物理六 电场 第1讲 库仑定律 电场强度.ppt

《物理六 电场 第1讲 库仑定律 电场强度.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理六 电场 第1讲 库仑定律 电场强度.ppt（49页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专题六电场考点内容要求热点考向1.物质的电结构、电荷守恒1.电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题是历年高考的重点.复习时应侧重对基本概念、规律进行认识和理解.掌握描述电场性质的几个物理量，如电场强度、电势、电势能等，理解平行板电容器的电容，会分析带电粒子在电场中的运动问题.2.静电现象的解释、示波器等内容在考纲中要求较低，且近些年全国卷中没有考查这部分内容，但在复习时不能完全忽略.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.电势差考点内容要求热点考向10.匀强电场中电势差与电场强度的关系3.以带电粒子在复合场(电场、磁场、重力场)

2、中运动为载体，对考生物理过程和运动规律的分析能力、物理原理、规律运用能力、运用数学知识解决物理问题的能力以及空间想象能力等的综合考查.通常以计算题形式出现，并常作为压轴题.11.带电粒子在匀强电场中的运动12.示波管13.常见电容器14.电容器的电压、电荷量和电容的关系(续表)第1讲库仑定律电场强度考点 1电荷、电荷守恒定律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，就可以看作带电的点，叫做_.(类似于力学中的质点)点电荷整数倍2.元电荷：元电荷不是一种电荷，而是电荷量的单位，其大小等于一个电子或一个质子所带电荷量，即 e1.601019 C.所有带电体的电荷量都是元电荷的

3、_.3.电荷守恒定律代数和摩擦感应接触(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部分，在转移的过程中，电荷的_保持不变.(2)物体带电的方式有 _ 起电、_ 起电、_起电.考点 2库仑定律电荷量的乘积1.内容：在真空中两个静止点电荷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.距离的二次方2.表达式：F_，式中k9.0109 Nm2/C2，叫做静电力常量.3.适用条件：真空中的_.点电荷考点 3电场、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.

4、电场强度力的作用静电场比值(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_.正电荷负电荷(2)公式：_.(3)矢量性：电场强度是矢量，方向与该点_所受的电场力方向一致，与该点_所受的电场力方向相反.电场中某点的电场强度由电场本身决定，与检验电荷无关.矢量和(4)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.(5)电场的叠加：某点的电场等于各个电荷单独存在时在该点产生的电场的_.考点 4电场线切线强弱1.电场线：在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的_方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的_.电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线.

5、2.电场线的特点(1)电场线从_或无限远处出发，终止于_或无限远处.正电荷负电荷越大垂直(2)电场线不相交.(3)在同一电场里，电场线越密的地方电场强度_.高低(4)电场线与等势面处处_.(5)由_电势指向_电势.3.几种典型的电场线(如图 6-1-1 所示).图 6-1-1【基础自测】()A.N/CB.V/mC.J/CD.Tm/s答案：C2.(2016 年浙江卷)如图 6-1-2 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)图 6-1-2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 电势低，B 电

6、势高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答案：C3.(2016 年北京西城区期末)如图 6-1-3 所示，两个电荷量均为q 的小球用长为 l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上.两个小球的半径 rl，k 表示静电力常量.则轻绳的拉力大小为()图 6-1-3解析：轻绳的拉力大小等于两个带电小球之间的库仑力，答案：B4.(2016 年甘肃兰州模拟)如图 6-1-4 所示，真空中 xOy 平面直角坐标系上的 ABC 三点构成等边三角形，边长 L2.0 m.若将电荷量均为 q2.0106 C 的两点电荷分别固

7、定在 A、B点，已知静电力常量 k9.0109 Nm2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小.(2)C 点的电场强度的大小和方向.图 6-1-4代入数据解得F9.0103 N.解：(1)根据库仑定律，A、B 两点电荷间的库仑力大小为(2)A、B 两点电荷在 C 点产生的电场强度大小相等，均为A、B 两点电荷形成的电场在 C 点的合电场强度大小为E2E1cos 30由式并代入数据得 E7.8103 N/C电场强度 E 的方向沿 y 轴正方向.热点 1考向 1库仑定律的理解及应用电荷守恒定律和库仑定律的应用答案：C考向 2“三个自由点电荷平衡”的问题【典题 2】两个可自由移动的点电荷分别放在 A

