江浙鸭12020版高考物理总复习第八章静电场第18讲电荷守恒定律与电场力的性质课件.ppt

第18讲电荷守恒定律与电场力的性质 考点一 考点二 考点三 电荷与电荷守恒定律核心知识整合1 物体带电本质物体带电本质是的移动或重新分配导致物体内部正负电荷失去了平衡 带电有三种方式 起电 起电 起电 这三种方式都与电子的移动有关 2 电荷守恒定律表述1 电荷既不会 也不会 它只能从一个物体到另一个物体 或者从物体的一部分到另一部分 在转移过程中 电荷的总量保持 表述2 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的保持不变 电子 摩擦 接触 感应 创生 消灭 转移 转移 不变 代数和 考点一 考点二 考点三 3 元电荷 e C 所有带电体的电荷量都是元电荷的 其中质子 正电子的电荷量与元电荷相同 1 6 10 19 整数倍 考点一 考点二 考点三 命题点一电荷元电荷 例1 多选 下列说法正确的是 A 电荷量很小的点电荷称为元电荷B 电荷量e 1 6 10 19C称为元电荷C 元电荷也可作为电荷量的单位D 物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍 答案 解析 考点一 考点二 考点三 命题点二物体带电方式 例2 毛皮与橡胶棒摩擦后 橡胶棒带负电 这是因为 A 橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上去了B 毛皮上的电子转移到橡胶棒上去了C 橡胶棒丢失了D 毛皮得到了质子 答案 解析 考点一 考点二 考点三 例3 关于摩擦起电 接触起电 感应起电 下列说法错误的是 A 这是起电的三种不同方式B 这三种方式都创造了电荷C 这三种方式的实质是一样的 都是电荷在转移D 这三种方式都遵循电荷守恒定律 答案 解析 考点一 考点二 考点三 易错警示摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移 只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分 摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体 考点一 考点二 考点三 库仑定律核心知识整合1 点电荷当带电体的 及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时 这样的带电体可以看成点电荷 能否看成点电荷具有相对性 点电荷类似力学中的 2 库仑定律 1 内容 中两个静止点电荷之间的相互作用力 与它们的成正比 与它们的成反比 作用力的方向在 2 表达式 式中k N m2 C2 叫做静电力常量 3 适用条件 中的 形状大小 质点 真空 电荷量的乘积 距离的二次方 它们的连线上 9 0 109 真空 点电荷 考点一 考点二 考点三 关键能力提升命题点一库仑定律应用 例4 如图所示 两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b 其壳层的厚度和质量分布均匀 将它们固定于绝缘支架上 两球心间的距离为l 为球壳外半径r的3倍 若使它们带上等量异种电荷 使其所带电荷量的绝对值均为Q 那么a b两球之间的万有引力F1与库仑力F2为 答案 解析 考点一 考点二 考点三 命题点二同一直线上三个自由点电荷平衡规律 例5 如图所示 在一条直线上有两个相距0 4m的点电荷A B A带电 Q B带电 9Q 现引入第三个点电荷C 恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态 则C的带电性质及位置应为 A 正 B的右边0 4m处B 正 B的左边0 2m处C 负 A的左边0 2m处D 负 A的右边0 2m处 答案 解析 考点一 考点二 考点三 思路点拨 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 考点一 考点二 考点三 命题点三库仑定律结合共点力平衡 例6 2018浙江11月选考 电荷量为4 10 6C的小球绝缘固定在A点 质量为0 2kg 电荷量为 5 10 6C的小球用绝缘细线悬挂 静止于B点 A B间距离为30cm AB连线与竖直方向夹角为60 静电力常量为9 0 109N m2 C2 小球可视为点电荷 下列图示正确的是 答案 解析 考点一 考点二 考点三 方法技巧静电场中带电体平衡问题的解题思路1 