《高三物理新课标一轮讲义--电场力的性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理新课标一轮讲义--电场力的性质（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 19 页第第 2 课时课时 电场力的性质电场力的性质考纲解读 1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.2.熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题1对电场强度概念的理解关于电场强度的概念，下列说法正确的是( )A由 E 可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比FqB正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关C电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零答案 C解析 电场中某点场强的大小和方向由电场本身
2、决定，与试探电荷的受力情况及电荷性质无关，故 A、D 错误，C 正确；电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，但场强方向与试探电荷的正负无关，B 错误2电场强度的矢量合成如图 1 所示，M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N 两点，这时 O 点电场强度的大小为 E1；若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则 O点电场强度的大小变为 E2.E1与 E2之比为( )图 1A12 B21 C2 D433答案 B解析 两个点电荷分别在 M 点和 N 点时，每个点电荷在 O 点产生的场
3、强大小相等、方向相同，所以 EMENE1，得 EMEN.将 N 点处的点电荷移至 P 点时，假设E12M 点的电荷为正电荷，则 O 点的场强如图所示M 点和 P 点的点电荷在 O 点产生的场强大小仍相等，夹角为 120，所以 O 点场强 E2EM，即 ，B 正确E12E1E221第 2 页 共 19 页3对电场线概念的理解以下关于电场和电场线的说法中正确的是( )A电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切B在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零C同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，
4、客观上并不存在答案 CD解析 电场线是假想的，不是物质，在空间不相交，不相切，不画电场线区域内的点场强不一定为零4电场强度两个表达式的比较对于由点电荷 Q 产生的电场，下列说法正确的是( )A电场强度的定义式仍成立，即 E ，式中的 Q 就是产生电场的点电荷FQB在真空中，电场强度的表达式为 E，式中 Q 就是产生电场的点电荷kQr2C在真空中，电场强度的表达式 E，式中 q 是检验电荷kqr2D以上说法都不对答案 B5带电粒子在电场中的运动分析实线为三条方向未知的电场线，从电场中的 M 点以相同的速度飞出 a、b 两个带电粒子，a、b 的运动轨迹如图 2 中的虚线所示(a、b 只受电场力作用
5、)，则( )图 2Aa 一定带正电，b 一定带负电B电场力对 a 做正功，对 b 做负功Ca 的速度将减小，b 的速度将增大Da 的加速度将减小，b 的加速度将增大答案 D解析 由于电场线的方向未知，故无法确定 a、b 的电性，A 错；电场力对 a、b 均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C 均错；a 向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b 向电场线密集处运动，电场强度增大，第 3 页 共 19 页电场力增大，故加速度增大，D 正确一、电场强度1静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的电场的
6、基本性质是对放入其中的电荷有力的作用2电场强度(1)物理意义：表示电场的强弱和方向(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值叫做该点的电场强度(3)定义式：E .Fq(4)标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则二、电场线1定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小2特点：(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；(2)电场线在电场中不相交；(3)在同一电场里，电场线越
7、密的地方场强越大；(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；(5)沿电场线方向电势逐渐降低；(6)电场线和等势面在相交处互相垂直3几种典型电场的电场线(如图 3 所示)第 4 页 共 19 页图 34电场线与电荷运动的轨迹(1)电荷运动的轨迹与电场线一般不重合若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满足的情况下两者重合：电场线是直线电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行(2)由粒子运动轨迹判断粒子运动情况：粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切由电场线的疏密判断加速度大小由电场力做功的正负判断粒子动能的变化.考点一 电场强度的计算1场强的公式三个公式Error!Error
8、!2电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和(2)运算法则：平行四边形定则例 1 N(N1)个电荷量均为 q(q0)的小球，均匀分布在半径为 R 的圆周上，如图 4 所示若移去位于圆周上 P 点(图中未标出)的一个小球，则圆心 O 点处的电场强度大小为_，方向_(已知静电力常量为 k)图 4解析 P 点的带电小球在圆心 O 处的电场强度大小为 E1k，方向沿 PO 指向 O；NqR2个小球在 O 点处电场强度叠加后，合场强为零；移去 P 点的小球后，则剩余 N1 个小球在圆心 O 处的电场强度与 P 点的小球在圆心 O 处的电场强度等
9、大反向，即第 5 页 共 19 页EE1k，方向沿 OP 指向 P.qR2答案 沿 OP 指向 PkqR2利用补偿法和对称法求电场强度 (1)补偿法：题给条件建立的模型不是一个完整的标准模型，比如说模型 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)对称法：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突破训练 1 如图 5 所示，在水平向右、大小为 E 的匀强电场中，在 O 点固定一电荷量为Q 的正
10、电荷，A、B、C、D 为以 O 为圆心、半径为 r 的同一圆周上的四点，B、D 连线与电场线平行，A、C 连线与电场线垂直则( )图 5AA 点的场强大小为 E2k2Q2r4BB 点的场强大小为 EkQr2CD 点的场强大小不可能为 0DA、C 两点的场强相同答案 A突破训练 2 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 6 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 的直线，在直线上有 M、N 两点，2R.已OMON知 M 点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为( )图 6第 6 页 共 19 页A.
