高考物理总复习第6章静电场第1课时电场的力的性质课件

考纲要求考纲要求知识内容考试要求备考方略必考加试电荷及其守恒定律bc1.本章内容在学考中往往以单选题形式出现，主要考查库仑定律、电场线及其性质、电场强度、电势能和电势高低的判断、电容器等知识。2.本章内容也可与物体间作用力、运动学牛顿运动定律等其他知识结合在学考中以计算题形式出现。3.本章内容在选考中以计算题形式出现，主要考查带电粒子在电场中的运动、电势能、电场力做功，与其他能量知识结合。库仑定律c电场强度cc电势能和电势bc电势差bc电势差与电场强度的关系c静电现象的应用b电容器的电容bc带电粒子在电场中的运动bd第第1课时电场的力的性质课时电场的力的性质基基础过关关一、电荷和电荷守恒定律一、电荷和电荷守恒定律1.元电荷、点电荷元电荷、点电荷(1)元元电荷荷：e1.61019 C，所所有有带电体体的的电荷荷量量都都是是元元电荷的荷的_，其中，其中质子、正子、正电子的子的电荷量与元荷量与元电荷相同。荷相同。(2)点点电荷荷：当当带电体体本本身身的的大大小小和和形形状状对研研究究的的问题影影响响很很小小时，可以将，可以将带电体体视为点点电荷。荷。2.静电场静电场(1)定定义：存存在在于于电荷荷周周围，能能传递电荷荷间_的的一一种种特殊物特殊物质。(2)基本性基本性质：对放入其中的放入其中的电荷有荷有_的作用。的作用。考点一电荷及电荷守恒定律考点一电荷及电荷守恒定律(b/c)整数倍整数倍相互作用相互作用力力3.电荷守恒定律电荷守恒定律(1)内内容容：电荷荷既既不不会会创生生，也也不不会会消消灭，它它只只能能从从一一个个物物体体_到到另另一一个个物物体体，或或者者从从物物体体的的一一部部分分_到到另另一一部部分分；在在转移移过程中，程中，电荷的荷的总量保持量保持_。(2)起起电方式：方式：_、_、感、感应起起电。(3)带电实质：物体：物体带电的的实质是是_。转移移转移移不不变摩擦起摩擦起电接触起接触起电得失得失电子子二、库仑定律二、库仑定律1.内内容容：_中中两两个个静静止止点点电荷荷之之间的的相相互互作作用用力力，与与它它们的的_成成正正比比，与与它它们的的_成成反反比比。作作用力的方向在它用力的方向在它们的的连线上。上。2.表表达达式式：F_，式式中中k _ Nm2/C2，叫叫静静电力力常量。常量。3.适用条件适用条件：_中的中的_。真空真空电荷量的乘荷量的乘积距离的二次方距离的二次方9.0109真空真空点点电荷荷【过关演练】【过关演练】1.(2015浙江浙江1月学考月学考)如如图所示，摩擦所示，摩擦过的塑料的塑料刻度尺能刻度尺能够吸引吸引轻小的小的纸片，片，这是由于它是由于它们之之间存在存在()A.静静电力力 B.安培力安培力C.洛洛伦兹力力 D.弹力力答案答案A答案答案A要点突破要点突破要点库仑定律应用要点库仑定律应用1.在在用用库仑定定律律公公式式进行行计算算时，无无论是是正正电荷荷还是是负电荷荷，均均代入代入电量的量的绝对值计算算库仑力的大小。力的大小。2.作作用用力力的的方方向向判判断断根根据据：同同性性相相斥斥，异异性性相相吸吸，作作用用力力的的方方向向沿两沿两电荷荷连线方向。方向。3.两两个个点点电荷荷间相相互互作作用用的的库仑力力满足足牛牛顿第第三三定定律律，大大小小相相等等、方向相反。方向相反。答案答案C答案答案A答案答案B答案答案D4.如如图所所示示，在在一一条条直直线上上有有两两个个相相距距0.4 m的的点点电荷荷A、B，A带电Q，B带电9Q。现引引入入第第三三个个点点电荷荷C，恰恰好好使使三三个个点点电荷荷均均在在电场力力的的作作用用下下处于于平平衡衡状状态，则C的的带电性性质及及位位置置应为()A.正，正，B的右的右边0.4 m处B.正，正，B的左的左边0.2 m处C.负，A的左的左边0.2 m处D.负，A的右的右边0.2 m处解解析析要要使使三三个个电电荷荷均均处处于于平平衡衡状状态态，必必须须满满足足“两两同同夹夹异异”“”“两大夹小两大夹小”的原则，所以选项的原则，所以选项C正确。正确。答案答案C5.完完全全相相同同的的金金属属小小球球A、B，A球球带电荷荷量量为16Q，B球球带电荷荷量量为8Q，现将将A与与B接接触触后后分分开开，则A、B两两球球的的带电荷荷量量分分别为()A.8Q，16Q B.8Q，8QC.4Q，4Q D.4Q，4Q答案答案C【方法总结】【方法总结】库仑定律的三点提醒库仑定律的三点提醒(1)库库仑仑定定律律仅仅适适用用于于真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷间间静静电电力力的的计计算算，空空气中也可近似适用。气中也可近似适用。