高考物理大一轮复习 6.1电场的力的性质课件 新人教版.ppt

第六章静电场 高三物理一轮复习 考点一静电现象及电荷守恒定律 考点二库仑定律的理解及应用 考点三电场强度的叠加与计算 考点 第六章静电场 高三物理一轮复习 第1节电场的力的性质 考点四电场线的理解及应用 解析 答案 基础自测 c 2 对电场强度的理解 下列说法中正确的是 基础自测 解析 答案 b 3 对电场线的理解及应用 多选 如右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 电场线呈汇聚状 不是直线 因此不可能是孤立的负电荷形成的电场 故a错 电场线的疏密代表场强的大小 电场线切线方向代表场强的方向 故b c正确 负电荷的受力方向与场强的方向相反 故d错误 基础自测 解析 答案 图片显 隐 bc 基础自测 解析 答案 图片显 隐 c 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 2 电荷守恒定律 1 起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 2 带电实质 物体带电的实质是 教材梳理 1 6 10 19c 形状和大小 电子得失 3 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 在转移过程中 电荷的总量保持 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 教材梳理 转移 转移 不变 正比 距离的二次方 点电荷 三 电场强度1 电场强度 1 意义 描述电场强弱和方向的物理量 2 定义 放入电场中某点的电荷所受的 跟它的 的比值 4 方向 在该点的受力方向 是矢量 5 决定因素 电场强度取决于电场本身 与q无关 教材梳理 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 教材梳理 点电荷 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 疏密程度表示电场强度大小 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 教材梳理 切线 正电荷 负电荷 3 几种典型电场的电场线 教材梳理 1 使物体带电的三种方式及其实质摩擦起电 感应起电和接触带电是使物体带电的三种方式 它们的实质都是电荷的转移 而电荷转移的原因是同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 2 验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔 用金属丝挂在一根导体棒的下端 棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出 如图甲所示 如果把金属箔换成指针 并用金属做外壳 这样的验电器又叫静电计 如图乙所示 注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的 不管是静电计的指针还是验电器的箔片 它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥 考点一静电现象及电荷守恒定律 考点阐释 考点阐释 考点一静电现象及电荷守恒定律 题组一对起电方式的理解1 使带电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的箔片张开 下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况 其中正确的是 题组设计 解析 答案 b 考点一静电现象及电荷守恒定律 由于静电感应 当带电的金属球靠近不带电的验电器时 验电器达到静电平衡 近端 靠近金属球端 感应出异种电荷 远端 金属箔片 感应出同种电荷 只有b正确 题组二电荷守恒定律的理解及应用2 2015 济南高三质检 3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 题组设计 解析 答案 d 考点一静电现象及电荷守恒定律 又由题意知f f 联立 式 解得n 6 d正确 题组设计 解析 考点一静电现象及电荷守恒定律 电荷守恒定律理解中的三点注意 1 无论是哪种起电方式 其本质都是将正 负电荷分开 使电荷发生转移 并不是创造电荷 2 在任何物理过程中 各个物体的电荷量可以改变 但所有物体电荷量的代数和是守恒的 3 电荷量的分配满足一定规律 当完全相同的两个带电金属球相接触时 同种电荷电荷量平均分配 异种电荷电荷量先中和 后平分 规律总结 考点一静电现象及电荷守恒定律 1 对库仑定律的深入理解 2 当两个电荷间的距离r 0时 电荷不能视为点电荷 它们之间的静电力不能认为趋于无限大 考点二库仑定律的理解及应用 考点阐释 2 库仑定律及库仑力的两点注意 2 库仑力具有力的共性 如两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律 考点阐释 考点二库仑定律的理解及应用 题组一库仑定律的理解1 如图所示 两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上 两球面最近距离为r 带等量异种电荷 电荷量为q 电荷只分布在金属球的表面上 两球之间的静电力 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二库仑定律的理解及应用 b 题组二库仑力作用下的平衡问题2 2014 高考浙江卷 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 题组设计 答案 考点二库仑定律的理解及应用 ac 解析 题组设计 考点二库仑定律的理解及应用 3 2015 东北三校二模 如图所示 在一绝缘斜面c上有一带正电的小物体a处于静止状态 现将一带正电的小球b沿以a为圆心的圆弧缓慢地从p点转到a正上方的q点处 已知p a在同一水平线上 且在此过程中物体a和斜面c始终保持静止不动 a b可视为质点 关于此过程 下列说法正确的是 a 物体a受到斜面的支持力先增大后减小b 物体a受到斜面的支持力一直增大c 地面对斜面c的摩擦力先增大后减小d 地面对斜面c的摩擦力先减小后增大 题组设计 答案 图片显 隐 考点二库仑定律的理解及应用 a 解析 