确定研究对象 如果有几个物体相互作用时 要依据题意 适当选取 整体法 或 隔离法 确定研究对象 2 受力分析 在重力 弹力 摩擦力基础上 还要分析库仑力或静电力 3 列平衡方程求解 考点一 考点二 考点三 电场强度 电场线核心知识整合1 对电场的认识 1 电场是电荷周围存在的一种特殊 2 电场的基本性质是对放入其中的电荷 电荷间的作用是通过实现的 2 电场强度E 1 定义 放入电场中某点的检验电荷受的电场力F与它的电荷量q的叫作该点的电场强度 2 定义式 单位 N C或V m 3 方向 电场强度E是矢量 规定在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向 物质 产生力的作用 电场 比值 正电荷 考点一 考点二 考点三 4 电场强度的三个表达式 5 电场的叠加原理 如果场源电荷是多个点电荷 则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和 检验电荷 试探电荷 场源 沿电场线方向 任何电场 真空中的点电荷 电场 匀强电场 矢量 考点一 考点二 考点三 3 电场线 1 电场线的基本性质 电场线上每点的方向就是该点电场强度的方向 电场线的反映电场强度的强弱 疏弱密强 静电场中电场线始于正电荷或无限远 止于无限远或负电荷 它不封闭 也不在无电荷处中断 任意两条电场线不会在无电荷处相交 切线 疏密 考点一 考点二 考点三 2 几种常见的电场线 考点一 考点二 考点三 关键能力提升命题点一电场强度 答案 解析 考点一 考点二 考点三 易错警示电场强度与场源电荷有关 与检验电荷无关 方法技巧 考点一 考点二 考点三 命题点二电场叠加 例8 多选 离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置 图示为最常见的 四极离子陷阱 的俯视示意图 四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连 相当于四个电极 相对的电极带等量同种电荷 相邻的电极带等量异种电荷 在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd A C是a c连线上的两点 B D是b d连线上的两点 A C B D到正方形中心O的距离相等 则下列判断正确的是 A D点的电场强度为零B A B C D四点电场强度相等C A点电势比B点电势高D O点的电场强度为零 答案 解析 考点一 考点二 考点三 思路点拨 1 将四个电极分为ac bd两两进行合成分析 2 画出连线上的电场方向 沿电场线电势逐渐降低 考点一 考点二 考点三 命题点三电场线 例9 2018浙江杭州西湖中学月考 如图各电场中 A B两点电场强度相同的是 答案 解析 考点一 考点二 考点三 方法技巧电场线的三个特点 1 电场线从正电荷或无限远处出发 终止于无限远或负电荷处 2 电场线在电场中不相交 3 在同一幅图中 电场强度较大的地方电场线较密 电场强度较小的地方电场线较疏 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 2 2018浙江11月选考 用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位 下列正确的是 A N CB V mC kg m C s2 D kg m A s3 答案 解析 1 2 3 4 5 3 2018浙江杭州预测 某同学在研究电容式充放电实验时 充满电量的平行板电容器竖直放置 同时将一个包裹有铝箔纸的小球放入其中 发现小球能够在电场的作用下运动起来 你觉得小球的运动状态应该是 A 被吸到一侧的极板上不动B 处于中间位置不动C 一直在两极板间来回撞击D 沿绳子方向弹回 答案 解析 1 2 3 4 5 4 2018浙江诸暨诸暨中学期中 两个完全相同的金属小球 它们所带的电荷量之比为5 1 当它们相距一定距离时相互作用的斥力为F1 如果让它们完全接触后再放回各自原来的位置上 此时它们的相互作用力为F2 则F1 F2为 A 5 2B 5 4C 5 6D 5 9 答案 解析 1 2 3 4 5 5 如图所示 把头发屑悬浮在蓖麻油里 加上电场 头发屑就按照电场强度的方向排列起来 模拟出电场线的分布情况 根据图中实验现象 下列说法正确的是 A 电场线是实际存在的线B 图中模拟的是异号电荷的电场线分布情况C 图中没有头发屑的地方就没有电场D 图中可判断左侧接线柱一定接电源正极 答案 解析