高三物理二轮金牌学案-专项16电场的力的性质

2019 高三物理二轮金牌学案- 专项 16 电场的力的性质专题 16 电场的力的性质课时安排： 3 课时教学目标： 1、理解两种电荷和电荷守恒定律2、真空中的库仑定律，点电荷3、理解电场、电场强度、电场线、点电荷的场强、匀强电场、电场强度的叠加4、运用静电场的有关概念和规律解决物理问题本讲重点： 1、库仑定律2、电场强度、电场线本讲难点： 运用静电场的有关概念和规律解决物理问题考点点拨： 1、电荷电荷守恒定律2、库仑定律的直接应用3、一条直线上的电荷平衡问题4、库仑定律在力学问题中的综合应用5、电场强度的分析与计算6、电场线的有关问题7、电场中的力学问题9、电场强度的概念 1定义：电场中放入一个试探电荷 q，它所受到的电场力 F 跟它所带电量的比值 F/q 叫这个位置的电场强度。公式： ，单位： N/q 或 V/m。 2物理意义：电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小与放入的试探电荷无关，它表示单位电荷在该点受到的电场力。 3矢量性：场强是矢量，规定跟该点的场强方向一致，那么负电荷的受力方向与该点场强的方向。 4孤立的点电荷在真空中形成的电场是非匀强电场，其决定式，场强的方向在该点和电荷的连线上。 5场强的叠加：当某一区域的电场由几个电场叠加而产生的时候，电场中某点的场强等于各个电场单独在该点的场强的矢量和，遵循。10、电场线 1概念：为了形象的描述电场中各点场强的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的方向，曲线的表示电场的强弱。 2电场线的特点：始于或无穷远处 ，终于或无穷远处 ，任何两条电场线都不。 3几种典型电场的电场线分布： a、孤立正、负点电荷； b、等量异种点电荷和等量同种点电荷； c、匀强电场。11、匀强电场场强方向处处相同， 场强大小处处相等的区域称为匀强电场。匀强电场的电场线是的平行线。平行相对的金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外就是匀强电场。显然，两球心间的距离为3r ，但由于同种电荷相互排斥，使金属球电荷分布不均匀，而分布在两球外部的球面，这样两部分电荷间的距离就大于3r ，所以 F 小于2 。同理，假kQ(3r )2设两球带有异种电荷Q，那么 F 大于 kQ2 。(3r ) 23、电场强度的计算 1定义式： E=F/q 适用于任何电场， E 与 F、q 无关， E的方向规定为正电荷受到的电场力的方向。 2点电荷的场强： E=kQ/ r 2。仅适用于真空中的点电荷 3匀强电场的场强： E=U/d。4、电场线：描述场强的大小和方向。场强方向：某点场强方向即该点切线方向；场强大小：用电场线的疏密度表示比较几种常见电场的电场线：正点电荷电场负点电荷电场等量同种电荷电场匀强电场等量异种电荷电场线的方向与电荷所受电场力方向共线，但不一定是电荷的运动方向。5、电场力与受力分析结合在电场中带电体还可能受到多种外力，电场力是一种基本形式的力，分析时一定要遵循受力分析的一般思维程序。【二】高考要点精析解析 ：元电荷是指与质子带电量或电子带电量绝对值相等的电荷量，不是质子也不是电子，故 A 选项错； 点电荷是一种理想化模型，实际带电体的大小远小于带电体之间的距离时，带电体的形状和大小对于作用力的影响可忽略不计，这样的带电体就可视为点电荷，所以B项不对；摩擦起电的实质是电荷的转移，并不是创造了电荷，故 C项不对； 选项 D 准确表述了库仑定律的适用条件，所以D正确。答案： D考点精炼1、以下关于电荷量的说法哪些是正确的选项是A、物体所带的电荷量可以为任意实数B、物体所带的电荷量只能是某些值C、物体带正电荷 1.6 10-9 C，这是因为失去了1.0 1010 个电子D、物体带电量的最小值是 1.6 10-19 C二库仑定律的直接应用考点点拨库仑定律描述了真空中两静止的点电荷之间的相互作用力所遵循的规律，公式F= kq1q22 。r 2点电荷是无大小、 无形状且有电荷量的一个理想化模型。 在实际问题中， 只有当带电体间的距离比它们自身的大小大的多， 以至于带电体的形状和大小对相互作用的影响可以忽略不计时，带电体才可以视为点电荷。【例 2】真空中两个相同的带等量异种电荷的小球 A 和 B A、 B可看成点电荷分别固定在两处，两球间库仑力是 F，用一个不带电的小球 C，先和 A 球接触，再和 B 球接触，然后移去 C，那么 A、 B间的库仑力变为 F 的几倍？假设再使 A、B 间的距离增大一倍，那么它们之间的库仑力又为多少？考点精炼2、电荷量分别为 q1、 q2 的两个点电荷，相距 r 时相互作用力为 F，那么A、如果 q1、 q2 恒定，当距离变为 r /2 时，作用力将变为 2FB、如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们之间的距离都减半时，作用力变为2FC、如果它们的电荷量和距离都加倍，那么作用力不变D、如果它们的电荷都加倍，距离变为时，作用力变为 8F1 r2第二课时三一条直线上的电荷平衡问题考点点拨如果三个点电荷处于一条直线上同时处于平衡状态， 那么每一个电荷所受合外力均为零，时可以对每个电荷分别进行受力分析， 由平衡条件求解。 如果其中两个电荷是固定的，只需对第三个电荷列平衡方程。要注意判断相邻电荷的正负。此那么【例3】固定的两个带正电的点电荷q1、q2 ，电荷之比为1： 4，相距为d，引入第三个点电荷 q3，要使q3 能处于平衡状态，对q3 的位置、正负、电荷量都有何要求？考点精炼3、有 A、 B两个带电小球，电荷分别为+Q和+9Q，相距 0.4m，如果引入第三个小球C，正好使三个小球都处于静止状态，那么 C小球应带电， 应放在离 A 球多远处？且C球所带电荷量为多少？四库仑定律在力学问题中的综合应用考点点拨库仑定律给出了真空中两静止的点电荷之间的相互作用力。在历年高考试题中，常常是与力学知识联系起来考查带电体的运动问题。解答这一类题目的关键还是在力学上，只要在对物体进行受力分析时，注意对带电体所受的库仑力分析，再应用力学相关知识即可求解。必须注意的是：当带电体运动过程中与其它导体有接触时，有可能所带电量要发生变化。