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1、专题七电场,续表,续表,它相同,用 e 表示,e1.6010,第 1 讲 库仑定律电场强度,考点 1,电荷、电荷守恒定律,1点电荷:当带电体的大小、形状对所研究问题的影响可 忽略不计时,就可以看做带电的点,叫_(类似于力,学中的质点),点电荷,2元电荷:电子所带的电荷量质子、正电子的电荷量与,19,C,所有带电体的电荷量都,是元电荷的_,整数倍,3电荷守恒定律,代数和,平均分配,中和,(1)内容:电荷既不能创造,也不能消失,它只能从一个物 体转移到另一物体,或者从物体的一个部分转移到另一个部分, 在转移过程中,电荷的_不变 (2)物体带电的方式有:摩擦起电、感应起电和接触起电 (3)完全相同的
2、带电金属球相接触时电荷的分配规律:同种 电荷总量_,异种电荷_后再平均分配,4三种起电方式的比较,续表,【跟踪训练】,1关于点电荷,下列说法中正确的是(,),C,A只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B体积较大的带电体一定不能看成是点电荷 C当两个带电体的大小和形状对它们之间的相互作用的 影响可忽略时,可看成点电荷 D当带电体带电量很少时,可看成点电荷 解析:一个带电体能不能看成点电荷,主要看它的大小、形 状是否会对所研究问题有影响,而不是看体积的大小和电荷量 的多少,若大小、形状对所研究问题没有影响则可看成点电荷,2(双选)关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是(,),A把质子或电子叫元电
3、荷,CD,B物体所带的电荷量可以为任意实数 C 物体带电1.60109 C ,这是因为该物体失去了 1.01010 个电子 D物体带电荷量的最小值为 1.61019 C,3以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是(,),A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移 C.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带负电荷,丝绸带等量的正,电荷,D,D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移,考点 2,库仑定律,1内容:在真空中两个静止点电荷的相互作用力跟它们的 _成正比,跟它们间的_成反比,作用力的方向在它们的连线上,电荷量的乘积,距离的平方,2
4、表达式:Fk_,式中 k9.0109 Nm2/C2 , 叫静电力常量.,3适用条件:真空中的_,点电荷,4对库仑力的理解,(1)库仑力的正负不表示力的大小,而表示力的性质 当带电体所带电荷同号时,F0,库仑力为斥力;当带电,体所带电荷异号时,F0,库仑力为引力,(2)两个带电体之间的库仑力是一对作用力与反作用力,【跟踪训练】 4如图 711 所示,两个完全相同的绝缘金属壳 a、b 的半径为 R,质量为 m,两球心之间的距离为 l3R.若使它们 带上等量的异种电荷,电荷量为 q,那么两球之间的万有引力,F引、库仑力 F库 分别为(),图 711,解析:万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,而均
5、 匀的球体可将其质量集中在球心考虑;库仑定律适用于点电荷, 两球壳带等量异种电荷,但由于电荷间的相互作用力使其电荷 集中在两球壳的内侧,它们之间距离小于 l,故此时的库仑力 大于电荷集中在球心时的库仑力,答案:D,5(双选)两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之 比为 17,在真空中相距为 r,把它们接触后再放回原处,则,它们间的静电力可能为原来的(),CD,A.,4 7,B.,3 7,C.,9 7,D.,16 7,考点 3,电场、电场强度,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,力的作用,静电场,(1)定义:放入电场中某点的电荷
6、所受的电场力 F 与它的电,荷量的比值,(2)公式:_. (3)矢量性:电场强度是矢量,方向与该点正电荷所受的电 场力方向一致,与该点负电荷所受的电场力方向相反,(4)电场中某点的电场强度由电场本身决定,与检验电荷无,关,(5)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 (6)电场的叠加:某点的电场等于各个电荷单独存在时在该 点产生的电场的矢量和,3三种电场强度计算公式的比较,【跟踪训练】,6关于电场,下列说法中正确的是(,),A,A电场是电荷周围空间实际存在的物质 B电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型 C电荷周围分布的电场线就是电场 D电荷间的相互作用不是通
7、过电场作媒介产生的,7下列说法正确的是(),电荷的电荷量成正比 C根据场强的叠加原理,可知合电场的场强一定大于分 电场的场强 D电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹,解析:电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关,而由 场源电荷及研究点在场中的位置决定对于点电荷形成的电场, 确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比,故 A 错误、 B 正确电场强度是矢量,合场强由平行四边形法则确定,作 为合场强的平行四边形的对角线不一定比作为分场强的平行四 边形的邻边长,C 错误只有当电场线是直线,带电粒子只在 电场力的作用下,电荷的初速度为零或初速度方向与电场线重 合时,电荷的运动轨迹才会与电场线重合,故
8、D 错误,答案:B,8如图 712 所示,以 O 点为圆心、r 为半径的圆与坐 标轴的交点分别为 a、b、c、d,空间有与 x 轴正方向相同的匀 强电场 E,同时在 O 点固定一个电荷量为Q 的点电荷,如果 把一个带电量为q 的试探电荷放在 c 点,则恰好平衡,那么 匀强电场的场强为多少?a、b 两点的实际场强为多少?,图 712,解:图示空间有匀强电场和点电荷形成的电场,任何一点 的场强都是这两个电场在该处场强的合场强由带电荷量为q 正点电荷形成的电场场强方向从圆心沿半径方向向外,故 在 a 点,点电荷场强方向沿 x 轴正方向;在 d 点,点电荷场强 方向沿 y 轴的正方向,考点 4,电场线
