（人教通用版）2020高考物理第7章第1讲电场力的性质课件.pptx

静电场,第 七 章,考 试 说 明,第1讲 电场力的性质,知识梳理自测,1两种电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒带_电，丝绸摩擦过的玻璃棒带_电。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电的物体能吸引轻小物体。 2元电荷 最小的电荷量，其值为e_。 其他带电体的电荷量皆为元电荷的_倍。,知识点1,电荷守恒定律,负,正,1.601019C,整数,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转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量_。 (2)起电方式：_、_、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是_。,转移,保持不变,摩擦起电,接触起电,得失电子,1点电荷 是一种理想化的物理模型，当带电体本身的_和_对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。,知识点2,库仑定律,形状,大小,2库仑定律,1电场 基本性质：对放入其中的电荷产生_的作用。 2电场强度 (1)定义式：E_，适用于_，是矢量。单位：N/C或_。 (2)点电荷的电场强度：E_，适用于计算_中的点电荷产生的电场。,知识点3,电场强度及电场线,力,任何电场,V/m,真空,(3)方向：规定_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_。,正电荷,矢量和,3电场线 (1)电场线是为了形象地描述电场而引入的，是假想的、客观不存在的，它有以下特点： 电场线从_或无限远处出发，终止于无限远处或_； 电场线在电场中不相交； 在同一电场里，电场线_的地方电场强度越大； 电场线上某点的切线方向表示该点的_； 沿电场线方向电势逐渐_； 电场线和等势面在相交处_。,正电荷,负电荷,越密,电场强度方向,降低,相互垂直,(2)几种典型电场的电场线,答案 (1)平分 (2)不能，能。 (3)带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度决定。带电粒子在电场力作用下满足下列条件，轨迹才能与电场线重合。 电场线是直线。 带电粒子的初速度为零或不为零但速度方向与电场线平行。 带电粒子仅受电场力作用或所受合外力的方向和电场线平行。,思维诊断： (1)只有体积足够小的带电体才能看成点电荷，大的带电体不能看成点电荷。 ( ) (2)任何带电体的带电荷量都是元电荷量的整数倍。 ( ) (3)任意两个带电体间的库仑力都可以用库仑定律计算。 ( ) (4)电场中某点的电场强度与放在该点的电荷所受静电力成正比，与电荷的电荷量成反比。 ( ) (5)当电场线是直线时，只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。 ( ) (6)当电场线是曲线时，初速为零且只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。 ( ), ,C,解析 电场强度与试探电荷所带电荷量以及所受电场力大小无关，只和电场本身的性质有关，A、D错误，C正确；电场中某点电场强度的方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同，与负电荷在该点所受的电场力的方向相反，B错误。,2(多选)如图所示的实验装置为库仑扭秤。细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，便可找到力F与距离r和电荷量q的关系。这一实验中用到了下列哪些方法( ) A微小量放大法 B极限法 C控制变量法 D逐差法,AC,解析 当小球C靠近小球A时，库仑力使悬丝扭转较小的角度，通过悬丝上的小镜子反射光线放大，能比较准确地测出转动角度。同时体现了控制变量法，即分别控制q和r不变，研究库仑力F与r和q的关系，故A、C正确。,A,核心考点突破,特别提醒：不可由r0时，得出F的结论，虽然从数学角度成立，但从物理角度分析，当r0时，两带电体不能视为点电荷，公式已不适用。,库仑定律及库仑力作用下的平衡,考点一,(多选)如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则 ( ),例 1,AC,类题演练 1 ,D,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，两球壳可看作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。,(2018山东师大附中诊断)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 解析 要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确。,类题演练 2 ,C,1场强公式的比较,电场强度的理解及应用,考点二,2电场的叠加 (1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独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等量同种和等量异种电荷的电场强度的比较,4电场线的应用,例 2,AB,类题演练 3 ,A,利用微元法求场强 如图所示，均匀带正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。,类题演练 4 ,类题演练 5 ,C,1解答思路,带电体的力电综合问题,考点三,2运动情况反映受力情况 (1)物体静止(保持)：F合0。 (2)做直线运动 匀速直线运动：F合0。 变速直线运动：F合0，且F合与速度方向总是一致。 (3)做曲线运动：F合0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧。 (4)F合与v的夹角为，加速运动：090；减速运动；90180。 (5)匀变速运动：F合恒量。,例 3,(1)绝缘板A加速和减速的加速度大小分别为多大？ (2)滑块B最后停在离出发点水平距离为多大处？,解题导思：(1)开始时A、B能保持相对静止，说明电场力_最大静摩擦力，此时B对A的压力_mg。 (2)B相对于A滑动，说明电场力_静摩擦力，此时B对A的压力_mg。说明绝缘板A向上做_。,小于,等于,大于,小于,匀减速运动,答案 (1)1.25m/s2 5m/s2 (2)0.04m,规律总结： 分析力、电综合的问题的三种途径 (1)建立物体受力图景。 弄清物理情境，选定研究对象。 对研究对象按顺序进行受力分析，画出受力图。 应用力学规律进行归类建模。 (2)建立能量转化图景：各种不同的能量之间相互转化时，遵守能量守恒定律，运用能量观点，建立能量转化图景是分析解决力、电综合问题的有效途径。 (3)运用等效思维法构建物理模型：电场力和重力做功均与路径无关，在同一问题中可将它们合成一个等效重力，从而使问题简化。在对物理过程分析的基础上构建相应的物理模型，是一种科学的思维方法。,(2018四川成都一诊)(多选)如图所示，绝缘材料制成的半径为R的内壁光滑圆轨道，竖直放置在水平地面上且左右恰被光滑挡板挡住，圆心O点固定着电荷量为Q的场源点电荷。一电荷量为q、可视为质点的带电小球沿轨道内壁做圆周运动，当小球运动到最高点A时，地面对轨道的弹力恰好为零。若轨道与小球的质量均为m，Qq0，忽略小球的电荷对Q形成的电场的影响，重力加速度为g，静电力常量为k。下列说法中正确的是( ),类题演练 6 ,BD,阶段培优微专题,电场线 带电粒子运动轨迹判断 1判断速度方向：带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。 2判断电场力(或场强)的方向：带电粒子所受电场力方向(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正、负判断场强的方向。 3判断电场力做功的正、负及电势能的增、减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减小；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。,(2018河南郑州模拟)某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是( ) A粒子必定带正电荷 B该静电场一定是孤立正电荷产生的 C粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D粒子在M点的速度大于它在N点的速度,例 4,C,解题导思：(1)在不知道电场线方向的情况下，能否由粒子轨迹的弯曲方向确定电场力的方向？ (2)根据电场力的方向，结合电场线的分布能否判断粒子的电性？ (3)由电场线的分布特点，能否分析粒子加速度的大小变化？ 答案 (1)能，电场力指向轨迹的凹侧。 (2)不能，因为电场的方向不知道。 (3)能，在电场线密集处加速度大，在电场线稀疏处加速度小。,解析 带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，因不知电场线的方向，粒子的电性无法确定，所以A错误；电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，所以B错误；N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，所以C正确；因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增大，所以D错误。,规律总结： 电场线与轨迹问题判断方法 (1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况。 (2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况。,(2016全国卷)如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动。运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则( ) Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcva Cabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb,类题演练 7 ,D,2年高考模拟,D,AC,3(2