《高考物理大一轮复习第六章静电场第1讲电荷守恒定律电场力的性质学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习第六章静电场第1讲电荷守恒定律电场力的性质学案（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲电荷守恒定律电场力的性质考试标准知识内容必考要求加试要求说明电荷及其守恒定律bc1.不要求识记电子的比荷2.利用库仑定律公式求解静力学问题，只限于所受各力在同一直线上或可运用直角三角形知识求解的情形3.利用库仑定律公式与其他动力学规律求解力学与电学综合的问题，只限于所受各力在同一直线上的情形4.两个电场叠加的定量运算，仅限于在同一直线或可用直角三角形知识解决的情形.库仑定律c电场强度cc一、电荷及其守恒定律1元电荷最小的电荷量，其值为e1.601019 C.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍2电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物
2、体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子自测1完全相同的金属小球A、B，A球带电荷量为16Q，B球带电荷量为8Q.现将A与B接触后分开，则A、B两球的带电荷量分别为()A8Q，16Q B8Q，8QC4Q，4Q D4Q，4Q答案C二、库仑定律1内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上2表达式：Fk，式中k9.0109 Nm2/C2，叫做静电力常量3适用条件：真空中的点电荷自测2关于库仑定律公式Fk，下列说法正
3、确的是()A库仑定律适用于体积很小的带电球体B当真空中的两个电荷之间的距离r0时，它们之间的静电力FC当真空中的两个电荷之间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了D当真空中的两个电荷之间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了答案D解析库仑定律适用于真空中点电荷，当真空中两电荷间的距离r0时，两电荷不能看成点电荷，公式不适用，故选项D正确三、电场强度1场强公式的比较三个公式2电场的叠加(1)电场的叠加：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：平行四边形定则四、电场线1特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电
4、荷；(2)电场线在电场中不相交；(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；(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相互垂直2几种典型电场的电场线(如图1)图1自测3把检验电荷放入电场中的不同点a、b、c、d，测得的检验电荷所受电场力F与其电荷量q之间的函数关系图象如图2所示，则a、b、c、d四点场强大小的关系为()图2AEaEbEcEdBEaEbEdEcCEdEaEbEcDEcEaEbEd答案D命题点一库仑定律的理解和应用1库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用2对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电
5、荷，r为球心间的距离3对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图3所示图3(1)同种电荷：Fk；(2)异种电荷：Fk.例1如图4所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m已测得每个小球质量均为8.0104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，则下列说法错误的是()图4A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.0102 NCB球所带的电荷量为4108 CDA、B两球连线中点处的电场强
6、度为0答案B解析两相同的小球接触后电荷量均分，故两球所带电荷量相等，选项A正确；由几何关系可知，两球分开后，悬线与竖直方向的夹角为37，如图所示，A球所受的静电力Fmgtan 378.0104100.75 N6.0103 N，选项B错误；根据库仑定律得，Fkk，解得qB C4108 C，选项C正确；A、B两球带等量的同种电荷，故在A、B两球连线中点处的电场强度为0，选项D正确变式1下列说法正确的是()A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B根据Fk，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D所有
7、带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍答案D解析库仑定律适用于点电荷，点电荷是一个理想化的模型，当两个带电体间的距离远大于两个带电体的直径时，带电体就可以看成点电荷，因此带电体不一定是体积很小的球体，A错误；当两个带电体间的距离太小甚至趋近于零时，带电体就不能看成点电荷了，库仑定律就不再适用了，B错误；根据库仑定律Fk及牛顿第三定律，无论谁带电荷量多，谁带电荷量少，两个电荷间的作用力是大小相等的，C错误；元电荷是一个基本电荷量，任何带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，D正确变式2如图5所示，完全相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F.现让第三个完全相