11、E B.kq2R2kq4R2C.E D.Ekq4R2kq4R2答案 A解析 设想球壳是一完整的球面，则 M、N 两点的场强大小为 E0k，去掉左侧2q2R2 半球面，右侧半球面在 N 点产生的场强大小与只有左侧半球面时在 M 点产生的场强大小相同，因此 N 点场强 EE0EE，A 选项正确kq2R2考点二 两个等量点电荷电场的分布等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点 O 处的场强连线上 O 点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由 O 点向外场强大小O 点最大，向
12、外逐渐减小O 点最小，向外先变大后变小关于 O 点对称的 A与 A、B 与 B的场强等大同向等大反向例 2 如图 7 所示，两个带等量负电荷的小球 A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N 是小球 A、B 连线的水平中垂线上的两点，且 POON.现将一个电荷量很小的带正电的小球 C(可视为质点)由 P 点静止释放，在小球 C 向 N 点运动的过程中，下列关于小球 C 的说法可能正确的是( )图 7第 7 页 共 19 页A速度先增大，再减小B速度一直增大C加速度先增大再减小，过 O 点后，加速度先减小再增大D加速度先减小，再增大解析 在 AB 的中垂线上，从无穷远处到 O 点
13、，电场强度先变大后变小，到 O 点变为零，故正电荷受库仑力沿连线的中垂线运动时，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在 O 点加速度变为零，速度达到最大；由 O 点到无穷远处时，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性如果 P、N 相距很近，加速度则先减小，再增大答案 AD突破训练 3 如图 8 所示，a、b 两点处分别固定有等量异种点电荷Q 和Q，c 是线段ab 的中点，d 是 ac 的中点，e 是 ab 的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在 d、c、e 点，它所受的电场力分别为 Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是( )图 8AFd、Fc、Fe的方向都是水平向右BFd、F
14、c的方向水平向右，Fe的方向竖直向上CFd、Fe的方向水平向右，Fc0DFd、Fc、Fe的大小都相等答案 A解析 根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示，d、c、e 三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点受电场力方向与场强方向相同可得到 A 正确，B、C 错误；连线上场强由 A 到 B 先减小后增大，中垂线上由 O 到无穷远处逐渐减小，因此 O 点场强是连线上最小的(但不为 0)，是中垂线上最大的，故FdFcFe，故 D 错误突破训练 4 如图 9 所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a、b、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且 a 和
15、 c 关于 MN 对称，b 点位于 MN 上，d 点位于两电荷的连线上以下判断正确的是( )第 8 页 共 19 页图 9Ab 点场强大于 d 点场强Bb 点场强小于 d 点场强Ca、b 两点间的电势差等于 b、c 两点间的电势差D试探电荷q 在 a 点的电势能小于在 c 点的电势能答案 BC解析 根据等量异种点电荷产生的电场的电场线分布情况和由电场线的疏密表示场强大小可知 EdEb.故选项 A 错误，选项 B 正确a、c 两点关于 MN 对称，故 UabUbc，选项 C 正确沿电场线方向电势降低，所以 ac，由 Epq 可知 EpaEpc，故选项D 错误29带电体的力电综合问题的分析方法1基本思路2运动情况反映受力情况(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合与速度方向总是一致(3)做曲线运动：F合0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧(4)F合与 v 的夹角为 ，加速运动：00)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 11Ak Bk Ck Dk3qR210q9R2QqR29Qq9R2答案 B解析 电荷 q 产生的电场在 b 处的场强 Eb，方向水平向右，由于 b 点的合场强为kqR2零，故圆盘上的电荷产生的电场在 b
