高考物理一轮复习 第7章 静电场 第1讲 电场力的性质课件 新人教版.ppt

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 电荷守恒定律 负 正 1 60 10 19c 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 2 库仑定律 库仑定律 形状 大小 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 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 任意带电体之间都存在着相互作用力 故a错误 库仑利用库仑扭秤研究带电体间的相互作用 总结出了电荷间的相互作用规律 库仑定律 故b错误 c正确 库仑猜想到电荷之间的作用力与万有引力具有相似性 再根据扭秤实验发现了库仑定律 故d错误 a 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 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 核心考点突破 特别提醒 不可由r 0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r 0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 ac 解题导思 1 a球最多受几个力作用 都是哪些力 2 绳子的拉力为零的条件是什么 答案 1 最多受4个力作用 分别是重力 斜面的支持力 b对a的库仑力 绳子的拉力 2 当b对a的库仑斥力等于mgtan 时 绳子的拉力为零 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1 c 类题演练2 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 1 场强公式的比较 电场强度的理解及应用 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 等量同种和异种电荷的电场强度的比较 4 电场线的应用 c 解题导思 1 假设半径为r的圆周上等间距的放上五个同样的正点电荷 圆心处场强为多少 2 圆周上b c d e处的4个正点电荷在圆心处的合场强是多少 类题演练3 a 类题演练4 类题演练5 d 解析 如图所示 在ab杆上p1的右边取a关于p1的对称点a 由对称性可知aa 段所带电荷不论电性如何 在p1处所产生的电场强度均为零 则ab杆所带电荷在p1处产生的电场强度实质上就等于a b段所带电荷在p1处所产生的电场强度大小 显然a b段在p2处所产生的电场强度大小与其在p1处所产生的电场强度的大小相等 但方向相反 而aa 段所带电荷在p2处也将产生电场 故此ab杆在p2处所产生的电场强度e2大于在p1处所产生的电场强度e1 且不论电性如何 两点的电场强度方向必相反 故d正确 类题演练6 c 1 解答思路 带电体的力电综合问题 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 0 90 减速运动 90 180 5 匀变速运动 f合 恒量 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 s25m 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 类题演练7 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 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