【大纲版】2012高三物理一轮复习测试31电场力的性质的描述
2012版物理一轮精品复习学案：6.1 电场力的性质的描述(选修3-1)
第1节电场力的性质的描述【高考目标导航】【考纲知识梳理】一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。
4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
二、库仑定律1．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正比，跟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．公式：F=kQ1Q2／r2k＝9．0×109N·m2／C23．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电场1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。
四、电场强度1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱2．表达式：E＝F/q 单位是：N/C或V/m；E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一个定值．5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关，五、电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．4．匀强电场的电场线平行且距离相等．5．没有画出电场线的地方不一定没有电场．6．顺着电场线方向，电势越来越低．7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．8．电场线永不相交也不闭合，9．电场线不是电荷运动的轨迹．【要点名师透析】一、对库仑定律的进一步理解1.适用条件只适用于真空中的两个静止点电荷之间的相互作用力或者静止点电荷对运动点电荷的作用力的计算，r→0时，公式不适用，因为这时两电荷已不能再看做点电荷了.2.三个点电荷的平衡问题如图所示在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷Q A、Q B、Q C，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异).(2)Q A＞Q B，Q C＞Q B(两大夹小).(3)若Q C＞Q A，则Q B靠近Q A(近小远大).概括成易记的口诀为：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大.”解决方法根据三点合力(场强)均为零，列方程求解：【例1】如图所示，带电小球A、B的电荷分别为Q A、Q B，都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法( )A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍【答案】选B、D.【详解】对B由共点力平衡可得而F=故答案为B、D.二、场强的公式、电场的叠加1.场强的公式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为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和.(2)计算法则：平行四边形定则.【例2】(2011·吉安模拟)如图所示， A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为-q外，其余各点处的电荷量均为+q，则圆心O处( )A.场强大小为方向沿OA方向B.场强大小为方向沿AO方向C.场强大小为方向沿OA方向D.场强大小为方向沿AO方向【答案】选C.【详解】根据对称性，先假定在A点放上+q的点电荷，则O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷在O点的场强方向沿OA向上，大小为故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B、C、D、E四个+q在O点产生的合场强的矢量和，即E O=E A+E′=所以答案为C.三、常见电场的电场线特点1.孤立点电荷的电场(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内).(2)离点电荷越近，电场线越密(场强越大)；(3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同.2.两种等量点电荷的电场线比较3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义，一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合.(1)电场线为直线；(2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.【例3】如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b 两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( )A.a一定带正电，b一定带负电B.a的速度将减小，b的速度将增加C.a的加速度将减小，b的加速度将增加D.两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】选C.【详解】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确.四、带电体的力、电综合问题1.解答思路2.运动反映受力情况(1)物体保持静止：F合=0(2)做直线运动①匀速直线运动，F合=0②变速直线运动：F合≠0，且F合一定沿直线方向.(3)做曲线运动：F合≠0，且F合总指向曲线凹的一侧.(4)加速运动：F合与v夹角α，0°≤α＜90°；减速运动：90°＜α≤180°.(5)匀变速运动：F合=恒量.【例4】(2010·新课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】选A.【详解】粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，由于惯性只能是A图，不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故不可能出现B、C、D图的情况.【感悟高考真题】1.（2011·江苏物理·T8）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。
高考物理一轮课时演练：电场力的性质的描述(含答案)
课时提能演练（十八）电场力的性质的描述(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题只有一个选项正确)1.在真空中有一点电荷形成的电场中,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为( )A. B.C. D.【解析】选B。
根据点电荷场强公式E=可得:真空中同一点电荷产生的电场强度与场点位置r的平方成反比,则=,又E0=,所以E=,故答案为B。
2.(2013·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供。
(2)根据向心力的不同表达式分析电子做匀速圆周运动的加速度、周期、角速度、线速度与半径的关系。
【解析】选C。
根据题意,电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供,即k=ma=m=mω2r=m r,可判断电子运动的半径越大,加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大,故C正确。
3.如图所示,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E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角。
关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A.E a=B.E a=E bC.E a=E bD.E a=3E b【解析】选D。
由题图可知,r b=r a,再由E=可得==,故D正确。
