高考物理新一轮复习（热点视角+对点自测+讲练互动）第六章第一节 电场力的性质课件 新人教版.ppt

第六章静电场 2015高考导航 第一节电场力的性质 一 电荷和电荷守恒定律1 电荷 1 元电荷 电荷量为e 的电荷叫做元电荷 质子和电子均带元电荷电荷量 2 点电荷 对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷 1 60 10 19c 形状和大小 2 电荷守恒定律 1 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 摩擦起电 接触起电 感应起电 3 带电实质 物体带电的实质是 特别提示 当完全相同的带电金属球相接触时 同种电荷电量平均分配 异种电荷先中和后平分 转移 转移 不变 电子得失 二 库仑定律1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成 与它们的 成反比 作用力的方向在它们的连线上 2 公式 式中的k 9 0 109n m2 c2 叫做静电力常量 3 适用条件 1 2 真空中 特别提示 当两带电体离得较近时 它们不能视为点电荷 库仑定律不再适用 但它们之间仍存在库仑力 距离的二次方 正比 点电荷 电场力f 电荷量q 正电荷 2 点电荷场强的计算式 1 公式 设在场源点电荷q形成的电场中 与q相距r点的场强e 2 适用条件 真空中的 形成的电场 3 匀强电场 各点场强的大小和方向都相同的电场 公式e 四 电场线及特点1 电场线 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线 曲线上每点的 方向表示该点的电场强度方向 点电荷 切线 2 电场线的特点 1 电场线从 或无限远处出发终止于 或无限远处 2 电场线不相交 3 在同一电场里 电场线越密的地方场强越大 3 几种典型的电场线 如图所示 负电荷 正电荷 1 1 多选 用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b 使之接触起电 以下说法正确的是 a 在此接触起电过程中 玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b上转移b 在此接触起电过程中 玻璃棒b上的电子向玻璃棒a上转移c 在此接触起电过程中 它们的电荷的代数和不变d 此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律 bc 1 2 多选 2012 高考浙江卷 用金属箔做成一个不带电的圆环 放在干燥的绝缘桌面上 小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后 将笔套自上而下慢慢靠近圆环 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 如图所示 对上述现象的判断与分析 下列说法正确的是 a 摩擦使笔套带电b 笔套靠近圆环时 圆环上 下部感应出异号电荷c 圆环被吸引到笔套的过程中 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力d 笔套碰到圆环后 笔套所带的电荷立刻被全部中和 abc a 3 1 单选 2014 广州模拟 当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时 测得该点的电场强度为e 若在同一点放入电荷量为q 2q的负试探电荷时 测得该点的电场强度 a 大小为2e 方向与e相同b 大小为2e 方向与e相反c 大小为e 方向与e相同d 大小为e 方向与e相反 c 3 2 单选 2012 高考江苏卷 真空中a b两点与点电荷q的距离分别为r和3r 则a b两点的电场强度大小之比为 a 3 1b 1 3c 9 1d 1 9 c 4 1 多选 如图是某静电场的一部分电场线分布情况 下列说法中正确的是 a 这个电场可能是负点电荷的电场b a点的电场强度大于b点的电场强度c a b两点的电场强度方向不相同d 负电荷在b点处受到的电场力的方向沿b点切线方向 bc 4 2 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场 如图所示为点电荷a b所形成电场的电场线分布图 以下几种说法中正确的是 a a b为异种电荷 a的电荷量大于b的电荷量b a b为异种电荷 a的电荷量小于b的电荷量c a b为同种电荷 a的电荷量大于b的电荷量d a b为同种电荷 a的电荷量小于b的电荷量 b 库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷 点电荷是一种理想化的物理模型 当带电体间的距离远大于带电体的自身大小时 可以视其为点电荷而适用库仑定律 否则不能适用 对库仑定律的理解和应用 单选 如图所示 两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b 其壳层的厚度和质量分布均匀 将它们固定于绝缘支座上 两球心间的距离l为球半径的3倍 若使它们带上等量异种电荷 使其电荷量的绝对值均为q 那么关于a b两球之间的万有引力f引和库仑力f库的表达式正确的是 d 思路点拨 两球壳质量分布均匀 可以认为质量集中在何处 能否等效为电荷集中在球心 尝试解答 c 1 粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧 由此判断电场的方向或粒子的电性 2 由电场线的疏密情况判断带电粒子的受力大小及加速度大小 3 由功能关系判断速度变化 如果带电粒子在运动中仅受电场力作用 则粒子电势能与动能的总量不变 电场力做正功 动能增大 电势能减小 电场线与带电粒子的运动轨迹分析 多选 如图所示 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到电场力作用 根据此图可以作出的正确判断是 a 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 bcd 思路点拨 电场线方向 粒子电性未知 能判断电场力方向吗 依据是什么 a b两点的场强大小有什么关系 根据什么知识可判断va vb关系 尝试解答 方法总结 求解这类问题主要把握以下三个基本环节 1 轨迹弯曲与受力方向的关系 2 受力方向 运动情况与做功的关系 3 做功情况与功能变化的关系 如果所给情景在某个环节上不确定 如电荷的正 负未知 则可分类讨论 或作出假设 在此基础上进行综合分析 推理 2 单选 一负电荷从电场中a点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到b点 它运动的v t图象如图所示 则a b两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的 c 解析 由v t图可知负电荷在电场中做加速度越来越大的加速运动 故电场线应由b指向a且a到b场强变大 电场线变密 选项c正确 解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同 只不过是多了静电力而已 2013 高考新课标全国卷 改编 如图 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 求匀强电场场强的大小和c球的电量 静电力作用下的平衡问题 课堂笔记 延伸总结 1 解决静电力作用下的平衡问题 首先应确定研究对象 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 2 电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关 库仑力大小随距离变化而变化 c 解决力 电综合问题的一般思路 带电体的力电综合问题 2014 福州模拟 如图所示 光滑绝缘的细圆管弯成半径为r的半圆形 固定在竖直面内 管口b c的连线是水平直径 现有一带正电小球 可视为质点 从b点正上方的a点自由下落 a b两点间距离为4r 从小球进入管口开始 整个空间中突然加上一个匀强电场 电场力在竖直方向上的分力大小与重力大小相等 结果小球从管口c处脱离圆管后 其运动轨迹最后经过a点 设小球运动过程中带电量没有改变 重力加速度为g 求 1 小球到达b点时的速度大小 2 小球受到的电场力的大小和方向 3 小球经过管口c处时对圆管壁的压力 思路点拨 1 电场力的竖直分力fy mg 方向向上还是向下 小球受到的场力的合力等于什么 2 小球经过a点 说明fx向左还是向右 从c a小球做什么运动 课堂笔记 总结提升 运动与受力的几个关系 1 物体保持静止 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合一定沿速度方向 3 做曲线运动 f合 0 且f合总指向曲线凹的一侧 4 加速运动 f合与v夹角 0 90 减速运动 90 180 5 匀变速运动 f合 恒量 bc 范例如图所示 位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷a b c d 四个点电荷的带电量均为q 其中点电荷a c带正电 点电荷b d带负电 试确定过正方形中心o并与正方形垂直的直线上到o点距离为x的p点处的电场强度 用对称法处理场强叠加问题 思路点拨 a b c d对于p点具有空间对称性 a c电性 电量相同 为等量同号电荷 b d也为等量同号电荷 根据对称性特点 可求p点的合场强 解析 p点是a c连线中垂线上的一点 故a c两电荷在p点的合场强e1方向为