高考物理大一轮复习 第六章 第1讲 库仑定律 电场强度课件.ppt

电场 第六章 第1讲库仑定律电场强度 一 电荷 电荷守恒定律1 元电荷 最小的电荷量 其值为e 所有带电体的电荷量都是元电荷的 其中质子 电子的电荷量与元电荷相同 电子的电荷量q 特别提醒 带电体所带的电荷量是不连续的 任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 1 6 10 19c 整数倍 1 6 10 19c 2 点电荷 1 本身的线度比相互之间的距离 的带电体 2 点电荷是理想化模型 3 电荷守恒定律 1 内容 电荷既不能被创造 也不能消失 只能从物体的一部分 到另一部分 或者从一个物体 到另一个物体 在 的过程中电荷的代数和保持不变 2 起电方法 3 带电实质 物体带电的实质是 4 两个完全相同的导体球相接触后电荷的分配规律 同种电荷总量 异种电荷 后再平均分配 小得多 转移 转移 转移 摩擦起电 感应起电 接触起电 电子的得失 平分 中和 跟踪训练 1 单选 关于点电荷 下列说法正确的是 a 只有体积很小的带电体才能看成点电荷b 体积较大的带电体一定不能被看成点电荷c 当两个带电体的大小和形状对它们之间的相互作用的影响可以忽略时 可看成点电荷d 当带电体带电量很少时 可看成点电荷 答案 c 2 多选 下列说法正确的是 a 把质子或电子叫元电荷b 物体所带的电荷量可以为任意实数c 物体带电 1 60 10 9c 这是因为该物体失去了1 0 1010个电子d 物体所带的电荷量的最小值为1 6 10 19c 答案 cd 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跟它们的 成正比 跟它们之间的 成反比 作用力的方向在它们的连线上 2 表达式 f k 式中k 9 0 109n m2 c2 叫静电力常量 3 适用条件 的 电荷量的乘积 距离的平方 真空中 点电荷 答案 cd 三 电场 电场强度1 电场 电荷周围存在的一种特殊物质 电场对放入其中的电荷有 静止电荷产生的电场称为 2 电场强度 1 物理意义 描述电场的 和 的物理量 2 定义 放入电场中某点的电荷所受的电场力f与它的 的比值 力的作用 静电场 强弱 方向 电荷量 3 定义式 单位 或 4 矢量性 电场强度是矢量 方向与正电荷在该点所受的电场力方向 与负电荷在该点所受的电场力方向 5 唯一性 电场中某点的电场强度是唯一的 由电场本身决定 与检验电荷无关 6 真空中点电荷电场强度的决定式 其中q是形成电场的场源电荷 7 电场的叠加 某点的电场等于各个电荷单独存在时在该点产生的电场的 n c v m 一致 相反 矢量和 答案 d 解析 电场中某点的电场强度只取决于电场本身 与检验电荷无关 选项d正确 四 电场线1 电场线 为了形象地描述电场中各点场强的 和 在电场中画出的一些曲线 曲线上每一点的 都跟该点的场强方向一致 曲线的 表示电场的强弱 电场线不是实际存在的线 而是为了描述电场而假想的线 特别提醒 电场虽然抽象 但实际存在 电场线虽然形象 但实际并不存在 强弱 方向 切线方向 疏密 2 电场线的特点 1 电场线始于 或无穷远 终于负电荷 2 同一电场中 电场线密的地方 电场线疏的地方 3 电场线密的地方等差等势面 等差等势面 的地方电场线也 正电荷 或无穷远 电场强 电场弱 密 疏 疏 4 电场线互不相交 5 电场线和等势面在相交处 6 电场线的方向是电势 的方向 电势降低的方向 电场线的方向 7 切线方向表示该点 的方向 也是 的受力方向 互相垂直 降低 不一定是 场强 正电荷 3 几种典型的电场线 图6 1 1 跟踪训练 5 单选 关于电场线 下列说法正确的是 a 电场线是客观存在的b 电场线与电荷运动的轨迹是一致的c 电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不同d 沿电场线方向 场强一定越来越大 答案 c 解析 电场线不是客观存在的 是为了形象描述电场的假想线 选项a错误 正电荷在电场中所受的电场力方向与该点切线方向相同 而负电荷所受电场力方向与该点切线方向相反 选项c正确 场强大小与场强的方向无关 与电场线方向无关 选项d错误 1 点电荷点电荷是一种理想化的模型 当带电体的形状 大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时 带电体就可以看成点电荷 所以点电荷可以说是 带电的质点 对点电荷和库仑定律的理解 3 两电荷之间的库仑力是作用力和反作用力 遵守牛顿第三定律 即无论q1 q2是否相等 两个电荷之间的静电力一定大小相等 方向相反 4 点电荷受多个点电荷作用时 