《2011年高考物理一轮复习极品课件9-专题1库仑定律 电场强度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011年高考物理一轮复习极品课件9-专题1库仑定律 电场强度（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章电场 高考考纲 展示 专题一库仑定律电场强度 知识自主 梳理 一 电荷守恒定律1 内容 电荷既不能创造 也不能消失 只能从一个物体 或从物体的一部分 在转移的过程中 电荷的 2 物体的带电 1 三种起电方式 2 三种起电方式虽然不同 但本质相同 都是电荷的 3 两完全相同的带电球接触 若带同种电荷 总电荷量平分 若带异种电荷 先再 转移到另一物体到 转移 另一部分 总量不变 摩擦起电 接触起电 感应起电 转移 中和 平分 重点辨析 1 用库仑定律计算时 Q1 Q2只取绝对值 2 从数学角度分析 当r 0时 F 但从物理学的角度分析 这一结论是错误的 因为r 0时 两带电体已不能再视为点电
2、荷了 三 电场 电场强度1 电场 电荷之间的相互作用是通过发生的 电场 2 电场强度 电荷量 电场力 N C 力的性质 正电荷所受电场力 无关 矢量 四 电场线1 几种典型电场的电场线 见下图 2 性质特点 1 起点 终点 电场线起于 或无穷远处 止于 或无穷远处 2 不 不中断 不 3 切线方向 即该点的方向 4 疏密程度 反映电场的 5 与电势关系 沿着电场线的方向电势越来越 6 与等势面关系 电场线与等势面 且由指向 正电荷 负电荷 相交 闭合 场强 强弱 低 垂直 高电势 低电势 7 电场线客观存在的 也电荷运动的轨迹 填 是 或 不是 重点辨析当同时满足以下三个条件 运动轨迹和电场线
3、就会重合 1 电场线是直线 2 电荷初速度为零 或不为零但速度方向和电场线平行 3 电荷仅受电场力作用或受其他力 但其他力方向和电场线平行 不是 不是 方法规律 归纳 一 电场强度的理解1 电场强度的三个公式 2 等量同种 异种点电荷场强的对照 3 电场叠加遵从矢量运算法则 考查某点的场强情况 应全面把握场源电荷的分布 再按照矢量合成具体确定 特别提醒电场强度是静电学中重要的物理量 也是高考考查重点 三个公式有不同的意义及适用范围 应用时多加注意 二 注意区别电荷量 元电荷 点电荷电荷量是物体带电的多少 它只能是元电荷的整数倍 元电荷是电荷量为1 60 10 19C的电荷 既不是电子也不是质子
4、 它是带电量最小的电荷 电子和质子的电荷量就是一个元电荷 点电荷是本身线度远小于研究范围的空间尺度的一种带电体 是一种理想化的物理模型 三 库仑定律与万有引力定律的对照理解库仑定律和万有引力定律在形式上都满足平方反比规律 尽管目前仍未搞清二者间究竟有没有联系 但两个定律 两种力之间毕竟实实在在地存在着众多的相似之处 通过两者对照类比 会更有助于我们理解 带电体的力 电综合问题1 解答思路 2 运动反映受力情况 1 物体静止 保持 F合 0 2 做直线运动 匀速直线运动 F合 0 变速直线运动 F合 0 且F合定沿直线方向 做曲线运动 F合 0 且F合总指向曲线凹的一侧 3 加速运动 F合与v夹
5、角 0 90 减速运动 90 180 4 匀变速运动 F合 恒量 3 三点电荷平衡问题如右图 在一条直线上的A B C三点 自由放置点电荷QA QB QC 每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是 1 正 负电荷必须相互间隔 两同夹异 2 QA QB QC QB 两大夹小 3 若QC QA 则QB靠近QA 近小远大 解决方法是根据三点合力 场强 均为零 列方程求解 特别提醒对于物体受电场力的运动和平衡问题 在分析受力时要同时分析电场力 同样遵守牛顿定律及功能关系等 请在掌握的 规律方法 后打 1 物体带电的实质是电荷的得失或转移 且电荷的总量保持不变 2 库仑定律适用于真空中两点电荷间或者
6、是可视为点电荷的带电体之间 3 电场强度是描绘电场的一种形式 它具有矢量性 唯一性和叠加性 与场源电荷有关 与试探电荷无关 4 电场强度的三个表达式 E E k E 适用范围各不相同 5 电场线是描绘电场的另一种形式 它可帮助我们形象 粗略地分析电场的性质 6 电场中对于基本粒子 电子 质子 原子核 离子等 一般不考虑重力 而对质量较大的带电体 如小球 液滴 尘埃等一般都要考虑重力 请在走过的 思维误区 后打 1 常认为电荷的 中和 是电荷消失了 在分析电场问题时也常忽视电荷的电性影响 2 易认为电荷间距r 0时 库仑力F 3 常混淆元电荷电荷量 e 和电子符号 e 4 常忽视场强的方向 只重
