12所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度图121.等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景.例如：一个点电荷q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图13甲、乙所示.类型2非点电荷电场强度的叠加及计算图13例6(2018河南省中原名校第六次模拟)一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷Q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下，由点电荷Q与其像电荷Q共同激发产生的.像

14、电荷Q的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷Q在此镜中的像点位置.如图14所示，已知Q所在位置P点到金属板MN的距离为L，a为OP的中点，abcd是边长为L的正方形，其中ab边平行于MN.则A.a点的电场强度大小为E4kB.a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小，a点的电势高于b点的电势C.b点的电场强度和c点的电场强度相同D.一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中 电势能的变化量为零图142.对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化.例如：如图15所示，均匀带电的 球壳在O点产生的场强，等效为弧BC产生的场强，弧BC产生的场强方向，又等效

15、为弧的中点M在O点产生的场强方向.图15例7(2018湖南省衡阳市第二次联考)如图16所示，一电荷量为Q的均匀带电细棒，在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，且abbccdL，在a点处有一电荷量为 的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)图163.填补法将有缺口的带电圆环或圆板补全为圆环或圆板，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍.例8如图17甲所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E ，方向沿x轴.现考虑单位面积带电荷量为0的无限大均匀带电平板，从

16、其中间挖去一半径为r的圆板，如图乙所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为图17A.B.C.2k0 D.2k04.微元法将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强.课时作业1.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变.由此可知A.n3 B.n4C.n5 D.n6双基

17、巩固练123456789101112132.(多选)在电场中的某点A放一电荷量为q的试探电荷，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小EA，方向水平向右.下列说法正确的是A.在A点放置一个电荷量为q的试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2EAC.在A点放置一个电荷量为q的试探电荷，它所受的电场力方向水平向左D.在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，它所受的电场力为2F123456789101112133.(多选)(2018云南省大理市模拟)在光滑绝缘的水平桌面上，存在着方向水平向右的匀强电场，电场线如图1中实线所示.一初

18、速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动，到C点时，突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点，其运动轨迹如图中虚线所示，v表示小球经过C点时的速度，则A.小球带正电B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能与v方向相反D.在A、B两点小球的速率不可能相等12345678910111213图14.(2018四川省攀枝花市第二次统考)如图2所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是A.先变大后变小，方向水平向左B.先变大后变小，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左D.先变小后变大，方向水平向右图212345

19、6789101112135.(多选)如图3所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，箭头表示运动方向，a、b是轨迹上的两点.若粒子在运动中只受电场力作用.根据此图能作出的正确判断是A.带电粒子所带电荷的符号B.粒子在a、b两点的受力方向C.粒子在a、b两点何处速度大D.a、b两点电场的强弱12345678910111213图36.(2018陕西省黄陵中学考前模拟)如图4所示，一个绝缘圆环，当它的 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处电场强度的大小和方向为

20、12345678910111213图47.(2018贵州省黔东南州一模)如图5，xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小为E.坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形.若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点时，C点处的电场强度恰好为零.则A处的点电荷在C点产生的电场强度大小为12345678910111213图58.(多选)(2018四川省德阳市一诊)如图6所示，带电质点P1固定在光滑的水平绝缘面上，在水平绝缘面上距P1一定距离处有另一个带电质点P2，P2在水平绝缘面上运动，某一时刻质点P2以速度v沿垂直于P1 P2的连线方向运动，则下列

21、说法正确的是A.若P1、P2带同种电荷，以后P2一定做速度变大的曲线运动B.若P1、P2带同种电荷，以后P2一定做加速度变大的曲线运动C.若P1、P2带异种电荷，以后P2的速度和加速度可能都不变D.若P1、P2带异种电荷，以后P2可能做加速度、速度都变小的曲线运动12345678910111213图69.(2018山东省菏泽市上学期期末)如图7所示，正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成，O是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A处取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OA连线延长线向上移动 的距离到B点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O点的电场

22、强度大小为(k为静电力常量)12345678910111213综合提升练图710.如图8所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间，z0的空间为真空.将电荷量为q的点电荷置于z轴上zh处，则在xOy平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z 处的场强大小为(k为静电力常量)图81234567891011121311.(2019湖北省武汉市调研)a、b、c三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态.已知a所带的电荷量为Q，b所带的电荷量为q，且Qq.关于电荷c，下列判断正确的是A

23、.c一定带负电B.c所带的电荷量一定大于qC.c可能处在a、b之间D.如果固定a、b，仍让c处于平衡状态，则c的电性、电荷量、位置都将唯一 确定1234567891011121312.(2018河北省衡水中学模拟)有三个完全相同的金属小球A、B、C，其中小球C不带电，小球A和B带有等量的同种电荷，如图9所示，A球固定在竖直绝缘支架上，B球用不可伸长的绝缘细线悬于A球正上方的O点处，静止时细线与OA的夹角为.小球C可用绝缘手柄移动，重力加速度为g，现在进行下列操作，其中描述与事实相符的是A.仅将球C与球A接触离开后，B球再次静止时细线中的张力比 原来要小B.仅将球C与球B接触离开后，B球再次静止

24、时细线与OA的夹角 为1，仅将球C与球A接触离开后，B球再次静止时细线与OA的 夹角为2，则12C.剪断细线OB瞬间，球B的加速度等于gD.剪断细线OB后，球B将沿OB方向做匀变速直线运动直至着地12345678910111213图913.如图10所示，质量为m的小球A穿在光滑绝缘细杆上，杆的倾角为，小球A带正电(可视为点电荷)，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正点电荷.将A由距B竖直高度为H处无初速度释放，小球A下滑过程中电荷量不变.整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g.求：(1)A球刚释放时的加速度是多大；图10解析小球A刚释放时，由牛顿第二定律有mgsin Fma，12345678910111213(2)当A球的动能最大时，A球与B点间的距离.12345678910111213解析当A球受到的合力为零，即加速度为零时，动能最大.设此时A球与B点间的距离为d.本课结束