第七章 基础课1

[高考导航]考点内容要求高考命题实况常考题型关联考点201420152016物质的电结构、电荷守恒Ⅰ卷Ⅰ：T21、T25卷Ⅱ：T19卷Ⅰ：T15卷Ⅱ：T14、T24卷Ⅰ：T14、T20卷Ⅱ：T15选择题计算题①匀变速运动规律②牛顿运动定律③功④动能定理⑤功能关系静电现象的解释Ⅰ点电荷Ⅰ库仑定律Ⅱ静电场Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ电场线Ⅰ电势能、电势Ⅰ电势差Ⅱ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ示波管Ⅰ常见电容器Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ基础课1电场的力的性质知识点一、电荷及电荷守恒定律1．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e＝1.6×10－19C，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。 (2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。2．静电场 (1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间_________的一种特殊物质。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有____的作用。整数倍相互作用力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______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______。 (2)起电方式：___________、__________、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是__________。转移转移不变摩擦起电接触起电得失电子知识点二、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______________成正比，与它们的_____________成反比。作用力的方向在它们的连线上。2．表达式：F＝_________，式中k＝__________N·m2/C2，叫静电力常量。3．适用条件：_____中的________。9.0×109真空电荷量的乘积距离的二次方真空点电荷知识点三、电场强度、点电荷的场强1．定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的______。2．定义式：E＝______。单位：N/C或V/m3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E＝_________。4．方向：规定________在电场中某点所受_________的方向为该点的电场强度方向。5．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_______和，遵从___________定则。比值正电荷电场力矢量平行四边形知识点四、电场线1．定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的______及____，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。强弱方向切线方向疏密2.

正电荷相交场强场强方向降低垂直[思考判断](1)物体带电的实质是电子的转移。(

)(2)两个完全相同的带电金属球(电荷量不同)接触时，先发生正、负电荷的中和，然后再平分。(

)(3)相互作用的两个点电荷，电荷量大的，受到库仑力也大。(

)答案(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√库仑定律的理解及应用2．库仑定律的应用

库仑定律与力学的综合应用问题，解决的思路与解决力学问题的方法、思路是相同的，只是在原来受力的基础上多了库仑力。但需注意库仑力的特点，带电体间距离发生变化时，库仑力也要发生变化，要分析力与运动的相互影响。1．[库仑定律的理解]如图1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，l为球壳外半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b之间的万有引力F1与库仑力F2为(

)图1解析虽然两球心间的距离l只有球壳外半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律求F1；而本题中由于a、b两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离l只有其外半径r的3倍，不满足l远大于r的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以库仑定律不适用，D正确。答案D答案D3.[库仑力作用下带电体的平衡问题](2016·浙江理综，19)(多选)如图2所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时图2

距离为0.12m。已测得每个小球质量是8.0×10－4kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则(

)答案ACD解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤方法技巧电场强度的叠加与计算方法

电场强度的三个计算公式1．[合成法计算电场强度](2017·广东四校联考)如图3所示，ABCD为等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为qA和qB，在C点的电场强度方向沿DC向右，A点的点电荷在C点产生的场强大小为EA，B点的点电荷在C点产生的场强大小为EB，则下列说法正确的是(

)图3A．放在A点的点电荷可能带负电B．在D点的电场强度方向沿DC向右C．EA＞EBD．|qA|＝|qB|解析由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右，由平行四边形定则，可知两点电荷在C点产生的场强方向如图所示，由图中几何关系可知EB＜EA，且A点所放点电荷为正电荷，B点所放点电荷为负电荷，且A点所放点电荷的电荷量的绝对值大于B点所放点电荷的电荷量的绝对值，选项C正确，A、D错误；对答案C两点电荷在D点产生的场强进行合成，由几何关系，可知其合场强方向为向右偏上，不沿DC方向，选项B错误。2．[对称法和等效法计算电场强度](2016·河北石家庄质检二)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图4所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(

)图4答案B3．[平衡法计算电场强度](2013·课标全国Ⅱ)如图5所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为(

)图5答案B4．[补偿法计算电场强度]若在一半径为r，单位长度带电量为q(q＞0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl(且Δl≪r)，如图6所示，则圆心处的场强大小为(

)图6答案C计算电场强度常用的方法(1)电场叠加合成的方法。(2)平衡条件求解法。(3)对称法。(4)补偿法。(5)等效法。方法技巧电场线的理解与应用1．典型电场的电场线2．电场线的应用1．[判断场强和电势](2015·江苏单科，8)(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图7所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(

)图7A．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

ACD2．[等量点电荷的电场线]如图8所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)。图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法中正确的是(

)图8A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小解析由电场线分布的特征可知，产生电场的两点电荷一定是等量异种电荷，A正确，B错误；C点电场线的密度比D点大，所以C点的电场强度大，C、D错误。答案A3．[电场线与运动轨迹](多选)如图9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电场力作用，根据此图可做出的正确判断是(

)图9A．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解析由电场线的疏密可知，a点的场强大，带电粒子在a点的加速度大，故C正确；画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的方向未知，所以不能判断带电粒子的电性，故A错误，B正确；利用初速度的方向和电场力方向的关系，可判断带电粒子由a到b时电场力做负功，动能减小，因此va＞vb，选项D正确。答案

BCD两种等量点电荷的电场规律方法比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小，但不为零O点为零中垂线上的电场强度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点对称位置的电场强度A与A′、B与B′、C与C′等大同向等大反向自由电荷的平衡规律1．一个自由电荷的平衡

已知两个点电荷Q1、Q2固定的水平面上，它们之间的距离是d，现引入第三个点电荷Q3，使Q3平衡的条件是：当Q1和Q2电性相同时，Q3放在两点电荷连线之间；当Q1和Q2电性相异时，Q3放在两点电荷连线外侧，且距离电荷较小的一个电荷较近。2．三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。 (2)规律 “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”——正、负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。图10A．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右方解析因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知Q1和Q2是异种电荷，对Q3的作用力一为引力，一为斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之间。根据库仑定律知，由于B处的电荷Q2电荷量较大，Q3应放在离Q2较远而离Q1较近的地方才有可能处于平衡，故应放在Q1的左侧。要使Q1和Q2也处于平衡状态，Q3必须带负电，故选项A正确。答案A图11

A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2答案B2．(2015·