专题七第1讲库仑定律电场强度.ppt

专题七 电场,第1讲 库仑定律 电场强度,考点1,电荷、电荷守恒定律,1点电荷：当带电体的大小、形状对所研究问题的影响可 忽略不计时，就可以看做带电的点，叫_(类似于力学,中的质点),点电荷,它相同，用 e 表示，e1.6010,2元电荷：电子所带的电荷量质子、正电子的电荷量与,19,C，所有带电体的电荷量都,是元电荷的_,整数倍,3电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能创造，也不能消失，它只能从一个物 体转移到另一物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分，,在转移过程中，电荷的_不变,代数和,平均分配,(2)物体带电的方式有：摩擦起电、感应起电和接触起电 (3)完全相同的带电金属球相接触时电荷的分配规律：同种,电荷总量_，异种电荷_后再平均分配,中和,4三种起电方式的比较,考点2,库仑定律,电荷量的乘积,距离的平方,1内容：在真空中两个静止点电荷的相互作用力跟它们的 _成正比，跟它们间的_成反比作用 力的方向在它们的连线上,2表达式：F,，式中k9.0109 Nm2/C2，叫,静电力常量 .,3适用条件：真空中的_,点电荷,4对库仑力的理解 (1)库仑力的正负不表示力的大小，而表示力的性质 当带电体所带电荷同号时，F0，库仑力为斥力；当带电 体所带电荷异号时，F0，库仑力为引力,(2)两个带电体之间的库仑力是一对作用力与反作用力,考点3,电场、电场强度,力的作用,静电场,1电场：电荷周围存在的一种特殊物质电场对放入其中 的电荷有_静止电荷产生的电场称为_ 2电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 与它的电 荷量的比值,(2)公式：_.,(3)矢量性：电场强度是矢量，方向与该点正电荷所受的电 场力方向一致，与该点负电荷所受的电场力方向相反 (4)电场中某点的电场强度由电场本身决定，与检验电荷无 关 (5)真空中点电荷电场强度的决定式：_，其中 Q 是,形成电场的场源电荷,(6)电场的叠加：某点的电场等于各个电荷单独存在时在该 点产生的电场的矢量和,3三种电场强度计算公式的比较,考点4,电场线,1电场线：在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的切 线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱 电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线 2电场线的特点 (1)电场线始于正电荷(或无穷远)，终于负电荷(或无穷远) (2)电场线密的地方电场强，电场线疏的地方电场弱 (3)电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电 场线也密,(4)电场线互不相交,(5)电场线和等势面在相交处互相垂直,(6)电场线的方向是电势降低的方向，电势降低的方向不一,定是电场线的方向,(7)切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方,向,(8)电场线不是电荷运动的轨迹，弯曲的电场线一定不可能,与轨迹重合,3几种典型的电场线,题组1,对应考点1,1关于点电荷，下列说法中正确的是(,),A只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B体积较大的带电体一定不能看成是点电荷 C当两个带电体的大小和形状对它们之间的相互作用的 影响可忽略时，可看成点电荷 D当带电体带电量很少时，可看成点电荷,解析：一个带电体能不能看成点电荷，主要看它的大小、 形状是否会对所研究问题有影响，而不是看体积的大小和电荷 量的多少，若大小、形状对所研究问题没有影响则可看成点电 荷,答案：C,),2(双选)关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是( A把质子或电子叫元电荷 B物体所带的电荷量可以为任意实数,，这是因为该物体失去了,C 物体带电1.60109 C 1.01010 个电子,D物体带电荷量的最小值为 1.610,19,C,答案：CD,3以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是(,),A摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电 荷 B摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转 移 C用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带负电荷，丝绸带等量的 正电荷 D不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 答案：D,题组2,对应考点2,4如图 711 所示，两个完全相同的绝缘金属壳 a、b 的半径为 R，质量为 m，两球心之间的距离为 l3R.