9、,1电场线:在电场中画出的一些曲线,曲线上每一点的切 线方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱 电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线 2电场线的特点 (1)电场线始于正电荷(或无穷远),终于负电荷(或无穷远) (2)电场线密的地方电场强,电场线疏的地方电场弱 (3)电场线密的地方等差等势面密;等差等势面密的地方电 场线也密,(4)电场线互不相交,(5)电场线和等势面在相交处互相垂直,(6)电场线的方向是电势降低的方向,电势降低的方向不一,定是电场线的方向,(7)切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方,向,(8)电场线不是电荷运动的轨迹,弯曲的电场线一定不可能
10、,与轨迹重合,3几种典型的电场线,【跟踪训练】,9关于电场线,下述说法中正确的是(),A电场线是客观存在的 B电场线与电荷运动的轨迹是一致的 C电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可 以不同 D沿电场线方向,场强一定越来越大,解析:电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假 想线,A 选项错误正电荷在电场中受的电场力方向与该点切 线方向相同,而负电荷所受电场力与该点切线方向相反,选项 C 正确场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关 ,D 选项错误,答案:C,10如下列图所示,正电荷 q 在电场力作用下由 P 向 Q 做 加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电,场是
11、图中哪一个(),解析:带电体在电场中做加速运动,其电场力方向与加速 度方向相同,加速度越来越大,电荷所受电场力应越来越大, 电量不变,电场力 FEq,应是 E 越来越大电场线描述电场 强度分布的方法是:电场线密度越大,表示场强越大沿 PQ 方向,电场线密度增大的情况才符合本题的条件,答案:D,热点,电场力的性质,【例题】(双选,2011 年广东卷)图 713 为静电除尘器 除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场 力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除,尘目的下列表述正确的是(),A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方,向
12、相同,D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,图 713,解析:由于集尘极与电源正极连接,电场方向由集尘板指 向放电极,B 正确尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积, 说明尘埃带负电荷,A 错误负电荷在电场中受电场力的方向 与电场方向相反,C 错误根据 FqE 可得,D 正确,答案:BD,【触类旁通】 1(2011 年汕头检测)如图 714,点电荷 A 和 B,分别 带正电和负电,电量分别为 4Q 和 Q.在 AB 连线上,电场强度,为零的地方在(),图 714,AA 和 B 之间 CA 右侧,BB 左侧 DA 的右侧及 B 的左侧,B,2(2009 年浙江卷)如图 715 所示,在光滑
13、绝缘水平面 上放置 3 个电荷量均为 q (q 0)的相同小球,小球之间用劲度系 数均为 k0 的轻质弹簧绝缘连接当 3 个小球处在静止状态时, 每根弹簧长度为 l.已知静电力常量为 k,若不考虑弹簧的静电感,应,则每根弹簧的原长为(),图 715,解析:左侧小球受三个力的作用,即弹簧的拉力和其他两,答案:C,易错点,库仑定律的运用,【例题】如图 716 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(),图 716,A.保持 Q 不变,将 q 变为 2q,平衡
14、时弹簧的伸长量等于 2x0 B.保持 q 不变,将 Q 变为 2Q,平衡时弹簧的伸长量小于 2x0 C.保持 Q 不变,将 q 变为q,平衡时弹簧的缩短量等于 x0 D.保持 q 不变,将 Q 变为Q,平衡时弹簧的缩短量小于 x0 错解分析:A、B 选项中,某电荷量变为原来的两倍则库仑 力变为原来的两倍,要平衡则弹力变为原来的两倍,即弹簧的 伸长量等于 2x0 错选 A.C、D 两项中,电荷变为负后是引力,如 果两电荷间距离不变库仑力大小不变,弹力等于电场力,只是 弹簧是变压缩,缩短量等于 x0,错选 C 项错误的原因是弹簧 伸长或缩短时两电荷间的距离都变化,库仑力也会变化,正确解析:A、B
15、选项中,某电荷量变为原来的两倍,要平 衡则弹力变为原来的两倍,即弹簧的伸长量等于 2x0,但弹簧伸 长,电荷间距离变大,库仑力比原来的两倍小,所以伸长量小 于 2x0,B 正确C、D 两项中,电荷变为负后是引力,如果两 电荷间距离不变,则库仑力大小不变,弹力等于电场力但由 于两电荷间距离变小,库仑力变大,压缩量应变大,所以 C、 D 两项都错误 列式求解为:设弹簧的原长为l,Q 和q 间的库仑力为,指点迷津:在运用库仑定律时要注意: 库仑定律只适用于真空中的点电荷; 在电荷间距离不变的情况下库仑力与电荷量的乘积成正 比 题中电荷量变化时往往距离随之变化,所以在解题时要注 意审清题意,【纠错强化】 1(2010 年广州二模)用两根等长的细线各悬一个小球,并 挂于同一点,已知两球质量相等,当它们带上同种电荷时,相 距 L 而平衡,如图 717 所示若使它们的带电量都减少一,半,待它们重新平衡后,两球间距离(,),A大于,L 2,B等于,L 2,C小于,L 2,D等于 L,图 717,解析:设两小球带电量均为 Q,当小球相距 L 时,所受静,答案:A,