高考物理创新（基础课能力课实验课）版课件第七章静电场基础课1

[高考导航]考点内容要求高考命题实况高考战报201520162017静电现象ⅠT2：生活中的静电现象T7：带电小球在匀强电场中的曲线运动T8：等量负电荷和正电荷形成的电场的电场线分布、电场强度、电势T3：静电平衡中的电场强度、电场线、等势面、电势T4：带电粒子在平行板电容器中的直线运动T8：静电场中的φ－x

图象3年6考难度中等或偏难保B冲A电荷电荷守恒定律Ⅰ点电荷库仑定律Ⅰ高频考点：①围绕电场线从电场的力、能、图象角度命题。②静电现象的应用。③带电粒子在电场中的运动。创新区域：①从典型方法命题，如图象法、对称法等。②结合实际生活或者现代科技通过新的情景或素材命题。静电场电场线电势能电势等势面Ⅰ电场强度点电荷的场强电势差Ⅱ匀强电场中电势差和电场强度的关系Ⅰ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ电容电容器Ⅰ【说明】

(1)电场强度的计算最多考虑两个电场的叠加。(2)只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直的情况。基础课1电场的力的性质电荷及电荷守恒定律1.元电荷、点电荷 (1)元电荷：e＝1.6×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的_________，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。 (2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。知识排查整数倍2.静电场 (1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间___________的一种特殊物质。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有___的作用。相互作用力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______到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持______。 (2)起电方式：__________、__________、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是__________。转移转移不变摩擦起电接触起电得失电子库仑定律1.内容：______中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的______________成正比，与它们的______________成反比。作用力的方向在它们的连线上。真空电荷量的乘积距离的二次方9.0×109

真空点电荷1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的______。电场强度、点电荷的场强比值4.方向：规定_______在电场中某点所受_______的方向为该点的电场强度方向。5.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______和，遵从_____________定则。正电荷电场力矢量平行四边形1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的______及______,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的__________都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱。电场线强弱方向切线方向2.正电荷相交场强场强方向降低垂直小题速练答案

(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)×2.[人教版选修3－1P5演示实验改编](多选)用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图1所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是(

)图1A.保持Q、q不变，增大d，则θ变小，说明F与d有关B.保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比C.保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D.保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比解析

保持Q、q不变，增大d，则θ变小，F将变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系，选项A正确，B错误；保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关，选项C正确；保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F随Q的减小而减小，但不能确定成正比关系，选项D错误。答案

AC3.[人教版选修3－1P15第7题]如图2所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10－8C和Q2＝－1.0×10－8C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6cm的位置上。图2(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零？(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的？解析

因为|Q1|＞|Q2|，所以在Q1左侧的x轴上，Q1产生电场的电场强度总是大于Q2产生电场的电场强度，所以合场强不为零，且方向总是指向x轴负半轴，在x＝0和x＝6cm之间，两点电荷形成电场的电场强度总是指向x轴的正方向。所以，只有在Q2右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0的点。(2)在x坐标轴上0＜x＜6cm和x＞12cm的地方，电场强度的方向总是沿x轴正方向的。答案

(1)12cm处(2)0＜x＜6cm和x＞12cm的地方库仑定律的理解及应用2.电荷的分配规律 (1)两个带同种电荷的相同金属球接触，则其总电荷量平分。 (2)两个带异种电荷的相同金属球接触，则其电荷量先中和再平分。3.“三个自由点电荷平衡”的问题 (1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。(2)【例1】

(多选)如图3所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是8.0×10－4kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则(

)图3解析

用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，与A球接触后A球也带正电荷，两球接触后分开，B球也带正电荷，且两球所带电荷量相等，选项A正确；两球相互排斥，稳定后A球受力情况如图所示答案

ACD解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤电场强度的叠加与计算方法电场强度的三个计算公式A.放在A点的点电荷可能带负电B.在D点的电场强度方向沿DC向右C.EA＞EBD.|qA|＝|qB|【例2】如图4所示，ABCD为等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为qA和qB，在C点的电场强度方向沿DC向右，A点的点电荷在C点产生的场强大小为EA，B点的点电荷在C点产生的场强大小为EB，则下列说法正确的是(

)图4解析由于两点电荷在C点产生的合场强方向沿DC向右，由平行四边形定则，可知两点电荷在C点产生的场强方向如图所示，由图中几何关系可知EB＜EA，且A点所放点电荷为正电荷，B点所放点电荷为负电荷，且A点所放点电荷的电荷量的绝对值大于B点所放点电荷的电荷量的绝对值，选项C正确，A、D错误；对两点电荷在D点产生的场强进行合成，由几何关系，可知其合场强方向为向右偏上，不沿DC方向，选项B错误。答案C1.典型电场的电场线电场线的理解与应用2.电场线的应用【例3】

(2017·海安中学)(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图5甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则(

)图5A.B、C两点场强大小和方向都相同B.A、D两点场强大小相等，方向相反C.E、O、F三点比较，O点场强最小D.B、O、C三点比较，O点场强最小解析

观察等量异种点电荷电场的电场线可以得出B与C两点、E与F两点、A与D两点的电场强度分别相等，所以选项A正确，B错误；由从O点开始沿中垂线到无限远电场强度逐渐减小到零知，选项C错误；在两电荷连线之间从中点向两边电场强度逐渐增大，所以选项D正确。答案

AD【例4】四个等量异种点电荷，分别放在正方形的四个顶点处，A、B、C、D为正方形四条边的中点，O为正方形的中心，如图6所示。下列说法中正确的是(

)A.O点电场强度为零B.A、B、C、D四点的电场强度相同C.将一带负电的试探电荷从B点移动到D点，电场力做功为零D.将一带负电的试探电荷从A点移动到C点，其电势能减小图6解析

根据电场强度的叠加可知两正电荷在O点处的合场强沿AO连线指向右，两负电荷在O点的合场强方向沿OC连线指向右，所以O点场强方向水平指向右，选项A错误；同理，根据电场强度的叠加可知：A、C两点电场强度相同，B、D两点电场强度相同，但A、C和B、D电场强度方向相同，大小不同，选项B错误；BD连线为一条等势线，将一带负电的试探电荷从B移动到D点，电场力不做功，选项C正确；从A点到C点电势逐渐降低，将一带负电的试探电荷从A移动到C点，电场力做负功，电势能增大，选项D错误。答案

C两种等量点电荷的电场比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小，但不为零O点为零中垂线上的电场强度O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称位置的电场强度A与A′、B与B′、C与C′等大同向等大反向求解电场强度的四种思维方法——思维能力的培养图72.等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。

例如：一个点电荷＋q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图8甲、乙所示。图83.填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍。4.微元法：将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据点电荷场强公式求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。答案

B【典例2】若在一半径为r，单位长度带电量为q(q＞0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl(且Δl≪r)，如图9所示，则圆心处的场强大小为(

)图9答案C【典例3】

(2017·南通、泰州、扬州、淮安二模)电荷量为＋Q的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图10所示，点电荷与金属板相距为2d，图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d。已知P点的电场强度为E0，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为(

)图10答案

C【典例4】

(2017·江苏南通如皋质检)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图11所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(

)图11答案B1.(2017·江苏清江中学期中)真空中两个点电荷的相互作用力为F，若把其中一个电荷的带电量减少一半，同时把它们之间的距离减少一半，则它们之间的作用力变为(

) A.2F B.4F C.8F D.无法确定答案

A2.(2015·江苏单科，2)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说，但下列不属于静电现象的是(

) A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B.带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C.小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D.从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属小球在靠近带电小球时，近端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把