若使它们 带上等量的异种电荷，电荷量为 q，那么两球之间的万有引力,F引、库仑力 F库分别为(,),图 711,解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，而均 匀的球体可将其质量集中在球心考虑；库仑定律适用于点电荷， 两球壳带等量异种电荷，但由于电荷间的相互作用力使其电荷 集中在两球壳的内侧，它们之间距离小于l，故此时的库仑力大 于电荷集中在球心时的库仑力,答案：D,5(双选)两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之 比为 17，在真空中相距为 r，把它们接触后再放回原处，则,它们间的静电力可能为原来的(,),A.,4 7,B.,3 7,C.,9 7,D.,16 7,答案：CD,题组3,对应考点3,6关于电场，下列说法中正确的是(,),A电场是电荷周围空间实际存在的物质 B电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型 C电荷周围分布的电场线就是电场 D电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的 答案：A,7下列说法正确的是(,),电荷的电荷量成正比 C根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分 电场的场强 D电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹,解析：电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关，而由 场源电荷及研究点在场中的位置决定对于点电荷形成的电场， 确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比，故A 错误、 B正确电场强度是矢量，合场强由平行四边形法则确定，作 为合场强的平行四边形的对角线不一定比作为分场强的平行四 边形的邻边长，C错误只有当电场线是直线，带电粒子只在 电场力的作用下，电荷的初速度为零或初速度方向与电场线重 合时，电荷的运动轨迹才会与电场线重合，故D 错误,答案：B,8如图 712 所示，以 O 点为圆心、r 为半径的圆与坐 标轴的交点分别为 a、b、c、d，空间有与 x 轴正方向相同的匀 强电场 E，同时在 O 点固定一个电荷量为Q 的点电荷，如果 把一个带电量为q 的试探电荷放在 c 点，则恰好平衡，那么 匀强电场的场强为多少？a、b 两点的实际场强为多少？,图 712,解：图示空间有匀强电场和点电荷形成的电场，任何一点 的场强都是这两个电场在该处场强的合场强由带电荷量为q 正点电荷形成的电场场强方向从圆心沿半径方向向外，故 在a 点，点电荷场强方向沿x 轴正方向；在d 点，点电荷场强 方向沿 y 轴的正方向,题组4,对应考点4,9关于电场线，下述说法中正确的是(,),A电场线是客观存在的 B电场线与电荷运动的轨迹是一致的 C电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可 以不同 D沿电场线方向，场强一定越来越大,解析：电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假 想线，A 选项错误正电荷在电场中受的电场力方向与该点切 线方向相同，而负电荷所受电场力与该点切线方向相反，选项 C 正确场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关，D 选项错误,答案：C,10如下列图所示，正电荷 q 在电场力作用下由 p 向 Q 做 加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电,场是图中哪一个(,),解析：带电体在电场中做加速运动，其电场力方向与加速 度方向相同，加速度越来越大，电荷所受电场力应越来越大， 电量不变，电场力FEq，应是E 越来越大电场线描述电场 强度分布的方法是：电场线密度越大，表示场强越大沿PQ 方向，电场线密度增大的情况才符合本题的条件,答案：D,热点,电场力的性质,【例题】(双选，2011 年广东卷)图 713 为静电除尘器 除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场 力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的下列表述,正确的是(,),图 713,A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与 电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃 所受电场力越大,解析：由于集尘极与电源正极连接，电场方向由集尘板指 向放电极，B 正确尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积， 说明尘埃带负电荷，A 错误负电荷在电场中受电场力的方向 与电场方向相反，C 错误根据FqE 可得，D 正确,答案：BD,1(2011 年汕头检测)如图 714，点电荷A 和B，分别 带正电和负电，电量分别为4Q 和 Q.