【夺冠之路】高三物理一轮复习 第6章1电荷守恒定律库仑定律课件 新人教版（安徽专用）.ppt

本章一直是历届高考关注和考查的重点和热点 涉及电场的性质和电场对物质 带电体或导体 的作用 特别是带电粒子在电场中的运动 更是力 电综合命题的核心内容 纵观近几年高考试题 电场 或包括电场在内的复合场 对物质的作用是100 命题热点 试题一般会以选择题和计算题各一道组合形式出现 本章或与本章内容密切相关的试题在全国高考中分值约占总分的19 选择题单独命题考查基本概念 基本规律的综合运用 属基础题 主要考查电场 点电荷 电场强度及叠加 匀强电场中电势差跟电场强度的关系 电场线 电势 电势差 电势能 电功 等势面 静电屏蔽 电容等基本概念及电荷守恒定律 电荷量平分原理 库仑定律等基本规律 计算题涉及电场力 电势 电势差 电势能 电功等概念与力学综合 要求综合运用运动与力的关系 功和能量的关系 动量和冲量的关系 能量守恒定律和动量守恒定律等重要力学规律 知识覆盖面广 考题题材新颖丰富 注重与生活 生产实际及科技背景的结合 常以计算题形式为主 综合性强 对学生的空间想象能力 分析综合能力 应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求 是考查考生多项能力的极好载体 有较高的难度和区分度 甚至是压轴题 本章是大纲要求掌握的重点之一 它和磁场是电磁学的两大基石 与电路共同构建出完整的电磁学知识框架 是建立力 电综合试题的切入点 对本章的复习备考主要从两个方面入手 一是电场的性质 即从电场的力和能两个角度去把握 电场强度描述电场的力的性质 电势则是从电场能的角度引入的物理量 二是电场对物质的作用 电场对放入其中的电荷有力的作用 由此产生大量的有关电荷在电场中运动的问题 电场对放入其中的导体的作用 产生静电感应现象 在准确掌握本章的基本知识的同时应该着重明确以下问题 一是几个特点 常见电场的电场线 点电荷电场 等量同种电荷电场 等量异种电荷电场 点电荷与带电金属板间的电场 匀强电场 形状 等量同种 异种 电荷连线及中垂线上的场强和电势的分布特点 等势面的特点 匀强电场的特点 处于静电平衡状态的导体的特点 二是几个关系 电场力f和场强e的关系 场强e和电场线的关系 电场线和等势面的关系 电场力做功w和电势能的变化 ep的关系 三是相关公式的计算原则 一般情况下 计算矢量 f和e 时 各量用绝对值代入 计算标量 w u ep 时 各量用正 负值代入 从方法层面而言 解决本章试题可以完全按力学方法 只是在粒子所受的各种机械力之外加上电场力而已 主要从产生加速度和做功两个方面来展开思路 思路之一是力和运动的关系 根据带电粒子所受的力 运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解 几乎所有力学规律和运动状态都可能在电场问题中得到体现 思路之二是功能关系 根据电场力及其他外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系 从而可确定带电粒子的运动情况 这条线索不但适用于匀强电场 也适用于非匀强电场 因此要熟悉各种力做功的特点 而对于电场中导体的问题要掌握两个有效的方法 画电场线和判断电势 同时本章试题多涉及类比 等效 对称及比值定义物理量能反映出物质或物体属性的思想 复习时要注意总结和归纳 性质 电场强度e f q 电场线电势 q uab a b qu w 等势面 对导体的作用 静电感应 静电平衡 静电屏蔽 对电荷的作用 产生力f qe 运动 加速 v0 e v0 偏转 v0 e 电容 1电荷守恒定律库仑定律 第六章 静电场 1 电荷守恒定律与库仑定律的综合运用 2009 江苏 两个分别带有电荷量 q和 3q的相同金属小球 均可视为点电荷 固定在相距为r的两处 它们间库仑力的大小为f 两小球相互接触后将其固定距离变为 则两球间库仑力的大小为 a b c d 12f 接触前两个点电荷之间的库仑力大小为两个相同的金属球各自带电 接触后再分开 其所带电量先中和后均分 所以两球分开后各自带点为 q 距离又变为原来的 库仑力为所以两球间库仑力的大小为 c项正确 点评 相同的带电导体球接触后分开 带电量均分 若接触前导体球带同种电荷 接触后每个导体球的带电量等于接触前两球带电量之和的一半 若接触前导体球带异种电荷 两球接触 所带电量先中和后均分 接触后每个导体球的带电量等于接触前两球带电量的绝对值之差的一半 接触前带负电的小球带电量大 接触后导体球都带负电 接触前带正电的小球带电量大 接触后导体球都带正电 2010安徽安庆月考 原来甲 乙 丙三物体都不带电 今使甲 乙两物体相互摩擦后 乙物体再与丙物体接触 最后 得知甲物体带正电1 6 10 15c 丙物体带电8 10 16c 则对于最后乙 丙两物体的带电情况 下列说法中正确的是 a 乙物体一定带有负电荷1 6 10 15cb 乙物体可能带有负电荷2 4 10 15cc 丙物体一定带有正电荷8 10 16cd 丙物体一定带有负电荷8 10 16c 由于甲 乙 丙原来都不带电 即都没有净电荷 甲 乙摩擦导致甲失去电子1 6 10 15c而带正电 乙物体得到电子而带1 6 10 15c的负电荷 