8、、B 两处，如图 6-1-5 所示.A 处电荷带电荷量为Q1，B 处电荷带电荷量为Q2，且 Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 P，放)在 AB 直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则(A.P 为负电荷，且放于 A 左方B.P 为负电荷，且放于 B 右方图 6-1-5C.P 为正电荷，且放于 A、B 之间D.P 为正电荷，且放于 B 右方解析：因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知放在 A、B 两处的点电荷是异种电荷，对 P 的作用力一为引力，一为斥力，所以 P 要平衡就不能放在 A、B 之间.根据库仑定律知，由于 B 处的电荷电荷量较大，P 应放在离 B 处点电荷较远而离 A

9、 处点电荷较近的地方才有可能处于平衡状态，故应放在 A 的左侧.要使放在 A、B 两处的点电荷也处于平衡状态，P 必须带负电，故应选 A.答案：A考向 3库仑力作用下的平衡问题【典题 3】(多选，2017 年广东第二次大联考)如图 6-1-6 所示，A、B 两球所带电荷量均为2105C，质量均为 0.72 kg，其中 A 球带正电荷，B 球带负电荷，且均可视为点电荷.A 球通过绝缘细线吊在天花板上，B 球固定在绝缘棒一端，现将 B 球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A 球静止且与竖直方向的夹角为 30，则 A、B 球之间的距离可能为()图 6-1-6A.0.5 mB.0.8 mC.1.2 mD

10、.2.5 m答案：AB表达式公式意义电场强度定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中 E 与U 的关系式适用条件一切电场真空；点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与 q 无关由场源电荷 Q 和场源电荷到该点的距离 r 共同决定由电场本身决定，d 为沿电场方向的距离热点 2电场强度的理解和计算热点归纳1.电场强度三个表达式的比较：2.电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独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)平衡条件求解法；(3)对称法；(4)补偿法；(5)等效法.考向

11、 1合成法计算合电场强度【典题 4】(2015 年山东卷)在直角坐标系 xOy 中，M、N 两点位于 x 轴上，G、H 两点坐标如图 6-1-7 所示.M、N 两点各固定一负点电荷，一电荷量为 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()图 6-1-7答案：B方法技巧：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.考向 2对称法计算合电场强度【典题 5】(2017

12、年湖北孝感一模)如图 6-1-8 所示，在一半径为 r 的圆周上均匀分布有 N 个带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中 A 点的小球带电荷量为3q，其余小球带电荷量为q，此时圆心 O 点的电场强度大小为 E，现仅撤去 A 点的小球，则 O 点的电场强度大小为()图 6-1-8A.EB.E2C.E3D.E4解析：假设圆周上均匀分布的都是电荷量为q 的小球，由于圆周的对称性，根据电场的叠加原理知，圆心 O 处电场场强为 0，所以圆心 O 点的电场强度大小等效于 A 点处电荷量为答案：B考向 3等效法计算合电场强度【典题 6】(2017 年贵州七校联盟高三第一次大联考)均匀带电的球壳在球外空间产生

13、的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图 6-1-9 所示，在半球面 AB 上均匀分布着正电荷，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 点的电场强度大小为 E，则 N 点的电场强度大小为()图 6-1-9答案：B热点 3电场线及电场线与带电粒子运动轨迹的综合题热点归纳1.电场线的应用：比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点 O 处的电场强度连线上 O 点电场强度最小，指向负电荷一方为零连线上的电场强度大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大2.等量同种和异种点电荷的电场线：比较

14、项目等量异种点电荷等量同种点电荷沿中垂线由 O 点向外电场强度大小O 点最大，向外逐渐减小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的电场强度等大同向等大反向(续表)考向 1电场线与粒子运动轨迹的综合题【典题 7】(2016 年福建三明模拟)如图 6-1-10 所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中 M 点以相同速度垂直于电场线方向飞出 a、b 两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则()A.a 一定带正电，b 一定带负电B.a 的速度将减小，b 的速度将增加图 6-1-10C.a 的加速度将减小，b 的加速度将增大D.两个粒子的动能一个增加一个

