《备考指南 物理 》课件-第7章 第1讲

静电场第七章第1讲库仑定律电场强度【考纲解读】1.理解库仑定律的含义及其表达式，会进行有关计算.2.理解电场强度的定义、意义及表示方法.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题．栏目导航01知识梳理回顾03核心素养改造02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾11．元电荷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．一电荷、电荷守恒定律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夯基题组1．(2018年北京一模)关于元电荷，正确的说法是(

)A．元电荷就是点电荷B．1C电量叫元电荷C．元电荷就是质子D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元【答案】D【解析】元电荷是指最小的电荷量，带电体看做点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看做点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，选项A错误；元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e＝1.60×10－19C，选项B错误；元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，选项C错误；元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，选项D正确．1．内容：________中两个静止________之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成________，与它们的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的连线上．二库仑定律真空点电荷正比反比

9.0×109

3．适用条件：________中的____________．(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式；(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互________，异种电荷相互________．真空静止点电荷

排斥吸引

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．(3)定义式：________，单位：______或______．三电场、电场强度力的作用静电场强弱方向电荷量N/CV/m(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________．一致相反矢量和夯基题组3．(2019年上海名校二模)如图，水平直线表示电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点．一负点电荷仅在电场力作用下，从静止开始由A向B做匀加速运动．则电场强度(

)A．逐渐增大，方向向左 B．逐渐增大，方向向右C．保持不变，方向向左 D．保持不变，方向向右【答案】C【解析】负电荷从静止开始由A向B做匀加速运动，说明负电荷受到的电场力保持不变，所以从A到B电场强度保持不变；负电荷受到的电场力方向向右，所以电场强度向左．故A、B、D错误，C正确．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．四电场线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______．(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．正电荷或无穷远电场强电场弱密疏疏互相垂直降低不一定是场强正电荷3．几种典型的电场线孤立点电荷的电场等量异种电荷的电场

等量同种电荷的电场匀强电场

夯基题组4．(2019年铜仁模拟)关于同一电场的电场线，下列表述正确的是(

)A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小【答案】C【解析】电场线是人为引入、假想的线，并非真实存在的，选项A错误；电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，选项B错误；沿电场线电势降低，电势的高低与电场线的疏密无关，选项C正确；电势能的高低通过电场力做功来判断，沿电场线运动，电场力不一定做正功，电势能不一定减小，选项D错误．考点各个击破21．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”．2．库仑定律适用条件的三点理解(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离．(2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．考点1对点电荷和库仑定律的理解求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下：1．三个场强公式的比较考点2对电场强度的理解2．电场的叠加(1)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场强的矢量和．(2)运算法则：平行四边形定则．电场强度求解的特殊方法1．补偿法：求解电场强度，常用的方法是根据问题给出的条件建立起物理模型．如果这个模型是一个完整的标准模型，则容易解决．但有时由题给条件建立的模型不是一个完整的标准模型，比如模型A，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型．这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差值问题．2．极值法：物理学中的极值问题可分为物理型和数学型两类．物理型主要依据物理概念、定理、定律求解．数学型则是根据物理规律列出方程后，依据数学中求极值的知识求解．3．微元法：微元法就是将研究对象分割成许多微小的单位，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．4．等效替代法：等效替代法是指在效果一致的前提下，从A事实出发，用另外的B事实来代替，必要时再由B到C…直至实现所给问题的条件，从而建立与之相对应的联系，得以用有关规律解之．如以模型替代实物，以合力(合运动)替代两个分力(分运动)．5．对称法：对称法是利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法．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甲、乙所示；匀强电场如图丙所示；点电荷与带电金属板的电场线分布如图丁所示．考点3对电场线的理解和应用(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．例3

(2019年南宁校级模拟)如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法中正确的是(

)A．这两点电荷一定是等量异种电荷B．这两点电荷一定是等量同种电荷C．D、C两点的电场强度一定相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小【答案】A【解析】由电场线分布的特征可知，产生电场的两点电荷一定是等量异种电荷，A正确，B错误；C点电场线的密度比D点大，所以C点的电场强度大，C、D错误．练3

如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足．下列说法正确的是(

)A．若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定相等B．若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的C．若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同D．若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比是最大的【答案】B【解析】若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定不相等，选项A错误．若两电荷是异种电荷，根据两异种电荷电场特点可知，O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的，选项B正确．若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度大小一定相同，方向一定相反，选项C错误．若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度为零，与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比也是最小的，选项D错误．核心素养改造3方法二、微元法可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷，再利用公式和场强叠加原理求出合场强．例2

如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强．方法三、对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，可以使复杂电场的叠加计算大为简化．方法四、等效法在保证效果相同的条件下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场