高考物理一轮复习 第六章 第1单元 电场力的性质课件 (2).ppt

必考部分 第六章静电场 第1单元电场力的性质 网控基础点提炼命题源 一 点电荷 电荷守恒定律1 点电荷 元电荷 1 元电荷 把最小的电荷量叫做元电荷 用e表示 e 1 60 10 19C 所有带电体的电荷量或者等于e 或者等于e的整数倍 2 点电荷 本身的线度比相互之间的距离 的带电体 点电荷是理想化模型 2 小得多 读读教材 2 电荷守恒定律 1 内容 电荷既不能创生 也不能消失 只能从物体的一部分 到另一部分 或者从一个物体 到另一个物体 在 的过程中电荷的总量保持不变 2 起电方法 摩擦起电 接触起电 3 带电实质 物体带电的实质是 1 转移转移转移 2 感应起电 3 得失电子 二 库仑定律1 内容 中两个静止点电荷之间的相互作用力 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 F 式中k N m2 C2 叫做静电力常量 3 适用条件 中的 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 当两个带电体的间距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 且同种电荷相互 为 异种电荷相互 为 3 真空两个静止的点电荷4 排斥斥力吸引引力 2 电场力电荷量 4 正电荷 四 电场线1 定义 为了形象地描述 中各点电场强度的大小及方向 在电场中画出一些曲线 曲线上每一点的 都跟该点的电场强度方向一致 曲线的 表示电场的强弱 电场切线方向疏密 3 几种典型电场的电场线 如图所示 练练基础 题组一 对库仑定律的理解 题组二 对电场强度的理解 题组三 对电场线的理解 解析 电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向 本题中的电场线是直线 因此a b两点的电场强度方向相同 电场线的疏密表示电场强度的大小 一条电场线不能确定a b两点的电场强度的大小关系 1 电场是客观存在的物质 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线 2 电场中某点的电场强度E的大小和方向是唯一的 其大小只由电场本身的特性决定 3 电场线不是电荷的运动轨迹 根据电场线的方向能确定电荷的受力方向和加速度方向 不能确定电荷的速度方向和运动轨迹 4 只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源电荷的位置 5 正电荷所受电场力方向与场强方向相同 负电荷所受电场力方向与场强方向相反 小思考微总结 研细核心点练透经典题 1 库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力 空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算 2 两个规则的均匀带电球体 相距比较远时 可以看成点电荷 也适用库仑定律 二者间的距离就是球心间的距离 3 两个点电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力 二者等大 反向 作用在同一直线上 与点电荷的质量 电量无关 考点一库仑力作用下的平衡问题 调研1 2014 浙江理综 多选 如图所示 水平地面上固定一个光滑绝缘斜面 斜面与水平面的夹角为 一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端 另一端系有一个带电小球A 细线与斜面平行 小球A的质量为m 电量为q 小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B 两球心的高度相同 间距为d 静电力常量为k 重力加速度为g 两带电小球可视为点电荷 小球A静止在斜面上 则 试题调研 解题探究 1 小球A受几个力 哪些力是一定存在的 哪些力是可能存在的 提示 重力 B对A的库仑力 斜面对A的支持力是一定存在的 细线对A的拉力是可能存在的 2 细线上的拉力为零的条件是什么 此时重力和库仑力有何关系 提示 当小球重力 B对A的库仑力 斜面对A的支持力三力平衡时 细线上的拉力等于零 根据三力平衡条件 把重力和库仑力合成 可得到重力与库仑力的关系 答案 AC 分析点电荷平衡问题的方法步骤点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的 只是在原来受力的基础上多了一个电场力 具体步骤如下 名师归纳点题破疑 类题练熟 1 三个电场强度公式的比较 考点二电场强度的理解和应用 2 场强的叠加 多个电场在空间某点产生的合场强 等于每个电场单独存在时在该点产生的场强的矢量和 这就是场强叠加原理 由于电场强度是矢量 求合场强需用平行四边形定则 试题调研 解题指导 1 运用库仑定律求得两点电荷间的库仑力大小 2 利用场强叠加原理求得C点的电场强度的大小和方向 答案 1 9 0 10 3N 2 7 8 103N C 方向沿y轴正方向 1 先求出各个点电荷在该点产生电场的场强 再运用场强叠加原理求出该点的场强 2 可假设在该点放一试探电荷 求出该试探电荷所受的电场力 