《5高考物理特训第七章 静电场》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5高考物理特训第七章 静电场（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章静电场第1讲库仑定律电场强度目标要求学科素养1.了解静电现象，理解电荷守恒定律、元电荷、点电荷的概念.2.掌握库仑定律的内容和公式，会用库仑定律求解相关的力学问题.3.理解电场强度的概念和不同表达式，会用叠加原理求合电场强度，了解静电平衡的特征.4.认识电场线的特点，掌握几种典型的电场线，并能利用电场线的特点分析问题1.通过对电场概念的学习，进一步加强对守恒思想、比值定义法、理想化模型等物理观念的培养. 2.通过对库仑定律、电场的叠加和静电平衡的学习，提升知识综合应用能力和科学思维能力.3.通过对电场线的学习和应用，掌握用“线”描绘“场”的技巧，培养建模能力和空间想象能力.4.通过对生活
2、中静电现象的学习和分析，培养科学的态度和责任1电荷库仑定律2电场强度电场线附：几种典型电场的电场线1思考判断(1)英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场()(2)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量()(3)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()(4)电场中某点电场强度的方向与电荷在该点所受电场力的方向相同()(5)当两个带电体的间距远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷()(6)真空中，点电荷的电场强度的表达式E，其中Q是产生电场的电荷所带的电荷量()(7)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
3、同()(8)先用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片不能张开()2电荷守恒定律库仑定律两个分别带有电荷量Q和3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()A.F B.FC.F D12F答案：B解析：接触之前，两个带电小球之间的库仑力为F；接触之后，两球的电荷先中和后均分，所带电荷量均为qQ，此时的库仑力的大小为F；解得FF，故B正确3(教材改编题)如图所示，真空中有两个点电荷Q19.0108 C和Q21.0108 C，分别固定在x轴的x0和x6 cm 的位置上问：(1)x轴
4、上哪个位置的电场强度为零？(2)x轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的？答案：(1)9 cm(2)0x9 cm解析：(1)两个点电荷为异种电荷，且Q2的电荷量小，根据点电荷的电场强度公式和叠加原理可知，两个点电荷在x坐标轴上产生等大、反向电场强度的点(合电场强度为零的点)一定在Q2的右侧，设该点坐标为x0，则有kk，代入数据解得x09 cm.(2)在Q1、Q2之间，正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场强度都沿x轴正方向，所以在(0，6 cm)区间电场强度是沿x轴正方向的；根据问题(1)的分析可知，在x轴上大于9 cm的区域，电场强度的方向也沿x轴正方向所以在x轴上0x9 cm的区域，
5、电场强度的方向沿x轴正方向.能力点 1电荷三种起电现象(自主冲关类)题组冲关1对元电荷的理解关于元电荷，下列说法错误的是()A所有带电体的电荷量的大小一定等于元电荷的整数倍B带电粒子的电荷量与其质量的比值叫该带电粒子的比荷C元电荷实际上是指电子和质子本身D元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的答案：C解析：所有带电体的电荷量的大小一定等于元电荷的整数倍，A正确；由比荷的定义知B正确；元电荷是电荷量，不是指电子和质子本身，C错误；元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用油滴实验测得的，D正确2三种起电现象用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套
6、与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法不正确的是()A摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异种电荷C笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和D圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力答案：C解析：笔套与头发摩擦后带电摩擦起电，故A正确；带电的笔套靠近圆环时，圆环上端感应出的电荷与笔套的电性相反，下端感应出的电荷与笔套的电性相同感应起电，故B正确；圆环中的总感应电荷量为零，不能中和笔套所带电荷，笔套碰到圆环后，笔套和圆环将带同种电荷接触起电，故C错误；圆环被吸引到笔套上是
7、因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，产生了加速度，故D正确3感应起电现象如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球下列说法正确的是()A把C移近导体A时，A上的金属箔片张开，B上的金属箔片不张开B把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合答案：B解析：把带正电的小球C移近导体A时，由于静电感应，导体B的右端要感应出正电荷，导体A的左端会感应出负电荷，所