考点精炼4、如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是的相同小球，彼此间的距离都是l， 、mA B电荷量都是 +q。给 C一个外力 F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C球的带电性和电荷量；外力 F 的大小。五电场强度的分析与计算考点点拨电场强度的计算有以下几种方法： 1定义式： E=F/q 适用于任何电场， E 与 F、q 无关， E的方向规定为正电荷受到的电场力的方向。 2真空中点电荷的场强： E=kQ/ r 2。 3匀强电场的场强： E=U/d。当某一区域的电场由几个电场叠加而产生的时候， 电场中某点的场强等于各个电场单独在该点的场强的矢量和，遵循平行四边形定那么。2电子在点所受的电场力F=qEC=0.8 10-20 N。因为电子带负电，所以F方向与 EC方向相反。考点精炼5、图中边长为a 的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、 +q、 - q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。第三课时六电场线考点点拨要牢记以下6 种常见的电场的电场线：电场线上某点的切线方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。电场线互不相交。【例 6】如下图， 在等量异种点电荷的电场中， 将一个正的试探电荷由 A 点沿直线移到 O点，再沿直线由 O点移到 c 点。在该过程中， 试探电荷所受的电场力大小和方向如何改变？电场力所做的功又如何改变？c解：根据电场线的分布可知：电场力一直减小而方向不变；从 a 到 O电场力做正功，从O到 c 电场力不做功。考点精炼6、如下图是电场中的一条电场线，关于该电场线，有以下说法，其中正确的选项是A、它可能是匀强电场中的电场线，也可能是点电荷周围的电场线B、由 A 到 C，场强可能逐渐变大，也可能逐渐变小+aOC、一正电荷仅在电场力作用下由A 向 C 运动，其加速度一定变大D、一负电荷仅在电场力作用下由A 向 C 运动，其加速度一定减小七电场中的力学问题考点点拨在历年高考试题中，常常是电场知识与力学知识联系起来考查。解答这一类题目的关键还是在力学上， 只要在对物体进行受力分析时， 注意分析带电体所受的电场力， 再应用力学相关知识即可求解。考点精炼7、如下图，在匀强电场中，有一质量为m，电量为 q 的小球从 A 点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，那么匀强电场的场强大小为A、唯一值，mg tan/ qB、最大值，mg tan/ qC、最小值，mg sin/ qD、最大值，mg / q【三】考点落实训练1、电场强度 E 的定义式为 E=F/ q，根据此式，以下说法中正确的选项是此式只适用于点电荷产生的电场式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量，F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E 是该点的电场强度式中q 是产生电场的点电荷的电荷量，F 是放在电场中的点电荷受到的电场力，E 是电场强度在库仑定律的表达式F=kq1q2/ r 2 中，22看作是点电荷2产生的电场在点电荷112看作可以把 kq /rqq 处的场强大小，也可以把kq / r是点电荷 q1 产生的电场在点电荷 q2 处的场强大小A、只有B、只有C、只有D、只有2、一个检验电荷 q 在电场中某点受到的电场力为F，以及这点的电场强度为E，图中能正确反映 q、 E、 F 三者关系的是3、如下图，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A O B匀速飞过，电子重力不计，那么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4、如下图，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况、一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示、假设不考虑其他力，那么以下判断中正确的选项是A、假设粒子是从A 运动到 B，那么粒子带正电；假设粒子是从B运动到 A，那么粒子带负电B、不论粒子是从A运动到 B，还是从 B运动到 A，粒子必带负电C、假设粒子是从B运动到 A，那么其加速度减小D、假设粒子是从B运动到 A，那么其速度减小6、在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动， 以下说法正确的选项是带电小球有可能做匀速率圆周运动带电小球有可能做变速率圆周运动带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A、B、C、D、7、质量为 m的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E 的匀强电场中，当小球 A静止时，细线与竖直方向成30角，此电场方向恰使小球受到的电场力最小，那么小球所A、3mgB、3mg C、 2mgD、 mg3EEE2E12、已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为2 e ，3下夸克带电为1 e， e 为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸3克之间的距离都为 l, l 1.5 10 15 m , 试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力库仑力。考点落实训练参考答案1、 C2、 D3、 B 根据电场线分布和平衡条件判断、4、 BC5、 C 利用等效场处理、6、 D7、 D 依题意做出带正电小球A的受力图，电场力最小时，电场力方向应与绝缘细线垂直，qE=mgsin30 ，从而得出结论、8、 C9、 1 16；0恒谦www.heng qia.co恒谦教育资源库www. heng qian. com