(2)计计算算点点电电荷荷间间的的静静电电力力时时，不不必必将将表表示示电电荷荷q1、q2的的带带电电性性质质的正、负号代入公式中。的正、负号代入公式中。(3)库仑力的方向由两点电荷的电性决定，可按照同种电荷相互排库仑力的方向由两点电荷的电性决定，可按照同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来确定。斥，异种电荷相互吸引来确定。基基础过关关1.电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强(1)定定义：放放入入电场中中某某点点的的电荷荷受受到到的的电场力力F与与它它的的电荷荷量量q的的_。(2)定定义式：式：E_。单位：位：N/C或或V/m(3)点点电荷的荷的电场强强度：真空中点度：真空中点电荷形成的荷形成的电场中某点的中某点的电场强强度：度：E_。(4)方方向向：规定定_在在电场中中某某点点所所受受_的的方方向向为该点点的的电场强强度方向。度方向。(5)电场强强度度的的叠叠加加：电场中中某某点点的的电场强强度度为各各个个点点电荷荷单独独在在该点点产生的生的电场强强度的度的_和，遵从和，遵从_。考点二电场强度考点二电场强度(c/c)比比值正正电荷荷电场力力矢量矢量平行四平行四边形定形定则2.电场线电场线(1)定定义：为了了形形象象地地描描述述电场中中各各点点电场强强度度的的_及及_，在在电场中中画画出出一一些些曲曲线，曲曲线上上每每一一点点的的_都都跟跟该点点的的电场强强度方向一致，曲度方向一致，曲线的的_表示表示电场的的强强弱。弱。大小大小方向方向切切线方向方向疏密疏密【过关演练】【过关演练】1.(2015浙浙江江7月月学学考考)下下列列四四幅幅图是是用用电场线描描述述不不同同电场的的情情形形，其中描述匀其中描述匀强强电场的是的是()答案答案C2.(2016浙浙江江余余姚姚中中学学期期中中)两两个个等等量量点点电荷荷P、Q在在真真空空中中产生生电场的的电场线(方方向向未未标出出)如如图所所示示。下下列列说法法中中正正确确的的是是()A.P、Q是两个等量正是两个等量正电荷荷B.P、Q是两个等量是两个等量负电荷荷C.P、Q是两个等量异种是两个等量异种电荷荷D.P、Q产生的是匀生的是匀强强电场解解析析根根据据电电场场线线的的特特点点，从从正正电电荷荷出出发发到到负负电电荷荷终终止止可可以以判判断断，P、Q是是两两个个等等量量异异种种电电荷荷，所所以以选选项项A、B错错误误，C正正确确；匀强电场的电场线应该是平行的直线，所以选项匀强电场的电场线应该是平行的直线，所以选项D错误。错误。答案答案C要点突破要点突破要点一电场与电场线的关系要点一电场与电场线的关系1.几种典型电场的电场线几种典型电场的电场线(如图所示如图所示)。2.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较等量同种和异种点电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，再变大沿中垂线由O点向外场强大小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的场强等大同向等大反向【例例1】如如图所所示示，M、N为两两个个等等量量同同种种正正电荷荷Q，在在其其连线的的中中垂垂线上上任任意意一一点点P自自由由释放放一一个个负电荷荷q，不不计重重力力影影响响，关关于点于点电荷荷q的运的运动下列下列说法正确的是法正确的是()A.从从PO的的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大程中，加速度越来越大，速度也越来越大B.从从PO的的过程中，加速度越来越小，到程中，加速度越来越小，到O点速度达到最大点速度达到最大值C.点点电荷越荷越过O点点时加速度加速度为零，速度达到最大零，速度达到最大值D.点点电荷荷越越过O点点后后，速速度度越越来来越越小小，加加速速度度越越来来越越大大，直直到到速度速度为零零解析如图所示，根据电场叠加原理知：解析如图所示，根据电场叠加原理知：O点场强为零，从点场强为零，从O点沿中垂线向外，场点沿中垂线向外，场强先变大后变小。点电荷从强先变大后变小。点电荷从PO的过程的过程中，静电力可能是先变大后变小，加速中，静电力可能是先变大后变小，加速度度随随之之先先变变大大后后变变小小；也也可可能能静静电电力力一一直直变变小小，加加速速度度一一直直变变小小，关关键键是是P点点位位置置的的不不确确定定性性。不不过过，在在到到达达O点点之之前前，静静电电力力一一直直表表现现为为引引力力，速速度度一一定定是是一一直直变变大大的的，在在O点点时时加加速速度度是是零零，速速度最大，该电场关于直线度最大，该电场关于直线MN对称，电荷越过对称，电荷越过O点后的运动也不一点后的运动也不一定定是是单单调调变变化化的的。