高考物理人教全国II一轮复习课件第6章基础课时16电场的力的性质

1、高考导航,基础课时16电场的力的性质,知识点一、电荷及电荷守恒定律 1.元电荷、点电荷 (1)元电荷：e1.61019 C，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。 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。,整数倍,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：_

2、、_、感应起电。 (3)带电实质：物体带电的实质是_。 知识点二、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。,转移,转移,不变,摩擦起电,接触起电,得失电子,真空,电荷量的乘积,距离的二次方,2.表达式：F_，式中k_ Nm2/C2，叫静电力常量。,9.0109,3.适用条件：_中的_。 知识点三、电场强度、点电荷的场强 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_。,真空,点电荷,比值,2.定义式：E_。单位：N/C或V/m 3.点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：E_。 4

3、.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。,正电荷,电场力,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。 知识点四、电场线 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_表示电场的强弱。,矢量,平行四边形,强弱,方向,切线方向,疏密,正电荷,相交,场强,场强方向,降低,垂直,思考判断 (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。() (2)两个完全相同的带电金属球接触时，先发生正、负电荷的中和，然后再平分。() (3)相互作用的两个点电荷，不

4、论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等。() (5)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。(),(6)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。() (7)在真空中，电场强度的表达式E中的Q就是产生电场的点电荷的电荷量。() (8)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8),考点一库仑力作用下的平衡问题 1.解决平衡问题应注意三点 (1)明确库仑定律的适用条件； (2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律； (3)进行受

5、力分析，灵活应用平衡条件。 2.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。,(2)规律,“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”正、负电荷相互间隔； “两大夹小”中间电荷的电荷量最小； “近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。,【例1】(多选)(2015浙江理综，20)如图1所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q3.0106 C的正电荷。两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带

6、等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g10 m/s2；静电力常量k9.0109Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，则(),图1,A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1F21.9 N C.将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F11.225 N，F21.0 N D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N,答案BC,方法提炼 解决库仑力作用下平衡问题的思路,【变式训练】 1. (2016哈尔滨市一联)如图2所示，A、B是两个带异种电荷的小球，其质量分别为m1和m2，所带电荷量分别为q1和q2，A用绝

7、缘细线L1悬挂于O点，A、B间用绝缘细线L2相连。整个装置处于水平方向的匀强电场中，平衡时L1向左偏离竖直方向，L2向右偏离竖直方向，则可以判定(),图2 A.m1m2 B.m1m2C.q1q2 D.q1q2,解析对A、B整体分析，受细线L1的拉力、重力、水平方向的电场力，由于细线L1向左偏，则电场力水平向左，即(q1q2)E0，q1q2，C正确，D错误；不能判断m1、m2的大小关系，A、B错误。 答案C,考点二电场强度的叠加与计算,【例2】(2015山东理综，18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图3所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时

8、，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(),图3,答案B,方法提炼 计算电场强度常用的“六”种方法 (1)电场叠加合成的方法。 (2)平衡条件求解法。 (3)对称法。(4)补偿法。(5)等效法。(6)微元法。,【变式训练】 2.对称法求电场强度如图4所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(),图4,答案B,3.平衡法求电场强度如

9、图5所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上：a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态(不计重力)，则匀强电场场强的大小(),图5,答案B,考点三电场线的理解与应用,【例3】(多选) (2016通辽市调研)如图6所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是(),图6,A.带电粒子所带电荷的正、负 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.

10、带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 解析由电场线的疏密可知，a点的场强大，带电粒子在a点的加速度大，故C正确；画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向，可判断带电粒子所受电场力的方向，但由于电场的方向未知，所以不能判断带电粒子的电性，故A错误，B正确；利用初速度的方向和电场力方向的关系，可判断带电粒子由a到b时电场力做负功，动能减小，因此vavb，选项D正确。 答案BCD,方法提炼 分析带电粒子运动的轨迹类问题的技巧,【变式训练】 4.(2016浙江金华二模)在空间O点固定带正电的点电荷Q，其电场的电场线如图7所示，在其电场中的A点有一个带电粒子q(重力不