由电场强度定义求出该点的电场强度 名师归纳点题破疑 类题练熟 2 2 如图甲所示 在一个点电荷Q形成的电场中 Ox坐标轴与它的一条电场线重合 坐标轴上A B两点的坐标分别为2 0m和5 0m 放在A B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同 电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a b所示 放在A点的电荷带正电 放在B点的电荷带负电 求 1 B点的电场强度的大小和方向 2 试判断点电荷Q的电性 并说明理由 3 点电荷Q的位置坐标 答案 1 2 5N C方向沿x轴负方向 2 负电荷 理由见解析 3 2 6m 1 直线运动 1 电场力与速度同向 则粒子做加速运动 2 电场力与速度反向 则粒子做减速运动 3 电场强度大或电场线密集的位置上 粒子加速度大 2 曲线运动 1 速度方向沿轨迹的切线方向 2 电场力与速度不在同一条直线上 夹角为锐角时速度增大 夹角为钝角时速度减小 3 轨迹夹在速度与电场力之间 并向电场力一侧弯曲 4 电场强度大或电场线密集的位置上粒子加速度大 考点三电场中力与运动的关系 3 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 电场线为直线 2 电荷初速度为零 或速度方向与电场线平行 3 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行 调研3 多选 某电场的电场线分布如图所示 一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点 则下列判断正确的是 A 粒子带负电B 粒子在M点的加速度大C 粒子在N点的速度大D 电场力对粒子做正功 试题调研 解题探究 1 根据电场线和运动轨迹 如何判断电荷性质 提示 在轨迹上任选一点 过该点作轨迹切线和电场线切线 确定电场力方向 进而确定电荷性质 2 根据电场线和运动轨迹 如何判断电场力做功的正负 提示 对曲线运动 根据力的方向和速度方向夹角判断 若夹角为锐角 电场力做正功 动能增加 电势能减少 解析 根据 轨迹一定夹在速度方向与合力方向之间并向合力一侧弯曲 的规律 可作出粒子所受电场力的大致方向如图所示 由此可知粒子带正电 即A错 因为F与v方向的夹角为锐角 所以电场力对粒子做正功 粒子的动能增大 速度增大 故C D均正确 由 电场线越密的地方电场强度越大 可知粒子在N点受力较大 加速度也较大 故B错 答案 CD 电场线与轨迹关系的判断方法 1 粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧 由此可判断电场的方向或粒子的电性 2 根据电场线和带电粒子的运动轨迹 分析推断带电粒子的性质 受力 能量变化等 3 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 从二者的夹角情况来分析曲线运动的情境 名师归纳点题破疑 3 1 2014 江西省南昌三中月考 多选 如图所示 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水平连线的水平中垂线上的两点 且PO ON 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C 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 类题练熟 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点变为零 故正电荷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 3 2 2015 山东济南一模 一负电荷从电场中A点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动的速度 时间图象如图所示 则A B两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的 解析 由v t图象可知 负电荷做加速度增大的加速运动 负电荷受到的电场力逆着电场线方向 且电场强度增大 电场线变密集 故C正确 特殊带电体场强的计算方法 答案 B 2 补偿法 题给条件建立的模型A不是一个完整的标准模型 这时需要给原来的问题补充一些条件 由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B 并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型 这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差值问题 答案 B 3 微元法 是指取物体的一个微小部分或整体过程中的一个微小过程进行研究 进而分析确定整个物体或整个物理过程的状态 性质及遵循的规律 构建出新的模型的一种科学思维方法 这种方法一般应用于瞬时问题或非均匀变化的问题 通过对微元的选取 化动为静 化变为恒 由对微元的研究得出整体遵循的规律 从而使问题得到顺利解决 答案 B