先分别求出该点电荷受到其他点电荷的作用力 再把这些力按平行四边形定则合成求合力 单选 如图6 1 2所示 一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性良好 内部有两个完全相同的弹性金属小球a和b 带电荷量分别为 9q和 q 两小球从图示位置由静止释放 那么 两小球再次经过图中原静止释放位置时 a球的瞬时加速度为释放时的 图6 1 2 答案a 一题一得 1 释放后完全相同的两金属球接触电荷先中和后均分 2 两小球再次经过原释放位置时 静电力求解可以运用库伦定律 答案 ad 电场强度是描述电场的力的性质的物理量 电场强度e的3个表达式的比较如下表所示 电场强度的理解 单选 2011年重庆卷 如图6 1 3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 图6 1 3 答案d一题一得解答本题时应注意以下两点 1 正方体内各点的场强为8个点电荷产生场强的合场强 2 应用对称性确定各点的合场强 单选 2015年肇庆模拟 ab和cd为圆上两条相互垂直的直径 圆心为o 将电荷量分别为 q和 q的两点电荷放在圆周上 其位置关于ab对称且距离等于圆的半径 如图6 1 4所示 要使圆心处的电场强度为零 可在圆周上再放一个适当的点电荷q 则该点电荷q a 应放在a点 q 2qb 应放在b点 q 2qc 应放在c点 q qd 应放在d点 q q 答案 c 图6 1 4 解析 由平行四边形定则得 q和 q在o点产生的合场强水平向右 大小等于其中一个点电荷在o点产生的场强的大小 要使圆心处的电场强度为零 则应在c点放一个电荷量q q的点电荷 或在d点放一个电荷量q q的电荷 故选项c正确 1 几种典型电场的电场线分布 1 孤立点电荷的电场线呈空间球状对称分布如图6 1 5甲 乙所示 匀强电场如图6 1 5丙所示 点电荷与带电金属板的电场线分布如图6 1 5丁所示 对电场线的理解和应用 图6 1 5 2 等量同 异 种电荷的电场 2 应用电场线进行以下判断 1 电场力的方向 正电荷的受力方向和该点的电场线方向相同 负电荷的受力方向和该点的电场线方向相反 2 电场强度的大小 定性 用电场线的疏密可定性判断电场强度的大小 3 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 4 等势面的疏密 电场越强的地方 等差等势面越密集 电场越弱的地方 等差等势面越稀疏 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 单选 下列关于电场线的说法正确的是 a 电场线的方向 就是电荷受力的方向b 正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动c 电场线越密的地方 同一电荷所受电场力越大d 静电场的电场线是闭合的解析本题考查电场线的知识 掌握电场线的特点是解决本题的关键 由电场线的特点可以作出正确判断 答案c 一题一得本题选项b最容易被错选 带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合 必须满足以下条件 1 电场线是直线 2 带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一直线上 3 带电粒子只受电场力作用或所受其他力合力的方向与电场线平行 以上三点必须同时得到满足 多选 如图6 1 6所示的实线表示电场线 虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹 粒子先经过m点 再经过n点 可以判定 图6 1 6 a 粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力b 粒子在m点受到的电场力小于在n点受到的电场力c 粒子在m点动能大于在n点动能d 粒子在m点动能小于在n点动能 答案 bd 解析 由静电场电场线的特点可知电场线越密 场强越大 同一粒子受到的电场力越大 所以粒子在m点受到的电场力小于在n点受到的电场力 在粒子从m运动到n的过程中 对轨迹上任意一点分析 其电场力方向与速度方向皆小于90 故电场力做正功 粒子动能增加 粒子在m点动能小于在n点动能 由于带电小球的重力不能忽略 因此带电小球在重力和电场力的作用下 或处于平衡状态 或产生一定的加速度 因此 它同样遵循运动的合成与分解 力的独立作用原理 力的平衡和牛顿运动定律 功能原理等力学规律 主要有以下两类题型 1 带电小球在电场中的平衡问题 2 库仑定律与牛顿定律结合的问题 带电体的力电综合问题的