8、同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是()图5A. B. C. D.答案A解析A、B两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，设它们带的电荷量分别为q、q.当第三个不带电的C球与A球接触后，A、C两球带电荷量平分，每个球带电荷量为q1，当再把C球与B球接触后，两球的电荷先中和再平分，每球带电荷量q2.由库仑定律Fk知，当移开C球后，A、B两球之间的相互作用力的大小变为F，A项正确变式3如图6所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，由静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()图6A速度变大，加速度变大B速度变
9、小，加速度变小C速度变大，加速度变小D速度变小，加速度变大答案C解析同种电荷相互排斥，两球远离，库仑力减小，加速度减小，库仑力做正功，小球动能增大，速度增大，故选项C正确命题点二电场强度的理解及叠加电场强度的大小既可以用公式计算，也可以用电场线的疏密程度表示，电场越强的地方，电场线越密；电场强度是矢量，它的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同，即沿着电场线的切线方向例2如图7所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30角关于a、b两点场强大小Ea、Eb的关系，以下结论正确的是()图7AEa
10、BEaEbCEaEb DEa3Eb答案D解析由题图可知，rbra，再由E可得，故D正确变式4(2017嘉兴市质检)如图8所示，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，头发屑就按照电场强度的方向排列起来，模拟出电场线的分布情况根据图中实验现象，下列说法正确的是()图8A电场线是实际存在的线B图中模拟的是异号电荷的电场线分布情况C图中没有头发屑的地方就没有电场D图中可判断左侧接线柱一定接电源正极答案B解析电场线是为形象地描述电场的特点而引入的、实际上并不存在的线，故A错误；根据电场线的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，可知题图中实验现象模拟的是异号电荷的电场线分布情况，故B正确；没有头发屑的地方也存
11、在电场，不可能把每条电场线都画出来，故C错误；电场线从正电荷出发到负电荷终止，由于该模拟实验不能表现出电场的方向，不知道哪端是正电荷，哪端是负电荷，所以不能判断出电源的正极，故D错误变式5A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场运动到B点，其vt图象如图9所示，则此电场的电场线分布可能是下图中的()图9答案D解析根据题图vt图象，带电粒子的加速度逐渐增大，电场强度逐渐增大，速度逐渐减小，速度方向与电场强度方向相反，选项D正确变式6(2017温州市质检)如图10所示，A、B、C三点在同一直线上，且ABBC，在A处固定一电荷量为Q的点电荷当在B处放一电
12、荷量为q的试探电荷时，它所受到的电场力为F；移去B处电荷，在C处放电荷量为4q的试探电荷，其所受电场力大小为()图10AF B2F C4F D8F答案A解析设B处场强为E，则FqE，由Ek可知，C处的电场强度为，在C处放电荷量为4q的试探电荷所受电场力F4qF，故A正确拓展点电场强度的叠加例3如图11所示，真空中有四点A、B、C、D在一条直线上，ABBCCD，当只在A点放一电荷量为Q的点电荷时，B点场强为E，若再将等量异号的点电荷Q放在D点，则()图11AB点场强为E，方向水平向右BB点场强为E，方向水平向右CBC线段的中点场强为零DB、C两点的场强不相同答案B解析设ABr，则由题意知，E，当
13、在D点放上点电荷Q后，B点场强EBEEE，方向水平向右，选项A错误，B正确；由场强的叠加和对称性可知，BC线段的中点场强不为零，B、C两点场强相同，选项C、D错误命题点三电场中的平衡问题1恰当选取研究对象，用“整体法”或“隔离法”进行分析2对研究对象进行受力分析，注意比力学中多了一个库仑力3列平衡方程，利用合成法、正交分解法或借助直角三角形知识求解例4(2016浙江10月学考13)如图12所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角30.带电小球
14、A、B均可视为点电荷，静电力常量为k.则()图12AA、B间库仑力大小为FBA、B间库仑力大小为FC细线拉力大小为FTD细线拉力大小为FTmg答案B解析根据题意，OAl，OBl.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角30，由几何关系可知，AOB为等腰三角形，ABAOl，对小球A受力分析如图所示，由库仑定律得：F，故A错误；AOB为等腰三角形，由于对称性，细线拉力等于库仑力，且根据平衡条件得：Fcos 30FTcos 30mg，即FFT，故B正确，C、D错误变式7(2015浙江10月学考11)如图13所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30角，小球A、B静止于同一高度已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为()图13A. B. Cmg D.mg答案A解析根据库仑定律公式得F，A选项正确，B选项错误；由于小球
