高考物理总复习 第6章 第1讲 电场力的性质课件 新人教版.ppt

第六章电场 第一讲电场力的性质 知识点一电荷及电荷守恒定律1 电荷 1 种类 自然界中的电荷有两种 分别是正电荷和负电荷 2 性质 同种电荷相互 异种电荷相互 3 电荷量 概念 电荷的多少 单位 在国际单位制中 电荷量的单位是 符号是c 排斥 吸引 库仑 2 电荷守恒定律 1 内容 电荷既不会创生 也不会消失 它只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一部分转移到另一部分 在转移过程中 保持不变 感应 转移 电荷的总量 电荷守恒定律在接触起电中的应用两个完全相同的导体球相互接触后的电荷分配情况 1 若带电导体球和不带电导体球接触 则电荷平分 2 若两个带电导体球带同种电荷 则总电荷平分 3 若两个带电导体球带异种电荷 则先中和再平分 1 如图所示 左边是一个原来不带电的导体 右边c是后来靠近的带正电的导体球 若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开 分导体为a b两部分 这两部分所带电荷量的数值分别为qa qb 则下列结论正确的是 a 沿虚线d切开 a带负电 b带正电 且qa qbb 只有沿虚线b切开 才有a带正电 b带负电 且qa qbc 沿虚线a切开 a带正电 b带负电 且qa qbd 沿任意一条虚线切开 都有a带正电 b带负电 而qa qb的值与所切的位置有关 解析 导体原来不带电 只是在c所带正电荷的作用下 导体中的自由电子向b部分移动 使b部分多了电子而带负电 a部分少了电子而带正电 根据电荷守恒可知 a部分转移的电子数目和b部分多出的电子数目是相同的 因此无论从哪一条虚线切开 两部分的电荷量总是相等的 不过从不同位置切开时 qa qb的值是变化的 故只有d正确 答案 d 知识点二库仑定律1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 跟它们的电荷量的乘积 跟它们之间的距离的平方 作用力的方向在它们的连线上 2 表达式 f 式中k叫做静电力常量 k n m2 c2 成正比 成反比 9 0 109 d 库仑定律和万有引力定律的表达式相似 都是平方反比定律 答案 d 知识点三电场的基本性质电场强度1 电场的基本性质 对放入其中的电荷有 2 电场强度 1 定义式 e 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 规定为在电场中某点的方向 力的作用 v m 真空 正电荷 所受电场力 1 场强三个表达式的比较 2 电场的叠加原理及计算法则 1 电场的叠加原理 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强度的矢量和 2 计算法则 遵循平行四边形定则 3 如图是表示在一个电场中a b c d四点分别引入检验电荷时 测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象 那么下列叙述正确的是 a 这个电场是匀强电场b a b c d四点的电场强度大小关系是ed ea eb ecc a b c d四点的电场强度大小关系是ea eb ed ecd 无法确定这四个点的电场强度大小关系 答案 b 知识点四电场线1 定义 为了形象地描述中各点场强的强弱及方向 在电场中画出一些曲线 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 切线方向 疏密 2 特点 1 电场线从出发 终止于或无限远处 或来自于无限远处 终止于 2 电场线在电场中不相交 3 在同一电场里 电场线的地方场强越大 4 电场线上某点的切线方向表示该点的 5 沿电场线方向电势逐渐 6 电场线和等势面在相交处 正电荷 负电荷 负电荷 越密 场强方向 降低 互相垂直 3 几种典型电场的电场线 1 孤立点电荷的电场 1 正 负 点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外 内 2 离点电荷越近 电场线越密 场强越大 3 以点电荷为球心作一球面 则电场线处处与球面垂直 在此球面上场强大小相等 但方向不同 2 两种等量点电荷的电场比较 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 4 如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 解析 本题考查了对电场线的正确理解 负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负点电荷的直线 故a错 电场线越密的地方电场强度越大 由图可知ea eb 故b正确 电场强度的方向沿切线方向 故c正确 b点的切线方向即b点电场强度方向 而负电荷所受电场力方向与其相反 故d错 答案 bc 库仑力作用下物体的平衡问题 答案 c 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库仑力或电场力 具体步骤如下 变式训练 1 如图所示 真空中a b两个点电荷的电荷量分别为 q和 q 放在光滑绝缘水平面上 a b之间用绝缘的轻弹簧连接 当系统平衡时 弹簧的伸长量为x0 若弹簧发生的均是弹性形变 则 a 保持q不变 将q变为2q 平衡时弹簧的伸长量等于2x0b 保持q不变 将q变为2q 平衡时弹簧的伸长量小于2x0c 保持q不变 将q变为 q 平衡时弹簧的缩短量等于x0d 保持q不变 将q变为 q 平衡时弹簧的缩短量小于x0 答案 b 如图所示 位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷a b c d 四个点电荷的带电荷量均为q 其中点电荷a c带正电 点电荷b d带负电 试确定过正方形中心o并与正方形垂直的直线上到o点距离为x的p点处的电场强度 对称法求解电场强度 四个点电荷在p点产生的场强大小相等 a c两电荷产生的场强关于op线对称 b d两电荷产生的场强也关于op线对称 根据对称性的特点 可求出四个电荷在p点产生的合场强 解析 四个点电荷各自在p点的电场强度ea eb ec ed如图所示 根据对称性可知 ea ec的合电场强度e1沿op向外 eb ed的合电场强度e2沿op指向o 由对称性可知 e1 e2大小相同 所以p点的电场强度为0 答案 0 变式训练 2 2012 海南高考 n n 1 个电荷量均为q q 0 的小球 均匀分布在半径为r的圆周上 示意如图 若移去位于圆周上p点的一个小球 则圆心o点处的电场强度大小为 方向 已知静电力常量为k 某静电场中的电场线方向不确定 分布如图所示 带电粒子在电场中仅受静电力作用 其运动轨迹如图中虚线所示 由m运动到n 以下说法正确的是a 粒子必定带正电荷b 该静电场一定是孤立正电荷产生的c 粒子在m点的加速度小于它在n点的加速度d 粒子在m点的速度大于它在n点的速度 电场线与轨迹关系 解析 逐项分析如下 答案 c 常见的电场线与轨迹的判断步骤 变式训练 3 一负电荷从电场中的a点由静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到b点 它运动的速度 时间图象如图所示 则a b两点所在区域的电场线分布情况可能是下列图中的 解析 由速度 时间图象可知 电荷的速度越来越大 且加速度也是越来越大