第一课7.1《库仑定律_电场强度》

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1、第七章 电场 一、考纲要求内 容 要 求 说 明1.物质的电结构、电荷守恒2.静电现象的解释3.点电荷4.库仑定律5.电场强度、点电荷的场强6.电场线7.电势能、电势8.电势差9.匀强电场中电势差与电场强度的关系10.带电粒子在匀强电场中的运动11.示波管12.常用的电容器13.电容器的电压、电荷量和电容的关系静电场是十分重要的一章,本章涉及的概念和规律是进一步学习电磁学的基础，是高中物理核心内容的一部分，对于进一步学习科学技术是非常重要的.近几年高考中对库仑定律、电荷守恒、电场强度、电势、电势差、等势面、电容等知识的考查，通常是以选择题形式考查学生对基本概念、基本规律的理解，难度不是很大，但

2、对概念的理解要求较高.本章考查频率较高且难度较大的是电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两个内容.尤其在与力学知识的结合中巧妙的把电场概念、牛顿定律、功能关系等相联系命题，对学生能力有较好的测试作用，纵观近 5 年广东高考题，基本上每年都有大题考查或选择题考查，相信在今后的高考命题中仍是重点，命题趋于综合能力考查，且结合力学的平衡问题、运动学、牛顿运动定律、功和能以及交变电流等构成综合题，来考查学生的探究能力、运用数学方法解决物理问题的能力，因此在复习中不容忽视.知识网络电荷守恒定律（三种起电方式 摩擦起电、接触起电、感应起电）库仑定律 定律内容及公式 2rQqkF应用点电荷与元电

3、荷库仑定律描述电场力的性质的物理量描述电场能的性质的物理量电场强度电场线 电场力 F=qE（任何电场） 、 （真空中点电荷）2rqkF大小方向 正电荷在该点的受力方向 定义式 EF/q真空中点电荷的场强 E=kQ/r2匀强电场的场强 E=U/d 电场 电势差 qWUAB电势 令 则0BABU等势面 电势能 电场力的功 qU电荷的储存 电容器（电容器充、放电过程及特点）示波管带电粒子在电场中的运动加速偏转 第 1 讲 库仑定律 电场强度考情直播1考纲解读考纲内容 能力要求 考向定位1.电荷守恒定律2.库仑定律3.电场强度4.电场线1.知道两种电荷，元电荷及其带电量，理解摩擦起电、感应起电、接触带

4、电的实质.2.理解点电荷这一理想化模型，掌握库仑定律.3.理解电场强度的定义式及其物理意义.4.知道几种典型的电场线的分布，知道电场线的特点.近几年高考对库仑定律、电荷守恒、电场强度、电场线等考点的考查，特别是电场强度的理解.通常是以选择题的形式出现，难度虽不很大，但对概念的理解要求很高.2.考点整合考点一 电荷守恒定律 1.电荷守恒定律是指电荷既不能 ，也不能 ，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，在转移的过程中电荷的总量 .2.各种起电方法都是把正负电荷 ，而不是创造电荷，中和是等量异种电荷相互抵消，而不是电荷被消灭.3电荷的分配原则是：两个形状、大小相同的导体，

5、接触后再分开，二者带 电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷中和后，余下的电荷再 . 特别提醒 ：使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接触带电，而这三种起电方式的实质都是相同的，都是电荷的转移或者重新分布，电荷的总量是保持不变的.【例 1】毛皮与玻璃棒摩擦后，毛皮带正电 ,这是因为（ ）A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，中性的物体若缺少了电子带正电，多余了电子就带负电，由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一

6、些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电，而正电荷是原子核内的质子，不能自由移动，所以 A 正确.【答案】A【方法技巧】摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电子的转移，正电荷是不能移动的.考点二 库仑定律1定律内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成 ，跟它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上.电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力.2库仑定律的表达式 库仑力 F，可以是引力，也可以是斥力，由电荷的电性决定.k 称静电力常量，k=9.010 9 Nm2/C2.3库仑定律的适用条件： , ，空气中也可以近似使用.电荷间的作用力遵守牛顿第三定律，即无论

7、 Q1、Q 2 是否相等，两个电荷之间的静电力一定是大小相等，方向相反.特别提醒 特别注意点电荷模型的理解，库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，当带电体不能视为点电荷时，库仑定律则不成立，两电荷之间的库仑力是作用力和反作用力，总是大小相等，而与两带电体的电量大小无关.【例 2】 （2004广东）已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电荷量为 e，下夸克带电荷量为 e，e 为电子所带电荷量的大小.如果质子是由3231三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为 l，l =1.51015 m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）.解析 本题考查库仑定律及学生对

8、新知识的吸取能力和对题中隐含条件的挖掘能力.关键点有两个：（1）质子的组成由题意得必有两个上夸克和一个下夸克组成.（2 ）夸克位置分布（正三角形）.质子带电荷量为+e ，所以它是由两个上夸克和一个下夸克组成的 .按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为：F1=k = k23le942l代入数值，得 F1=46 N，为斥力上夸克与下夸克之间的静电力为 F2=k = k31le92l代入数值，得 F2=23 N，为引力. 【方法总结】此题型新颖，立意较独特，体现了从知识立意向能力立意发展的宗旨.关键在于挖掘题目的隐含条件，构建夸克位置的分布图.考点三 电场强