8、以导体两端的箔片都张开，且左端带负电，右端带正电，故A错误；把C移近导体A后，若先把A和B分开，然后移去C，则A带负电，B带正电，箔片还是张开的，故B正确；若先把C移走，再把A、B分开，则A、B上的感应电荷将中和，A、B都不带电，A、B上的箔片也不会张开，故C错误；若先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A与B上的电荷也会中和，A上的箔片闭合，B上的箔片也闭合，故D错误锦囊妙法三种起电方式的比较摩擦起电感应起电接触起电产生条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体带上与带电体相同电性的
9、电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)自由电荷在带电体与导体之间发生转移实质电荷在物体与物体之间或物体各部分之间的转移能力点 2对库仑定律的理解和应用(逐点突破类)1库仑力的计算(2018全国卷)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()Aa、b的电荷同号，kBa、b的电荷异号，kCa、b的电荷同号，kDa、b的电荷异号，k答案：D解析：根据同种电荷相斥，异种电荷相
10、吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，所以a、b的电荷异号，对小球c受力分析如图所示因ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm，因此acbc，依据相似三角形之比有；根据库仑定律有Fak，Fbk，所以解得，故D正确对库仑力的理解和计算(1)无论两个点电荷的电荷量是否相等，电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反，满足牛顿第三定律；(2)应用库仑定律计算库仑力时，电荷量只代大小，不代正负号，库仑力的方向根据“同性相斥，异性相吸”判断；(3)两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的库仑力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和2.三个自由点电荷的平衡问题如图所示，光滑绝缘的水平地面
11、上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为4Q和Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置分别是()AQ，在A左侧距A为L处B2Q，在A左侧距A为处C2Q，在A右侧距A为处D4Q，在B右侧距B为L处答案：D解析：根据库仑力的特点和平衡条件可以推知，要使A、B、C三个电荷都平衡，电荷C必须为负电荷，且放在B的右侧某位置设C的电荷量为q，所在位置与B的距离为r，则当C平衡时，有kk，解得rL.当点电荷B受力也平衡时，有kk，解得q4Q，因为q为负电，所以q4Q，故D正确三个自由点电荷的平衡问题当三个自由点电荷在库仑力作用下都处于平衡状态时，任意一个点电荷受到另外
12、两个点电荷的库仑力等大、反向具体规律如下：3库仑力作用下的加速运动问题(2021河北名校联考)在光滑的水平面上固定两个点电荷A和B，它们的质量分别为2m和m，所带电荷量分别为Q和3Q，如图所示水平外力先作用在A上，解除锁定后，A、B恰能一起相对静止做匀加速直线运动，调整A、B间的距离，后用相同大小的水平外力作用在B上，A、B又恰能一起相对静止做匀加速直线运动则以下说法正确的是()A两点电荷的电性一定相反B外力作用在A上时两点电荷的加速度小于作用在B上时两点电荷的加速度C点电荷A对点电荷B的库仑力大于点电荷B对点电荷A的库仑力D外力作用在A上时A、B的间距与作用在B上时A、B的间距之比为1答案：
13、D解析：外力向右作用于A或向左作用于B的情况下，两点电荷间的作用力是斥力，两点电荷的电性相同，外力向左作用于A或向右作用于B的情况下，两点电荷间的作用力是引力，两点电荷的电性相反，A错误；无论水平外力作用于A还是作用于B，对A、B整体都有F3ma，所以A、B一起做匀加速直线运动的加速大小都是a，B错误；点电荷A对点电荷B的库仑力与点电荷B对点电荷A的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，C错误；当外力作用在A上时，设A、B的间距为r1，对B有kma，当外力作用在B上时，设A、B的间距为r2，对A有k2ma，联立解得r1r21，D正确涉及库仑力的力电综合问题求解涉及库仑力的力电综合问
14、题的思路和方法，与一般的动力学问题是相同的，只是在原来受力分析的基础上多了电场力能力点 3对电场强度的理解和计算(自主冲关类)1电场强度的三个表达式比较项目EEkE公式意义电场强度的比值定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场真空中的点电荷匀强电场；d为沿电场方向的距离决定因素由电场本身决定，与q、F无关由场源电荷Q和该点到场源电荷的距离r共同决定由电场本身决定，与U、d无关相同点都是矢量，遵循平行四边形定则2.电场强度的计算(1)多个点电荷在空间某处产生的电场强度为各点电荷在该处所产生的电场强度的矢量和，遵循平行四边形定则电场强度的叠加(2)在求解一些特殊形状的带电体产生的电场强度时，常常需要借助科学的思维方法，如补偿法、微元法、对称法、等效法等巧妙分析易错警示分析电场的叠加问题时，一定要明确每一部分电荷产生电场的大小和方向，然后才能进行合成合成时还要注意各部分电场的分布特点，用好对称性典例1 电场强度的叠加对称法在直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示，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，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点处电场强度的大小和方向分别为()
