高考物理 61 电场力的性质描述课件 新人教版.ppt

第1讲电场力的性质描述 1 物质的电结构构成物质的原子本身包括 的质子和的中子构成 核外有的电子 整个原子对外界表现为 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 带正电 不带电 原子核 带负电 较远位置 电中性 1 60 10 19c 整数倍 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 转移 保持不变 摩擦起电 接触起电 得失电子 针对训练 1 把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离 发现两球间相互排斥 则这两个金属小球原来的带电情况不可能是 a 两球原来带有等量异种电荷b 两球原来带有同种电荷c 两球原来带有不等量异种电荷d 两球中原来只有一个带电 解析 根据同种电荷相斥 异种电荷相吸 两个相同的小球接触后电荷量平均分配规律可知 应选a 答案 a 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 2 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 跟它们的电荷量的乘积成 跟它们的距离的二次方成 作用力的方向在它们的上 2 公式 f 其中比例系数k叫做静电力常量 k 9 0 109n m2 c2 3 适用条件 形状 大小 正比 反比 连线 真空中 点电荷 针对训练 2 2012 上海高考 a b c三点在同一直线上 ab bc 1 2 b点位于a c之间 在b处固定一电荷量为q的点电荷 当在a处放一电荷量为 q的点电荷时 它所受到的电场力为f 移去a处电荷 在c处放一电荷量为 2q的点电荷 其所受电场力为 a f 2b f 2c fd f 答案 b 1 电场基本性质 对放入其中的电荷有 2 电场强度 1 定义式 e 适用于 是矢量 单位 n c或 2 点电荷的场强 e 适用于计算中的点电荷产生的电场 3 方向 规定在电场中某点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 电场力的作用 任何电场 v m 真空 正电荷 所受电场力 矢量和 3 电场线 1 特点 电场线从或无限远处出发 终止于无限远处 电场线在电场中 在同一电场里 电场线的地方场强越大 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 或负电荷 不相交 越密 场强方向 降低 相互垂直 2 几种典型电场的电场线 3 有一负电荷自电场中的a点自由释放 只受电场力作用 沿电场线运动到b点 它运动的速度图象如图6 1 2所示 则a b所在电场区域的电场线分布可能是选项图中的 解析 由v t图象可知 负电荷的a和v均增加 故eb ea b点的电场线比a点的密 且电场力与v同向 e与v反向 应选b 答案 b 1 场强公式 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为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和 2 计算法则 平行四边形定则 答案 a 解析 1 2011 重庆高考 如图6 1 5所示 电量为 q和 q的点电荷分别位于正方体的顶点 正方体范围内电场强度为零的点有 a 体中心 各面中心和各边中点b 体中心和各边中点c 各面中心和各边中点d 体中心和各面中心 答案 d 1 电场线的作用 1 表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致 2 比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小即电场的强弱 同一幅图中 电场线越密的地方场强越强 电场线越疏的地方场强越弱 3 判断电势的高低在静电场中 顺着电场线的方向电势越来越低 2 等量点电荷的电场线比较 3 电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义 一般情况下 带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合 只有同时满足以下三个条件时 两者才会重合 1 电场线为直线 2 电荷初速度为零或速度方向与电场线平行 3 电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行 2010 山东高考改编 某电场的电场线分布如图6 1 6所示 以下说法正确的是 a c点场强大于b点场强b a点电势低于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 解析 电场线越密的地方电场强度越大 ec eb 故a错 沿着电场线的方向 电势是逐渐降低的 a b b错 将试探电荷 q由a点释放 它将沿电场线的切线方向运动而不是沿电场线运动 故c错 在原电场中 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 电场力做正功 在d点再固定一点电荷 q 将一试探电荷 q由a移到b的过程中 电场力也做正功 所以在合电场中 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 根据电场力做功和电势能的关系可知 电势能将减小 d正确 答案 d 2 如图6 1 7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 产生电场的电荷一定是等量异种电荷 a正确 b不正确 d c两点电场线的密度不同 d c两点的电场强度不同 c不正确 c点电场线的密度大 电场强度大 d不正确 答案 a 2 运动反映受力情况 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合一定与运动方向共线 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 如图6 1 8所示 质量均为m的三个带电小球a b c放置在光滑绝缘的水平面上 已知a与b间 b与c间和c与a间的距离均为l a球带电荷量qa q b球带电荷量qb q 若在小球c上加一方向水平向右 大小未知的恒力f 恰好使a b c三小球保持相对静止 求 1 c球所带电荷量qc 2 外力f的大小 潜点探究 1 a b c三球等质量且等间距放置 a b带电同性 必排斥 欲使三球保持相对静止 c电性必与a b相异 且f大小适度 三者同步运动 2 a b c三者同步运动 可考虑用整体法和隔离法交替使用 即学即用 3 2013届黄山模拟 如图6 1 9所示 光滑绝缘细杆与水平面成 角固定 杆上套有一带正电小球 质量为m 带电量为q 为使小球静止在杆上 可加一匀强电场 所加电场的场强满足什么条件时 小球可在杆上保持静止 a 垂直于杆斜向上 场强大小为mgcos qb 竖直向上 场强大小为mg qc 垂直于杆斜向上 场强大小为mgsin qd 水平向右 场强大小为mgcot q 解析 若所加电场的场强垂直于杆斜向上 对小球受力分析可知 其受到竖直向下的重力 垂直于杆斜向上的电场力和垂直于杆方向的支持力 在这三个力的作用下 小球沿杆方向上不可能平衡 选项a c错误 若所加电场的场强竖直向上 对小球受力分析可知 当e mg q时 电场力与重力等大反向 小球可在杆上保持静止 选项b正确 若所加电场的场强水平向右 对小球受力分析可知 其共受到三个力的作用 假设小球此时能够静止 则根据平衡条件可得eq mgtan 所以e mgtan q 选项d错误 本题答案为b 答案 b 起电原理的考查1 2012 浙江高考 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 将笔套自上向下慢慢靠近圆环 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 如图6 1 10所示 对上述现象的判断与分析 下列说法错误的是 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 解析 笔套与头发摩擦后 能够吸引圆环 说明笔套上带了电荷 即摩擦使笔套带电 选项a正确 笔套靠近圆环时 由于静电感应 会使圆环上 下部感应出异号电荷 选项b正确 圆环被吸引到笔套的过程中 是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力 故选项c正确 笔套接触到圆环后 笔套上的部分电荷转移到圆环上 使圆环带上相同性质的电荷 选项d错误 答案 d 库仑定律与电荷守恒定律2 2011 海南高考 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1 2之间作用力的大小仍为f 方向不变 由此可知 a n 3b n 4c n 5d n 6 答案 d 等量异种电荷电场分布特点3 用电场线能很直观 很方便地比较电场中各点的强弱 如图6 1 11甲是等量异种点电荷形成电场的电场线 图乙是场中的一些点 o是电荷连线的中点 e f是连线中垂线上相对o对称的两点 b c和a d也相对o对称 则 a b c两点场强大小相等 方向相反b a d两点场强大小相等 方向相反c e o f三点比较 o的场强最强d b o c三点比较 o点场强最弱 解析 由对称性可知 b c两点场强大小和方向均相同 a错误 a d两点场强大小相同 方向也相同 b错误 在两电荷连线的中垂线上 o点场强最强 在两点电荷连线上 o点场强最弱