7、视其大小的分析 5 常将电场线当成带电粒子的运动轨迹 6 在求解力电综合问题时 对是否需考虑带电体的重力缺乏思考 真题典例 探究 答案 CD 方法归纳 接触起电时 两个物体最终的电荷的分配很复杂 大多靠实验才能确定 中学阶段一般仅讨论两个外形完全相同的导体球相互接触后的电荷量分配情况 1 若带电导体球和不带电导体球接触 则电荷平分 2 若两个带电导体球为同种电荷 则总电荷平分 3 若两个带电导体球为异种电荷 则先中和再平分 答案 A 题型2带电体的平衡问题 例2 如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中 三个带电小球质量相等 A球带正电 平衡时三根绝缘细线都是伸直的 但拉
8、力都为零 1 指出B球和C球分别带何种电荷 2 若A球带电荷量为Q 则B球的带电荷量为多少 3 若A球带电荷量减小 B C两球带电荷量保持不变 则细线AB BC上的拉力分别如何变化 4 A电荷量减小时 A对B C的作用力如何变化 AB AC线的拉力如何变化 答A对B C的库仑力变小 所以AB BC线的拉力变大 5 当A球电荷量变小时 BC间的距离发生变化吗 BC线有拉力吗 答BC间距离不变 BC线上无拉力 思维拓展设每个小球质量为m OA线上的拉力为多大 答案 3mg 方法归纳 带电体的平衡问题与纯力学平衡问题的解法实质上是一样的 但库仑力的特点在这类问题中比较突出 抓住库仑力的方向与大小特点
9、 对分析解决这类问题很有帮助 1 库仑力一定沿两电荷连线 不是吸引力就是排斥力 2 库仑力的大小与两电荷的距离的平方成反比 答案 C 题型3电场强度的计算 例3 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 点电荷所受合力为零 现在球壳上A处挖去一个半径为r r R 的小圆孔 则此时置于球心的点电荷所受合力的大小为 已知静电力常量为k 方向 解析 1 由于对称性 点电荷q所受合力为零是什么意思呢 答由于球壳上均匀带电 原来每条直径两端相等的一小块球面上的电荷对球心 q的力互相平衡 2 现在球壳上A处挖去半径为r的小圆孔后 会改变电荷在球壳
10、上的分布吗 答由于满足半径为r r R 故可近似认为挖去小圆孔后 不改变电荷在球壳上的分布 3 挖去半径为r的小圆孔后 点电荷的受力情况将如何变化 答其他直径两端电荷对球心 q的力仍互相平衡 而剩下的就是与A对称的B处 半径也等于r的一小块圆面上电荷对它的作用力F 备选例题3 如图所示 三个完全相同的金属小球a b c位于等边三角形的三个顶点上 a和c带正电 b带负电 a所带电荷量的大小比b的小 已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示 它应是 A F1B F2C F3D F4 答案 B 题型4电场线的理解和应用 例4 A B是一条电场线上的两个点 一带负电的微粒仅在电
11、场力作用下以一定初速 度从A点沿电场线运动到B点 其速度 时间图象如右图所示 则这一电场可能是下图中的 解析 1 由速度 时间图象可以反映出什么信息 答 可看出速度随时间的增加而减小 由曲线的斜率变化可知速度减小得越来越快 即加速度越来越大 2 负电荷的受力方向与场强方向有何关系 答 受力方向与场强方向相反 3 带电微粒仅在电场力作用下 其加速度与电场力有关 可判断出哪点场强大 答 从A到B 粒子加速度越来越大 所以所受电场力越来越大 场强越来越大 故B点处电场线更密 答案 A 方法归纳 关于点电荷的电场 注意等量同种 异种点电荷的电场分布规律 特别是两个电荷的连线和连线的中垂线上场强的大小与
12、方向的分布规律 熟记它们的电场线分布规律 对分析讨论相关问题 迅速做出判断非常有帮助 对电场的分布规律 一是注意电场线的疏密 表示电场的强弱 二是注意电场线的方向 切线表示电场强度的方向 三是注意两个同种电荷与两个异种电荷的横向 纵向联系类比 备选例题4 如图所示 M N为两个等量同种正电荷Q 在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q 不计重力影响 下列关于点电荷P的运动说法正确的是 A 从P O的过程中 加速度越来越大 速度越来越大B 从P O的过程中 加速度越来越小 速度越来越大C 点电荷运动到O点时加速度为零 速度达到最大值D 点电荷越过O点后 速度越来越小 加速度越来越大 直到速度为零 点电荷从P O的过程中 电场力可能是先变大后变小 加速度随之先变大后变小 也可能电场力一直变小 加速度一直变小 关键是P点位置的不确定性 不过 在到达O点之前 电场力一直表现为引力 速度一定是一直变大的 在O点时加速度是零 速度最大 该电场关于直线MN对称 电荷越过O点后的运动也不一定是单调变化的 有些粗心的同学容易认为从P O时点电荷距离两个场源电荷越来越近 电场力就会越来越大而错选A 其实 点电荷与场源电荷的两个电场力确实是变大的 只是两个电场力的合力未必变大 这要看电场的矢量合成情况 答案 C
