物理六 电场 第1讲 库仑定律 电场强度 .ppt

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1、专题六 电 场考点内容要求热点1.物质的电结构、电荷守恒1.高考对本章知识的考查频率较高的是电场力、电势能和带电粒子在电场中的运动这几个知识点，尤其是与力学知识和磁场知识结合构成的综合题目能力要求较高.2.对库仑定律、电场线、电势、电势能和平行板电容器等的考查，对概念理解要求较高.3.静电除尘、示波管原理、静电分选器、直线加速器等都可以成为理论联系实际的命题素材.2.静电现象的解释3.点电荷4.库仑定律5.静电场6.电场强度、点电荷的场强7.电场线8.电势能、电势9.电势差10.匀强电场中电势差与电场强度的关系11.带电粒子在匀强电场中的运动12.示波管13.常见的电容器14.电容器的电压、电

2、荷量和电容的关系第1讲库仑定律 电场强度相同，用 e 表示，e1.601019一、电荷 电荷守恒定律点电荷1.点电荷：当带电体的大小、形状对所研究问题的影响可忽略不计时，就可以把带电体看做带电的点，叫_.(类似于力学中的质点)2.元电荷：电子所带的电荷量.质子、正电子的电荷量与它C，任何带电体的电荷量都是元电荷的_.整数倍3.电荷守恒定律代数和(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分，在转移过程中，电荷的_不变.(2)使物体带电的方式有：摩擦起电、感应起电和接触起电.(3)完全相同的带电金属球相接触时电荷的分配规律：同种电荷

3、总量_；异种电荷先_再平均分配.平均分配中和二、库仑定律电荷量的乘积距离的平方1.内容：在真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的_成正比，跟它们间的_成反比，作用力的方向在它们的连线上.2.表达式：Fk_，式中 k 9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量.点电荷3.适用条件：真空中的_.【基础检测】1.金属小球 a 和金属小球 b 的半径之比为 13，所带电荷量之比为 17.两小球间距远大于小球半径且间距一定时，它们之间的相互吸引力大小为 F.已知取无穷远处为零电势，导体表面的电势与导体球所带的电荷量成正比，与导体球的半径成反比.现将金属小球 a 与金属小球 b 相互接触，达到静电平衡后

4、再放回到原来位置，这时 a、b 两球之间的相互作用力的大小是(不考虑万有引力)()9FA.7B.16F7C.12F7D.27F28答案：D三、电场和电场强度1.电场：电荷周围存在的一种特殊物质.电场对放入其中的电荷有_.静止电荷产生的电场称为_.2.电场强度力的作用静电场(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 与它的电荷量的比值.(2)公式：_.EFq(3)矢量性：电场强度是矢量，方向与_在该点受到的电场力的方向相同.正电荷(4)电场中某点的电场强度由电场_决定，与检验电荷无关.本身(5)真空中点电荷电场强度的决定式：_，其中 Q 是形成电场的场源电荷.(6)电场的叠加：某点的场强等

5、于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.3.电场线切线方向疏密(1)电场线：在电场中画出的一系列曲线，曲线上每一点的_都跟该点的场强方向一致，曲线的_表示电场的强弱.电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线.(2)六种典型电场的电场线(如下图所示)【基础检测】2.(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是()A.电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切B.在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D.电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在答案：CD考点

6、1 对库仑定律的理解和应用重点归纳1.库仑定律适用条件的三点理解(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r 为两球心之间的距离.(2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布.(3)库仑力在 r 1015109 m的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当 r0 时，F.其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再被看成点电荷了.2.应用库仑定律的四条提醒(1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小.(2)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向.(3)两个点电荷间相互作用的库仑

7、力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反.【考点练透】1.如图 6-1-1 所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳a 与 b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为 l，为球半径的 3 倍.若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为 Q，那么，a、b 两球之)间的万有引力 F引、库仑力 F库 分别为(图 6-1-1解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离 l 只有半径的 3 倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点.因此，可以应用万有引力定律.对于 a、b 两带电球壳，由于两球心间的距离 l只有半径的

8、 3 倍，表面的电荷分布并不均匀，不能把两球壳看成相距 l 的点电荷，故 D 正确.答案：D表达式公式意义电场强度定义式真空中点电荷场强的决定式匀强电场 E 与U 关系式适用条件一切电场(1)真空(2)点电荷匀强电场比较决定因素电场本身决定，与 F、q无关场源电荷 Q 和场源电荷到该点的距离r 共同决定电场本身决定，与 U、d 无关考点 2 对电场强度的理解重点归纳1.对场强的三个表达式的正确理解2.电场强度的叠加(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和.(2)运算法则：平行四边形定则.3.计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成的方法.(2)平衡

9、条件求解法.(3)对称法.(4)补偿法.(5)等效法.典例剖析例 1：(2013 年新课标全国卷)如图 6-1-2 所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d间的距离均为 R，在 a 点处有一电荷量为 q(q0)的固定点电荷.已知 b 点处的电场强度为零，则 d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)()图 6-1-2解析：由于在 a 点放置一点电荷 q 后，b 点电场强度为零，说明点电荷 q 在b 点产生的电场强度与圆盘上 Q 在 b 点产生的答案：B备考策略：电场强度叠加问题的求解

10、思路电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定则，分析电场的叠加问题的一般步骤是：(1)确定分析计算的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和.2R2EEE4R2【考点练透】2.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图 6-1-3 所示，在半球面 AB 上均匀分布正电荷，半球面总电荷量为 q，球面半径为 R，CD 为通过半球顶点与球心 O 的轴线，在轴线上有 M、N 两点，OMON2R.)已知 M 点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为(kqA.B.C.kq2R2kq4R2图

11、6-1-3kqD.答案：B考点 3 电场线的特点及其应用重点归纳1.电场线的三个特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处.(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较密，电场强度较小的地方电场线较疏.比较等量异种点电荷等量同种点电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大，中点 O 处电场强度最小中 垂 线 上 的电场强度O 点最大，向外逐渐减小O 点为零，向外先变大后变小2.两种等量点电荷的电场3.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合.(1)电场线为直

12、线；(2)带电粒子初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行.典例剖析例 2：(多选，2015 年江苏卷)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图 6-1-4 所示，c 是两负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c、d 到正电荷的距离相等，则()A.a 点的电场强度比 b 点的大B.a 点的电势比 b 点的高C.c 点的电场强度比 d 点的大D.c 点的电势比 d 点的低图 6-1-4解析：由图知，a 点处的电场线比 b 点处的电场线密集，c点处电场线比 d 点处电场线密集，所以 A、C 正确；过 a 点画等势线，与 b 点所在电

13、场线的交点在 b 点沿电场线的方向上，所以 b 点的电势高于 a 点的电势，故 B 错误；同理可得 d 点电势高于 c 点电势，故 D 正确.答案：ACD【考点练透】3.(2016 年新课标全国卷)如图 6-1-5 所示，P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆.带电粒子 Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点.若 Q 仅受 P 的电场力作用，其在 a、b、c 点的加速度大小)分别为 aa、ab、ac，速度大小分别为 va、vb、vc，则(A.aaabac，vavcvbB.aaabac，vbvcvaC.abacaa，vbvcvaD.abacaa，vavcvb图 6-1-5解析：由库仑定律 Fkq1q2r2可知，粒子在 a、b、c 三点受根据粒子的轨迹可知，粒子 Q 与场源电荷 P 的电性相同，二者之间存在斥力，由 cba 整个过程中，电场力先做负功再做正功，且 Wba|Wcb|，结合动能定理可知，vavcvb，故选项 D正确.答案：D