2019高考物理一轮复习 第七章 静电场 第1节 电场力的性质课件 新人教版.ppt

第七章静电场 第1节电场力的性质 知识梳理 考点自诊 一 电荷电荷守恒定律1 两种电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带负电 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 2 元电荷最小的电荷量 其值为e 1 60 10 19C 3 电荷守恒定律 1 内容 电荷既不会创生 也不会消灭 它只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一部分转移到另一部分 在转移的过程中 电荷的总量保持不变 2 起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 3 带电实质 物体带电的实质是得失电子 知识梳理 考点自诊 二 点电荷及库仑定律1 点电荷点电荷是一种理想化的物理模型 当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时 可以将带电体视为点电荷 2 库仑定律 知识梳理 考点自诊 三 电场电场强度及电场线1 电场基本性质 对放入其中的电荷产生力的作用 2 电场强度 1 定义式 E 适用于任何电场 是矢量 单位 N C或V m 2 点电荷的电场强度 E k 适用于计算真空中的点电荷产生的电场 3 方向 规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向 4 电场强度的叠加 电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 知识梳理 考点自诊 3 电场线 1 定义 为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向 在电场中画出一些曲线 曲线上每一点的切线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强弱 2 电场线特点 知识梳理 考点自诊 3 几种典型电场的电场线 知识梳理 考点自诊 4 两种等量点电荷的电场的比较 知识梳理 考点自诊 1 保护知识产权 抵制盗版是我们每个公民的责任与义务 盗版书籍影响我们的学习效率 甚至给我们的学习带来隐患 小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书 做练习时 他发现有一个关键数字看不清 拿来问老师 如果你是老师 你认为可能是下列数字中的 A 6 2 10 19CB 6 4 10 19CC 6 6 10 19CD 6 8 10 19C 答案 解析 知识梳理 考点自诊 2 2017 山西孝义月考 由库仑定律可知 真空中两个静止的点电荷 电荷量分别为q1和q2 其间距离为r时 它们之间相互作用力的大小为F k 式中k为静电力常量 若用国际单位制的基本单位表示 k的单位应为 A kg A2 m3B kg A 2 m3 s 4C kg m2 C 2D N m2 A 2 答案 解析 知识梳理 考点自诊 3 2017 重庆名校联盟第一次联考 真空中有两个相同的带电金属小球 可看成点电荷 电荷量分别为9Q Q 当它们静止于空间某两点时 静电力大小为F 现用绝缘手柄将两球接触后再放回原处 则它们间静电力的大小为 答案 解析 知识梳理 考点自诊 4 右图为真空中两点电荷A B形成的电场中的一簇电场线 该电场线关于虚线对称 O点为A B两点电荷连线的中点 a b为其连线的中垂线上对称的两点 则下列说法正确的是 A A B可能带等量异号的正 负电荷B A B可能带不等量的正电荷C a b两点处无电场线 故其电场强度为零D 同一试探电荷在a b两点处所受电场力大小相等 方向相反 答案 解析 知识梳理 考点自诊 5 2017 陕西渭南教学质量检测 如图所示 在x轴上放置两正点电荷Q1 Q2 当空间存在沿y轴负向的匀强电场时 y轴上A点的电场强度等于零 已知匀强电场的电场强度大小为E 两点电荷到A的距离分别为r1 r2 则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 库仑定律及库仑力作用下的平衡问题1 对库仑定律的理解 1 F k r指两点电荷间的距离 对可视为点电荷的两个均匀带电球 r为两球的球心间距 2 当两个电荷间的距离r 0时 电荷不能视为点电荷 它们之间的静电力不能认为趋于无限大 2 三个自由点电荷平衡 的问题 1 平衡的条件 每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零 或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置 2 命题点一 命题点二 命题点三 例1 2017 黑龙江省牡丹江市重点高中一联 两个可自由移动的点电荷分别放在A B两处 如图所示 A处电荷带正电荷量Q1 B处电荷带负电荷量Q2 且Q2 4Q1 另取一个可以自由移动的点电荷Q3 放在AB直线上 欲使整个系统处于平衡状态 则 A Q3为负电荷 且放于A左方B Q3为负电荷 且放于B右方C Q3为正电荷 且放于A B之间D Q3为正电荷 且放于B右方 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨确定研究对象 受力分析 列方程求解 分析点电荷平衡问题的方法和步骤点电荷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分析一个电场力 具体步骤如下 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练1 2017 河南安阳调研 两个分别带有电荷量 Q和 5Q的相同金属小球 均可视为点电荷 固定在相距为r的两处 它们间库仑力的大小为F 两小球相互接触后将其固定距离变为 则两球间库仑力的大小为 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 2 2017 四川彭州中学期中 有两个完全相同的金属小球A B 它们的大小可忽略不计 