分析点电荷平衡问题的方法步骤点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的 只是在原来受力的基础上多了一个电场力 具体步骤如下 规律总结 考点二库仑定律的理解及应用 1 场强的公式 考点三电场强度的叠加与计算 考点阐释 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 考点阐释 考点三电场强度的叠加与计算 题组一对称法的应用1 2013 高考新课标卷 如图 一半径为r的圆盘上均匀分布着电荷量为q的电荷 在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a b d三个点 a和b b和c c和d间的距离均为r 在a点处有一电荷量为q q 0 的固定点电荷 已知b点处的场强为零 则d点处场强的大小为 k为静电力常量 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点三电场强度的叠加与计算 b 题组设计 答案 考点三电场强度的叠加与计算 a 题组设计 解析 考点三电场强度的叠加与计算 求解合场强常用的方法 规律总结 考点三电场强度的叠加与计算 1 电场线的对称性 1 两等量同种点电荷连线及中垂线上关于o点对称的点的电场强度等大反向 2 两等量异种点电荷连线及中垂线上关于o点对称的点的电场强度等大同向 2 电场线的疏密反映电场强度的强弱 可从电场线的分布情况判断电场强度的强弱 3 电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系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 考点四电场线的理解及应用 考点阐释 题组一电场线特点的应用1 如右图为真空中两点电荷a b形成的电场中的一簇电场线 已知该电场线关于虚线对称 o点为a b电荷连线的中点 a b为其连线的中垂线上对称的两点 则下列说法正确的是 a a b可能带等量异号的正 负电荷b a b可能带不等量的正电荷c a b两点处无电场线 故其电场强度可能为零d 同一试探电荷在a b两点处所受电场力大小相等 方向一定相反 根据题图中的电场线分布可知 a b带等量的正电荷 选项a b错误 a b两点处虽然没有画电场线 但其电场强度一定不为零 选项c错误 由图可知 a b两点处电场强度大小相等 方向相反 同一试探电荷在a b两点处所受电场力大小相等 方向一定相反 选项d正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点四电场线的理解及应用 d 题组二电场线与运动轨迹的综合2 2015 广西四校调研 如图所示 实线表示电场线 虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹 粒子先经过m点 再经过n点 下列说法中正确的有 a 粒子带负电b 粒子在m点的动能大于在n点的动能c 粒子在m点的电势能大于在n点的电势能d 粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力 由粒子的运动轨迹和电场线的方向可判断粒子带正电 a错 粒子从m向n运动 相当于顺着电场线方向运动 粒子又是带正电 则电场力做正功 电势能减小 则epm epn 再由动能定理知 ekm ekn b错 c对 由电场线密的地方场强大可知 em en 又f电 qe 则fn fm d错 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点四电场线的理解及应用 c 电场线的 五点妙用 1 判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场的方向 2 判断电场力的方向 正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同 负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反 3 判断电场强度的大小 定性 电场线密处电场强度大 电场线疏处电场强度小 进而可判断电荷受力大小和加速度的大小 4 判断电势的高低与电势降低的快慢 沿电场线的方向电势逐渐降低 电场强度的方向是电势降低最快的方向 规律总结 考点四电场线的理解及应用 5 确定运动电荷的电性根据带电粒子 只受电场力 的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向 带电粒子所受的电场力指向运动轨迹曲线的凹侧 再结合电场线的方向确定带电粒子的电性 规律总结 考点四电场线的理解及应用 本节课作为静电学的基础 也是高考命题的热点 学习中掌握以下几点 1 一个模型 点电荷是一种理想化模型 可类比力学中质点理解 2 三种起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 3 库仑定律的三点提醒 1 库仑定律仅适用于真空中两个静止点电荷间静电力的计算 空气中也可近似适用 2 计算点电荷间的静电力时 不必将表示电荷q1 q2的带电性质的正 负号代入公式中 名师 微点拨 3 库仑力的方向由两点电荷的电性决定 可按照同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引来确定 5 电场线的三点注意 1 电场是客观存在的物质 电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线 2 电场线不是电荷的运动轨迹 根据电场线的方向能确定电荷的受力方向和加速度方向 不能确定电荷的速度方向和运动轨迹 3 只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况 三电荷平衡模型 模型概述 对由三个自由电荷组成的系统 且它们仅靠彼此间的静电力作用而处于平衡状态 该系统即为三电荷平衡模型 模型特点 1 三点共线 三个点电荷分布在同一直线上 2 两同夹异 正负电荷相互间隔 3 两大夹小 中间电荷的电荷量最小 4 近小远大 中间电荷靠近电荷量较小的电荷 思维建模 两点注意 1 此类题目易误认为只要三个点电荷达到平衡就是 三电荷平衡模型 而没有分析是否满足模型成立的条件 如果三个点电荷已达到平衡 但若其中某个点电荷受到了外力作用 仍不是 三电荷平衡模型 2 原则上对于三个点电荷中的任意两个进行受力分析 列平衡方程 即可使问题得到求解 但选取的两个点电荷不同 往往求解难度不同 要根据不同的题目进行选取