在AB连线上，电场强度,为零的地方在(,),图 714,BB 左侧 DA 的右侧及 B 的左侧,AA 和 B 之间 CA 右侧 答案：B,2(2009 年浙江卷)如图 715 所示，在光滑绝缘水平面 上放置 3 个电荷量均为 q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系 数均为 k0 的轻质弹簧绝缘连接当 3 个小球处在静止状态时， 每根弹簧长度为 l.已知静电力常量为 k，若不考虑弹簧的静电感,应，则每根弹簧的原长为(,),图 715,答案：C,易错点,库仑定律的运用,【例题】如图 716 所示，真空中A、B 两个点电荷的 电荷量分别为Q 和q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间 用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为 x0.若弹,簧发生的均是弹性形变，则(,),图 716,A保持Q 不变，将 q 变为 2q，平衡时弹簧的伸长量等于 2x0 B保持q 不变，将 Q 变为 2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0 C保持Q 不变，将 q 变为q，平衡时弹簧的缩短量等于x0 D保持q 不变, 将 Q 变为Q, 平衡时弹簧的缩短量小于x0 错解分析：A、B 选项中，某电荷量变为原来的两倍则库仑 力变为原来的两倍，要平衡则弹力变为原来的两倍，即弹簧的 伸长量等于2x0 错选A.C、D 两项中，电荷变为负后是引力，如 果两电荷间距离不变库仑力大小不变，弹力等于电场力，只是 弹簧是变压缩，缩短量等于x0，错选C 项错误的原因是弹簧 伸长或缩短时两电荷间的距离都变化，库仑力也会变化,正确解析：A、B 选项中，某电荷量变为原来的两倍，要平衡 则弹力变为原来的两倍，即弹簧的伸长量等于2x0，但弹簧伸长， 电荷间距离变大，库仑力比原来的两倍小，所以伸长量小于2x0， B 正确C、D 两项中，电荷变为负后是引力，如果两电荷间距离 不变，则库仑力大小不变，弹力等于电场力但由于两电荷间距 离变小，库仑力变大，压缩量应变大，所以C、D 两项都错误 列式求解为：设弹簧的原长为l，Q 和q 间的库仑力为F,指点迷津：在运用库仑定律时要注意： (1)库仑定律只适用于真空中的点电荷；,(2)在电荷间距离不变的情况下库仑力与电荷量的乘积成,正比,题中电荷量变化时往往距离随之变化，所以在解题时要注,意审清题意,1(2010 年广州二模)用两根等长的细线各悬一个小球，并 挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相 距 L 而平衡，如图 717 所示若使它们的带电量都减少一,半，待它们重新平衡后，两球间距离(,),图 717,A大于,L 2,B等于,L 2,C小于,L 2,D等于 L,答案：A,1(双选，2011 年全国卷改编)通常一次闪电过程历时约 0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成每个闪击持续时 间仅 4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某 一次闪电前云地之间的电势差约为 1.0109 V，云地间距离约 为 1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C，闪 击持续时间约为 60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的根,据以上数据，下列判断正确的是( ),A闪电电流的瞬时值可达到 1105 A B整个闪电过程的平均功率约为 11014 W,C闪电前云地间的电场强度约为 1105 V/m D整个闪电过程向外释放的能量约为 6106 J,答案：AB,2(2011 年新课标卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下 沿曲线 abc 从 a 运动到 c，已知质点的速率是递减的关于 b 点电场强度 E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在,b 点的切线)(,),解析：负电荷所受电场力方向与速度夹角大于90，指向曲 线的凹侧，场强方向与负电荷受力方向相反，D正确 答案：D,3(2011 年海南卷)三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于 绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球 1 的带电 量为 q，球 2 的带电量为 nq，球 3 不带电且离球 1 和球 2 很远， 此时球 1、2 之间作用力的大小为 F.现使球 3 先与球 2 接触，再 与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时球 1、2 之间作用力的,大小仍为 F，方向不变由此可知(,),An3 Cn5,Bn4 Dn6,答案：D,4(2011 年