有有些些粗粗心心的的同同学学容容易易认认为为从从PO电电荷荷距距离离两两个个场场源源电电荷荷越越来来越越近近，静静电电力力就就会会越越来来越越大大而而错错选选A。其其实实，点点电电荷荷与与场场源源电电荷荷的的两两个个静静电电力力确确实实是是变变大大的的，只只是是两两个个静静电电力力的的合合力未必变大，这要看电场的矢量合成情况。力未必变大，这要看电场的矢量合成情况。答案答案C答案答案A答案答案D2.(2016浙浙江江余余姚姚中中学学期期中中)在在图所所示示的的电场中中，关关于于M、N 两两点点电场强强度的关系判断正确的是度的关系判断正确的是()A.M点点电场强强度大于度大于N 点点电场强强度度B.M点点电场强强度小于度小于N 点点电场强强度度C.M、N两点两点电场强强度大小相同度大小相同D.M、N两点两点电场强强度方向相反度方向相反解解析析由由图图看看出出，M处处电电场场线线密密，N处处电电场场线线疏疏，则则M点点电电场场强强度度大大于于N点点电电场场强强度度；根根据据电电场场强强度度方方向向与与该该点点电电场场线线的的切切线线方方向向相相同同可可知知，M、N两两点点的的电电场场强强度度方方向向不不同同，选选项项A正正确，确，B、C、D错误。错误。答案答案A3.如如图所所示示，关关于于a、b两两点点的的电场强强度度的的大大小小及及方方向向，下下表表述述正正确的是确的是()A.EaEb方向相同方向相同B.EaEb方向不同方向不同C.EaEb方向相同方向相同D.EaEb方向不同方向不同解解析析电电场场线线的的疏疏密密表表示示电电场场的的强强弱弱，a点点电电场场较较强强；电电场场线线的的切线方向表示电场方向，切线方向表示电场方向，a、b两点的电场方向不相同，两点的电场方向不相同，B正确。正确。答案答案B4.如如图所所示示，一一电子子沿沿等等量量异异种种点点电荷荷连线的的中中垂垂线由由AOB匀匀速速飞过，电子子重重力力不不计，则电子子除除受受电场力力外外，所所受受另另一一个个力的大小和方向的力的大小和方向的变化情况是化情况是()A.先先变大后大后变小，方向水平向左小，方向水平向左B.先先变大后大后变小，方向水平向右小，方向水平向右C.先先变小后小后变大，方向水平向左大，方向水平向左D.先先变小后小后变大，方向水平向右大，方向水平向右解析作出描述等量异种点电荷电场分解析作出描述等量异种点电荷电场分布情况的电场线，如图所示。由图可见，布情况的电场线，如图所示。由图可见，AOB直线上各点场强的方向均水平直线上各点场强的方向均水平向右，大小为先增大后减小，因此电子向右，大小为先增大后减小，因此电子所所受受电电场场力力的的方方向向始始终终水水平平向向左左，先先增增大大后后减减小小，所所受受另另外外一一个个力与电场力大小相等，方向相反，力与电场力大小相等，方向相反，B对。对。答案答案B5.如如图所所示示直直线为空空间某某电场的的一一条条电场线，关关于于电场线上上A、B两点的两点的电场特点，下列特点，下列说法正确的是法正确的是()A.A、B电场强强度方向相同度方向相同 B.A、B电场强强度方向不同度方向不同C.A、B电场强强度大小相等度大小相等 D.A、B电场强强度大小不等度大小不等解解析析电电场场强强度度方方向向沿沿电电场场线线的的切切线线方方向向，A、B在在同同一一直直电电场场线线上上，电电场场强强度度方方向向相相同同，选选项项A正正确确，B错错误误；因因为为图图象象中中只只有有一一条条电电场场线线，无无法法从从疏疏密密程程度度上上判判断断电电场场强强度度的的强强弱弱，所所以以A、B的的电场强度大小无法判断，选项电场强度大小无法判断，选项C、D错误。错误。答案答案A【方法总结】【方法总结】三个点电荷的平衡问题处理方法三个点电荷的平衡问题处理方法三三个个点点电电荷荷的的平平衡衡实实质质是是每每个个点点电电荷荷受受到到的的两两个个库库仑仑力力必必须须大大小小相相等等，方方向向相相反反，或或者者两两个个点点电电荷荷在在第第三三个个点点电电荷荷处处的的合合场场强强为为零。该模型满足以下规律：零。该模型满足以下规律：(1)“三点共线三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上；三个点电荷分布在同一条直线上；(2)“两同夹异两同夹异”正负电荷相互间隔；正负电荷相互间隔；(3)“两大夹小两大夹小”中间电荷的电荷量最小；中间电荷的电荷量最小；(4)“近小远大近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。中间电荷靠近电荷量较小的电荷。