15、减小解析：根据两粒子的偏转方向，可知两粒子带异性电荷，但无法确定其具体电性，故 A 错误；由粒子受力方向与速度方向的关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子的速度、动能均增大，故 B、D 错误；从两粒子的运动轨迹判断，a 粒子经过的电场的电场线逐渐变得稀疏，b 粒子经过的电场的电场线逐渐变密，说明 a 的加速度减小，b 的加速度增大，故 C 正确.答案：C方法技巧：电场线与轨迹问题判断方法：(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况.(2)“三不知时要假设”电荷的正负、电场强度的方向或等势面

16、电势的高低、电荷运动的方向.若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况.考向 2电场线与速度-时间图象综合的问题【典题 8】A、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从 A 点沿电场线运动到 B)点，其速度-时间图象如图 6-1-11 所示.则这一电场可能是(图 6-1-11ABCD答案：A方法技巧：一是根据速度-时间图象判断电荷做加速运动还是减速运动，判断出电场力的方向，进而判断出电场线的方向；二是根据速度-时间图象的斜率表示加速度，判断出加速度大小的变化情况，判断出电场力的变化情况，进而判断出电场线疏密的变

17、化情况.考向 3等量同种电荷电场与粒子运动轨迹的综合题【典题 9】(多选)如图 6-1-12 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.速度一直增大图 6-1-12C.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，再增大解析：在 AB 的中垂线上，从无穷远处到 O 点，电场强度先变大后变小，到 O

18、点变为零，故正电荷所受库仑力沿连线的中垂线运动时，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在 O 点加速度变为零，速度达到最大；由 O 点到无穷远处时，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性.如果 P、N相距很近，加速度则先减小，再增大，A、D 项正确.答案：AD热点 4带电体的力电综合问题热点归纳解答力电综合问题的一般思路：【典题 10】(2017 年江西师范大学附属中学高三月考)如图6-1-13 所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，电场强度为 E.一绝缘弯杆由两段直杆和一半径 R1.6 m 的四分之一圆弧杆 MN 组成，固定在竖直平面内，两直杆与圆弧杆的连接点分别是 M

19、、N，竖直杆 PM 和水平杆 NQ 均足够长，PMN段光滑.现有一质量为 m10.2 kg、带电荷量为q的小环 1 套在 PM 杆上，从 M 点上方的 D 点由静止释放，恰好能达到 N 点.已知 q2102 C，E2102 N/m,g 取 10 m/s2.图 6-1-13(1)求 D、M 间的距离 h1.(2)求小环 1 第一次通过圆弧杆上的 M 点时，圆弧杆对小环作用力 F 的大小？(3)在水平杆 NQ 上的 N 点套一个质量为 m20.6 kg、不带电的小环 2，小环 1 和 2 与 NQ 间的动摩擦因数0.1.现将小环1 移至距离 M 点上方 h214.4 m 处由静止释放，两环碰撞后，

20、小环 2 在 NQ 上通过的最大距离是 s28 m.两环间无电荷转移.环与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.经过足够长的时间，问小环 1 的状态？并求小环 1 在水平杆 NQ 上运动所通过的总路程 s1.小环 1 碰撞后向右运动，水平方向受向左的电场力和滑动摩擦力，停止后又将向左运动，回到 N 点的速度大于零，沿竖直轨道运动，将超过 D 点，以后如此做往复运动，每次回到 N点速度越来越小，最后等于零，将不会在水平杆 NQ 上运动.小环 1 的最后状态是：在 D、N 两点之间做往复运动.s18 m故在水平杆 NQ 上运动所通过的总路程为 8 m.方法技巧：运动情况反映受力情况：(1)物体静止(保持)：F合0.(2)做直线运动匀速直线运动：F合0.变速直线运动：F合0，且F合与速度方向总是一致.(3)做曲线运动：F合0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧.(4)F合与v的夹角为，加速运动：090；减速运动；90180.(5)匀变速运动：F合恒量.