（新课标）高考物理一轮总复习第七章第一讲电场力的性质教案.docx

第一讲电场力的性质小题快练1判断题(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍( )(2)点电荷和电场线都是客观存在的( )(3)根据Fk，当r0时，F.( )(4)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比( )(5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向( )(6)真空中点电荷的电场强度表达式E中，Q就是产生电场的点电荷( )(7)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同( )(8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向( )2关于电场强度的概念，下列说法正确的是( C )A由E可知，某电场的电场强度E与q成反比，与F成正比B正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点电场强度方向与放入试探电荷的正负有关C电场中某一点的电场强度与放入该点的试探电荷的正负无关D电场中某一点不放试探电荷时，该点电场强度等于零3(2015浙江卷)如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属板中间，则( D )A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞4(2017海南卷)关于静电场的电场线，下列说法正确的是( C )A电场强度较大的地方电场线一定较疏B沿电场线方向，电场强度一定越来越小C沿电场线方向，电势一定越来越低D电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹考点一库仑力作用下的平衡问题 (自主学习)1解决平衡问题应注意三点(1)明确库仑定律的适用条件；(2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律；(3)进行受力分析，灵活应用平衡条件2在同一直线上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电场强度为零，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11.两个点电荷平衡(多选)(2016浙江卷)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m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，平衡时距离为0.12 m已测得每个小球质量是8.0104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，则()A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.0102 NCB球所带的电荷量为4108 CDA、B两球连线中点处的电场强度为0答案：ACD12. 三个点电荷平衡如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，带电荷量分别为QA、QB，左边放一个带正电的固定球，固定球带电荷量Q时，两悬线都保持竖直方向，小球A与固定球的距离等于小球A与小球B的距离下列说法中正确的是()AA球带正电，B球带正电，QQACA球带负电，B球带负电，Q|QA|答案：D13.动态平衡问题(多选)如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OAOB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d.为使平衡时A、B间距离减为，可采用以下哪些方法()A将小球A、B的质量都增大到原来的2倍B将小球B的质量增大到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍解析：如图所示，B受重力、丝线的拉力及库仑力，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等、方向相反，由几何关系可知，而库仑力F，即，mgd3kQAQBL，d，要使d变为，可以将小球B的质量增大到原来的8倍而保证上式成立，故B正确；或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增大到原来的2倍，也可保证等式成立，故D正确答案：BD考点二电场强度的叠加与计算 (自主学习)1电场强度三个表达式的比较EEkE公式意义电场强度定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场真空点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定，d为沿电场方向的距离相同点矢量，遵守平行四边形定则单位：1 N/C1 V/m2.电场强度的叠加(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和(2)运算法则：平行四边形定则3计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成法(2)平衡条件求解法(3)对称法(4)补偿法(5)等效法(6)微元法21. 合成法一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的电场强度为E，把细线分成等长的圆弧，则圆弧在圆心O处产生的电场强度为()AE B C. D答案：B22.补偿法 (2018石家庄质检)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为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A.E BC.E DE解析：左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷量为2q的整个球面的电场和带电荷量q的右半球面的电场的合电场，则EE，E为带电荷量q的右半球面在M点产生的场强大小带电荷量q的右半球面在M点的场强大小与带正电荷量为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则ENEEE，则A正确答案：A23. 对称法如图所示，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()AE BEC2E D4E答案：C24. 微元法如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OPL，试求P点的场强解析：将带电圆环等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷先根据库仑定律求出每个微元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强设想将圆环看成由n个小段组成，当n相当大时，每一小段都可以看成点电荷，其所带电荷量Q，由点电荷场强公式可求得每一小段带电体在P处产生的场强为E.由对称性知，各小段带电体在P处场强E的垂直于中心轴的分量Ey相互抵消，而其轴向分量Ex之和即为带电环在P处的场强EP，EPnExnkcos k.答案：k考点三电场线的理解与应用 (自主学习)1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2六种典型电场的电场线3两种等量点电荷的电场31.非匀强电场(多选)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是()Ac点电场强度大于b点电场强度Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小答案：BD32.两个点电荷形成的电场如图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()A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CD、C两点的电场强度一定相等DC点的电场强度比D点的电场强度小答案：A33.三个点电荷形成的电场(多选)(2015江苏卷)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()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低答案：ACD1. (2018抚顺期中)如图所示带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一电子，若电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动，则此后电子将( C )A做匀速直线运动B做匀减速直线运动C以圆心为平衡位置振动D以上选项均不对解析：由场强叠加原理易知，把带电圆环视作由无数个点电荷组成，则圆环中心处的场强为0，沿v0方向所在直线的无穷远处场强也为0，故沿v0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大从O点沿v0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右再由对称性知，沿v0方向所在直线上的O点左方也必有一点场强最大，无穷远处场强为零，方向处处向左故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将向右减速至零，再向左运动，当运动到O点处时，速度大小仍为v0，并向左继续运动至速度也为零(这点与O点右方的速度为零处关于O点对称)，然后往复运动在整个运动过程中，F电是个变力，故加速度也是变化的故选C.2.A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其vt图象如图所示则该电场的电场线分布可能是下列选项中的( D )A B C D3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( A )AE0BC. D04如图所示，三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为OaObEBD|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EBEA，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10如图所示，带电体P、Q可视为点电荷，电荷量相同倾角为，质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上，当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，则下列说法正确的是( D )AP、Q所带电荷量为 BP对斜面的压力为0C斜面体受到地面的摩擦力为0D斜面体对地面的压力为(Mm)g11(2017北京卷)如图所示，长l1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37.已知小球所带电荷量q1.0106 C，匀强电场的场强E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求： (1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小解析：(1)根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为FqE1.01063.0103 N3.0103 N.(2)小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态，如图所示 根据几何关系有tan 37，得m4.0104 kg.(3)撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有mgl(1cos 37)mv2得v2.0 m/s.答案：(1)3.0103 N(2)4.0104 kg(3)2.0 m/s12. (2018唐山模拟)如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠，液珠开始运动的瞬间加速度大小为(g为重力加速度)已知静电力常量