11、计)。若给带电粒子一个垂直于OA方向的初速度v0，在只受电场力的作用下，以下说法中正确的是(),图7,A.若q为负电荷，则q一定做圆周运动 B.若q为负电荷，则q可能做匀变速曲线运动 C.若q为正电荷，则q的电势能可能增大 D.若q为正电荷，则q一定做远离O点的变加速曲线运动,解析若q为负电荷，只有当粒子受到的电场力恰好和粒子做圆周运动的向心力大小相等时，粒子才做匀速圆周运动，否则粒子就做变速曲线运动，所以A错误；当粒子做曲线运动时，粒子受到的电场力的大小要改变，所以粒子做的是变加速曲线运动，所以B错误；若q为正电荷，那么粒子一定会向远离电荷Q的方向运动，电场力做正功，则q的电势能逐渐减小，所

12、以C错误；若q为正电荷，那么粒子一定会远离O点，受到的电场力的大小逐渐减小，做变加速曲线运动，所以D正确。 答案D,【例4】(2016长春市一联)如图8所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷Q和Q。直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点。a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点。下列说法中正确的是(),图8,A.a点的场强大于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小 B.a点的场强小于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大 C.a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受

13、电场力先增大后减小 D.a点的场强等于b点的场强；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大,解析等量异种电荷形成的电场的电场线如图所示。在Q和Q的连线上，从Q到Q电场强度先变小后变大；在Q和Q连线的中垂线上从O点向M点或N点电场强度均变小。故选项C正确。,答案C,【拓展延伸】 在【例4】中，若将一正检验电荷q从b点移到a点，电场力做什么功？从d点移到c点呢？ 解析在两电荷的连线上，电场方向从Q指向Q，正q受力方向从a指向b，故检验电荷q从b点移到a点，电场力做负功；在Q和Q连线的中垂线上，各点电场方向不变，始终水平向右，正q从d点到c点受力方向和速度方向始终垂直，故电场力不做功。

14、 答案负功不做功,规律总结 两种等量点电荷的电场线,【变式训练】 5.(2016湖北华师一附中等八校联考)英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场，有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布。如图9所示为一对等量异种点电荷，电荷量分别为Q、Q。实线为电场线，虚线圆的圆心O在两电荷连线的中点，a、b、c、d为圆上的点，下列说法正确的是(),图9 A.a、b两点的电场强度相同B.b、c两点的电场强度相同 C.c点的电势高于d点的电势D.d点的电势等于a点的电势,解析a、b、c、d在同一个圆上，电场线的疏密表示场强的强弱，故四点的场强大小相等，但是方向不同，选项A、B错误；沿电场线方向电

15、势降低，故c点电势低于d点电势，选项C错误；a、d两点关于两电荷连线对称，故电势相等，选项D正确。 答案D,1.(多选) (2016东北三校联考)如图10所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出的正确判断是(),图10 A.带电粒子带负电 B.带电粒子带正电 C.带电粒子所受电场力的方向向左 D.带电粒子做匀变速运动,解析由运动轨迹的弯曲特点可知，带电粒子受水平向左的电场力作用，故粒子带负电。粒子在匀强电场中运动，则粒子受电场力是恒定的，可知粒子运动的加速度大小不变。 答案ACD,2.(多

16、选)(2015江苏单科，8)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图11所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(),图11 A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低,答案ACD,3.(2016福建福州质检)如图12所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向。下面说法正确的是(),图12 A.A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较B球带电荷量大 B.A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较B球带电

17、荷量小 C.A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较B球带电荷量小 D.A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较B球带电荷量大,答案C,4.(多选)(2016广东七校联考)如图13所示，点电荷Q固定，虚线是带电荷量为q的微粒仅在电场力作用下的运动轨迹，微粒的重力不计，a、b是轨迹上的两个点，b点离Q较近，则下列判断正确的是(),图13 A.Q一定带正电荷，q一定带负电荷 B.不管Q带何种电荷，微粒在a点受到的电场力一定比在b点的小 C.微粒通过a、b两点时，加速度方向都指向Q D.微粒通过a点时的速率比通过b点时的速率大,解析由于微粒重力不计，则Q与微粒间是吸引力，电性相反，Q不一定带正电

18、，A错误；由于a点离Q远，则受到的电场力小，B正确；由库仑定律知，微粒受力方向指向Q，C正确；无论微粒由a点向b点运动还是由b点向a点运动，根据微粒的受力方向和运动方向关系可知，微粒通过a点时速率小，D错误。 答案BC,5.(2016北京东城联考)如图14所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。