9、度、电场线1.电场强度的定义式为 .适用于任何电场，电场中某点的电场强度由电场本身决定，与检验电荷的大小以及是否有检验电荷 . 2.真空中点电荷电场强度的决定式为 .只适用于真空中点电荷的在某点激发的电场. 3.匀强电场场强与电势差的关系式 .其中 d 为 .4.电场强度为矢量，方向与该点 .5.电场的叠加原理：某点的电场等于各个电荷单独存在时在该点产生电场的 .6.电场线：为了形象描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，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.注意，不能由一条电场线判断场强的大小.7.几种典型的电场线8.电场线的特点：（1）电场线始于

10、正电荷（或无穷远） ，终于负电荷（或无穷远） ；（2）电场线互不相交；匀 强 电 场 等 量 异 种 点 电 荷 的 电 场 等 量 同 种 点 电 荷 的电 场 点 电 荷 与 带 电平 板 + 孤 立 点 电 荷 周 围 的电 场 等量异种电荷的电场匀 强 电 场 等 量 异 种 点 电 荷 的 电 场 等 量 同 种 点 电 荷 的电 场 点 电 荷 与 带 电平 板 孤 立 点 电 荷 周 围 的电 场 等量同种电荷的电场匀 强 电 场 等 量 异 种 点 电 荷 的 电 场 等 量 同 种 点 电 荷 的电 场 点 电 荷 与 带 电平 板孤 立 点 电 荷 周 围 的电 场孤立点电

11、荷的电场 匀强电场（3）电场线和等势面在相交处互相垂直；（4）电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向；（5）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.特别提醒 要掌握用比值定义的物理量的特点，区分电场强度的定义式和决定式.场强的叠加原理，即空间某一点的场强应是各场源电荷在该点激发的电场的矢量和，应该遵循平行四边形定则.特别注意电场线与场强、电势高低、等势面的关系.例 3 (2005全国)图 9-36-4 中 a、b 是两个点电荷，它们的电量分别为 Q1、Q 2，MN 是 ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点 .下列哪种情况能使 P 点场强方向指向 MN 的左侧?

12、（ ）AQ 1、Q 2 都是正电荷，且 Q1Q 2 BQ 1 是正电荷，Q 2 是负电荷，且 Q1|Q2|C. Q1 是负电荷，Q 2 是正电荷，且|Q 1|Q 2 D. Q1、Q 2 都是负电荷，且|Q 1|Q2|【剖析】场强是矢量，场强的合成遵循平行四边形定则，由平行四边形定则可画出场强的矢量图，可得到 ACD 正确.【答案】ACD 【方法技巧】 本题考查场强的矢量性 ，即空间某一点的场强应是各场源电荷在该点激发的电场的矢量和，应该遵循平行四边形定则.考点四 带电体在电场中的平衡特别提醒 带电体在电场中的平衡问题是指带电体处于静止或者匀速直线运动状态，仍属“静力学”范畴，只是带电体所受的外

13、力中多了一项电场力而已，因此，解题的一般步骤为：研究对象的选取（整体法或者隔离法） ；受力分析并画出受力图；根据平衡条件列方程求解. 例 4两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷)，质量分别为m1和 m2，带电量分别是 q1和 q2，用两等长的绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与竖直方向成夹角 1和 2，如图 9-36-6 所示，若 1 2，则下述结论正确的是（ ）A.q1一定等于 q2 B.一定满足 21mqC.m1一定等于 m2 D.必定同时满足 q1=q2，m 1=m2解析 可任选 m1或者 m2为研究对象，现以 m1为研究对象，其受力如图 9-36-8 所示，无论 q1、

14、q 2的大小关系如何，两者之间的库仑斥力是大小相等的，故 ，即221ctgFctgF斥斥 ，.21答案 C方法技巧 求解带电体在电场中的平衡问题和求解静力学问题的思维方法一模一样，首先是研究对象的选取，然后是受力分析，画出受力示意图，最后列平衡求解. 高考重点热点题型探究热点 1 电场线与场强、电势等物理量的关系TF 斥 m1mg图 9366图 9364真题 1（2008 年广东）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过 M 点，再经过 N 点，可以判定（ ）AM 点的电势大于 N 点的电势BM 点的电势小于 N 点的电势C粒子在 M 点受到的电场力大于在

15、 N 点受到的电场力D粒子在 M 点受到的电场力小于在 N 点受到的电场力解析沿着电场线的方向，电势降低，故选项 A 正确.电场线越密，场强越大，同一粒子受到的电场力越大，选项 D 正确.答案AD名师指引要掌握电场线的特点，电场线与场强、电势高低、等势面的关系.真题 2(2007广东理科基础)如图 9-36-10 所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷 Q 产生的电场线，若带电粒子 q（|Q |q|）由 a 运动到 b，电场力做正功.已知在 a、b 两点粒子所受电场力分别为 Fa、 Fb，则下列判断正确的是( )A若 Q 为正电荷，则 q 带正电， FaF bB若 Q 为正电荷，则 q 带正电， FaF bC若 Q 为负电荷，则 q 带正电， FaF bD若 Q 为负电荷，则 q 带正电，F aF b 解析q 从 a 点移到 b 点，电场力做正功，表明 Q、q 一定带同种电荷，要么同为正，要么同为负，又因为 EaEb,故