A的电荷量为7Q B的电荷量为 Q 当A B在真空中相距为r时 两球之间的相互作用的库仑力大小为F 现用绝缘工具使A B球相互接触后再放回原处 则A B间的相互作用的库仑力大小是 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 3 如图所示 电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点 已知在P Q连线上某点R处的电场强度为零 且PR 2RQ 则 A q1 2q2B q1 4q2C q1 2q2D q1 4q2 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 电场强度的叠加与计算1 求解电场强度的常规方法 命题点一 命题点二 命题点三 2 求解电场强度的非常规思维方法 1 等效法 在保证效果相同的前提下 将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景 例如 一个点电荷 q与一个无限大薄金属板形成的电场 等效为两个异种点电荷形成的电场 如图甲 乙所示 命题点一 命题点二 命题点三 2 对称法 利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点 使复杂电场的叠加计算问题大为简化 3 填补法 将有缺口的带电圆环补全为圆环 或将半球面补全为球面 从而化难为易 事半功倍 4 微元法 将带电体分成许多元电荷 每个元电荷看成点电荷 先根据库仑定律求出每个元电荷的电场强度 再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度 命题点一 命题点二 命题点三 例2 2017 陕西渭南二模 如图所示 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 q 0 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 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨由于d点和b点相对于圆盘是对称的 因此Q在d点产生的电场强度和在b点处产生的电场强度大小相等 方向相反 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练4 2017 安徽蚌埠质检 如图所示 O是半径为R的正N边形 N为大于3的偶数 的外接圆的圆心 在正N边形的一个顶点A放置一个电荷量为 2q的点电荷 其余顶点分别放置电荷量均为 q的点电荷 未画出 则圆心O处的电场强度大小为 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 5 2017 山西太原三模 如图所示 MN为很大的不带电薄金属板 可认为无限大 金属板接地 在金属板的左侧距离为2d的位置固定一电荷量为Q的正点电荷 由于静电感应产生了如图所示的电场 过正点电荷Q所在的点作MN的垂线 P为垂线段的中点 已知P点电场强度的大小为E0 则金属板上感应电荷在P点激发的电场强度E的大小为 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 6 2017 广东普宁月考 一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 7 如图所示 一个半径为R的圆环均匀带电 ab为一极小的缺口 缺口长为L L R 圆环带的电荷量为Q 正电荷 在圆心处放置一电荷量为q的负点电荷 则该负点电荷受到的库仑力大小是 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 电场线的理解及应用 命题点一 命题点二 命题点三 例3在光滑绝缘的水平桌面上 存在着方向水平向右的匀强电场 电场线如图中实线所示 一初速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动 到C点时 突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点 其运动轨迹如图中虚线所示 v表示小球经过C点时的速度 则 A 小球带正电B 恒力F的方向可能水平向左C 恒力F的方向可能与v方向相反D 在A B两点小球的速率不可能相等 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨由AC段轨迹 根据曲线运动物体的合力指向轨迹的内侧 分析出电场力方向 从而知道小球的电性 再根据CB段轨迹的弯曲方向 分析恒力F可能的方向 根据动能定理分析A B点速率的关系 1 由电场线的疏密情况判断带电粒子的受力大小及加速度大小 2 带电粒子 自身重力不计 在电场中做曲线运动时 由于所受合力的方向指向轨迹的凹侧 由此判断电场的方向或粒子的电性 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练8 多选 2017 黑龙江大庆一模 如图所示 图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线 虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上的两点 若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用 根据此图可以作出的正确判断是 A 带电粒子所带电荷的正 负B 带电粒子在a b两点的受力方向C 带电粒子在a b两点的加速度何处较大D 带电粒子在a b两点的速度何处较大 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 9 多选 2017 陕西安康石泉县月考 两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示 c点是两负电荷连线的中点 d点在正电荷的正上方 c d两点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 答案 解析