乙物体与不带电的丙物体接触 从而使一部分负电荷转移到丙物体上 故可知乙 丙两物体都带负电荷 由电荷守恒定律可知 乙最终所带负电为1 6 10 15c 8 10 16c 8 10 16c 选项a b d错误 选项d正确 2 库仑定律的应用一半径为r的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为 q的电荷 另一电荷量为 q的点电荷放在球心o上 由于对称性 点电荷所受力的合力为零 现在球壳上挖去半径为r r r 的一个小圆孔 则此时置于球心的点电荷所受力的大小为 已知静电力恒量为k 方向 由于球壳上均匀带电 原来每条直径两端相等的一小块面上的电荷对球心 q的力互相平衡 现在球壳上a处挖去半径为r的小圆孔后 其他直径两端电荷对球心 q的力仍互相平衡 剩下的就是与a相对的b处 半径也等于r的一小块圆面上电荷对它的力f 如图所示 b处这一小块圆面上的电荷量为 由于半径r r 可以把它看成点电荷 根据库仑定律 它对中心 q的作用力大小为 其方向由球心指向小孔中心 点评 电学问题力学方法 库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向 库仑力也是一种力 同样遵从力的合成与分解法则 遵从牛顿定律等力学基本规律 注意库仑定律与牛顿定律结合的问题 如图6 1 1所示 半径为r的硬橡胶圆环单位长度带正电荷q 圆心o处放置一电荷量为 q的点电荷 现截去顶部极小一段ab ab长度为l 静电力恒量为k 则剩余部分对 q的静电力的大小为 图6 1 1 假设将这个圆环缺口补上 并且已补缺部分的电荷分布与原有缺口的环体上的电荷分布一样 这样就形成一个电荷均匀分布的完整带电环 环上处于同一直径两端的微小部分所带电荷可视为两个相对应的点电荷 它们对圆心o处点电荷的作用力为0 至于补上的带电小段 由题给条件可视为点电荷 它对圆心o处点电荷作用力为所以 剩余部分对 q的静电力的大小为f 方向背离缺口 图6 1 2 2010安徽皖北月考 如图6 1 2所示 两个带有同种电荷的小球 由绝缘细线悬挂于o点 若q1 q2 l1 l2 平衡时两球到过o点的竖直线的距离相等 则 a m1 m2b m1 m2c m1 m2d 无法确定 作出两个带电小球的受力如图所示 其中t1 是力f1与g1的合力 t2 是力f2与g2的合力 根据几何关系可得 acd bce 则有 lac lbc根据几何关系可得 力的矢量三角形ag1t1 相似于三角形oca 则有 f1 lac g1 loc 根据牛顿第三定律可得 f1 f2两个带电小球所受的重力分别为 g1 m1g g2 m2g联立解得 m1 m2 选项a c d错误 选项b正确 点评 如果几个力的方向关系未知 利用正交分解法难于解决 要考虑利用相似三角形的比例关系求解 研究带电体的平衡是力学中的物体平衡知识在电学中的应用 可以很好地培养学生的分析综合能力和将已学习的知识 方法迁移的能力 2007 重庆 如图6 1 3 悬挂在o点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球a 在两次实验中 均缓慢移动另一带同种电荷的小球b 当b到达悬点o的正下方并与a在同一水平线上 a处于受力平衡时 悬线偏离竖直方向的角度为 若两次实验中b的电量分别为q1和q2 分别为30 和45 则q2 q1为 a 2b 3c d 图6 1 3 a球电量不变 设为q0 两种情况下 球均受三个力作用下平衡 库仑力设a球质量为m 球平衡 mgtan r lsin 式中l为线长 r为两球球心之间的距离 由以上两式得到所以 2010广东高考模拟 如图6 1 4所示 带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的a点 其带电量为q 质量为m 带正电的乙球在水平面上的b点由静止释放 其带电量为q a b两点间的距离为l0 释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外 还受到一个大小为f k k为静电力常数 方向指向甲球的恒力作用 两球均可视为点电荷 图6 1 4 1 求乙球在释放瞬间的加速度大小 2 求乙球的速度最大时两个电荷间的距离 3 请定性地描述乙球在释放后的运动情况 说明速度的大小变化及运动方向的情况 3 乙球先做远离甲的运动 速度先增大后减小 然后又反向做速度先增大后减小的运动 返回到释放点b后 再重复前面的运动 之后就在b点和最远端之间做往复运动 点评 乙球开始运动时 受到的库仑力大于恒力f 加速远离甲球 库仑力逐渐减小 所以加速度减小 当加速度减为零时 即库仑力等于f时 速度达到最大 接着库仑力小于恒力f 乙球开始减速运动 直至速度减为零 然后反向加速运动 当库仑力大于恒力时 做反向的减速运动 运动到b速度减为零 接下来重复上述运动 易错题 两个直径为r的带电球 当它们相距100r时的作用力为f 当它们相距为r时作用力为 a f 102b 104fc 100fd 以上结论都不对 错解 根据库仑定律公式f 得出b答案 错解分析 本题实质上是考查对库仑定律内容的理解和应用 学生只记住了该定律的公式 而忽略了其成立的前提条件是 真空中 点电荷