4.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示,现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为( )A. B. C.3 D.【解析】选D。
高三物理一轮复习课件 电场力的性质共69页
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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高考物理一轮复习课件电场力的性质
例题1
分析与解答
例题2
分析与解答
一正电荷在电场中从A点移 到B点，电场力做了正功， 则A、B两点间的电势差____ （填“大于”、“小于”或 “等于”）零。
根据电势差的定义式 $U_{AB} = frac{W_{AB}}{q}$，由于电 场力做正功，且电荷为正电 荷，因此$U_{AB} > 0$。
在匀强电场中，有A、B、C 三点构成等边三角形，且电 场线与三角形所在平面平行 。已知$varphi_A = 2V$， $varphi_B = - 8V$，则 $varphi_C =$____。
由于匀强电场的等势面是平 行且等间距的直线，因此可 以画出通过A、B两点的等势 面，然后根据等边三角形的 性质确定C点的电势。由于A 、B两点的电势差为10V，且 等边三角形的边长为$d$， 则C点的电势为$varphi_C = varphi_A - frac{U_{AB}}{d} times frac{d}{2} = -3V$。
能量转化和守恒问题探讨
01 电势能
带电粒子在电场中具有电势能，其大小与电荷量 和电势差有关。
02 动能定理
根据动能定理，可以分析带电粒子在电场中运动 时动能的变化情况。
03 能量守恒
在只有电场力做功的情况下，带电粒子和电场组 成的系统机械能守恒。
典型例题分析与解答
01
02
03
例题一
分析带电粒子在匀强电场 中的受力情况，并画出其 运动轨迹。
例题二
求解带电粒子在匀强电场 中的速度变化规律和动能 变化情况。
例题三
探讨带电粒子在匀强电场 中的能量转化和守恒问题 ，并分析系统机械能是否 守恒。
05
平行板电容器及其相关应用
高考物理一轮复习课件课后限时作业电场的力的性质
等势面描绘和判断方法
等势面的描绘
等势面是指电场中电势相等的各个点所构成的面。在匀强电场中，等势面是一系列平行的平面；在非 匀强电场中，等势面的形状则取决于电场的分布。
等势面的判断方法
根据等势面的定义和电场线与等势面垂直的特性，可以得出判断等势面的方法。首先确定电场中某点 的电势值，然后找出与该点电势值相等的所有点，这些点构成的曲面即为等势面。同时需要注意，等 势面不能相交且电场线总是与等势面垂直。
静电场与恒定电场区别与联系
区别
静电场是由静止电荷产生的电场，恒定电场是由稳定分布的电荷产生的电场。 静电场中电荷分布不随时间变化，而恒定电场中电荷分布可能随时间变化。
联系
静电场和恒定电场都遵循库仑定律和电场叠加原理。在静电场中，电势和电场 强度满足一定的关系；在恒定电场中，电流密度和电场强度也满足一定的关系 。
02
库仑定律与点电荷间相互作用力
库仑定律内容及表达式
库仑定律内容
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。
库仑定律表达式
F=kQ1Q2/r^2，其中k为静电力常量 ，Q1和Q2为两个点电荷的电荷量，r 为它们之间的距离。
典型例题解析与思路拓展
典型例题解析
通过解析典型例题如“求点电荷在某点 的电场强度”、“求两点间的电势差” 等题目来加深对知识点的理解和应用。 在解题过程中需要注意审题、分析物理 过程、选择合适的公式进行计算并验证 结果的合理性。
VS
思路拓展
在掌握基本知识点的基础上可以通过拓展 思路来进一步加深对知识点的理解和应用 。例如可以思考如何应用叠加原理求解复 杂带电体的电场强度分布、如何应用微积 分思想求解非匀强电场中的电势差等问题 。同时也可以通过对比不同方法之间的优 缺点来选择合适的解题方法。
2012届高考物理电场力的性质的描述单元复习测试题(附答案)
2012届高考物理电场力的性质的描述单元复习测试题（附答案）云南省新人教版物理2012届高三单元测试18《电场力的性质的描述》(时间:90分钟满分：100分)一、选择题1．在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E＝Fq，下列说法正确的是()A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B．若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4E．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小方向均不变【答案】选 D【详解】电场中某点的场强与检验电荷无关，故D对．2．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F2则F1与F2之比为() A．2∶1B．4∶1．16∶1 D．60∶1【答案】选 D【详解】两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量为＋Q，距离变为原的两倍，根据库仑定律可知选项D正确．3．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原的位置上，则相互作用力可能为原的() A47 B3797 D167【答案】D【详解】设两小球的电荷量分别为q和7q，则原相距r时的相互作用力F＝q•7qr2＝7q2r2由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同：相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电量为7q＋q2＝4q放回原处后的相互作用力为：F1＝4q•4qr2＝16q2r2，故F1F＝167(2)两球电性不同：相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量为7q －q2＝3q放回原处后的相互作用力为：F2＝3q•3qr2＝9q2r2，故F2F＝974．如图21所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图21中虚线所示．则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增加．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】【详解】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电．若电场线为负点电荷的电场线，则a为负电荷，b为正电荷，A错．由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错．但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小．b正好相反，选如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为( )A可能受到2个力作用B可能受到3个力作用可能受到4个力作用D可能受到个力作用【答案】选A、【详解】以A为研究对象，根据其受力平衡可得，如果没有摩擦，则A对斜面一定无弹力，只受重力和库仑引力作用而平衡；如果受摩擦力，则一定受弹力，所以A受4个力作用而平衡故答案为A、6把质量为的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是( )A点电荷的轨迹一定和电场线重合B点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合D点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动【答案】选【详解】带电粒子在电场中运动时，其运动轨迹与电场线重合的条是：(1)电场线为直线;(2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行这三个条必须同时满足粒子才能够沿电场线运动故答案为7两点电荷A、B带电量QA＞QB，在真空中相距r，现将检验电荷q 置于某一位置时，所受的库仑力恰好为零，则( )AA和B为异种电荷时，在AB之间连线上靠近B一侧BA和B为异种电荷时，在AB连线的延长线上A外侧A和B为同种电荷时，在AB之间连线上靠近B一侧DA和B无论为同种还是异种电荷，都不在AB连线以及延长线上【答案】选【详解】根据检验电荷q置于某一位置时，所受的库仑力恰好为零可得，点的合场强为零，并且此位置一定在AB直线上，由场强的叠加可得场强为零的点，若是同种电荷一定在A、B连线之间靠近电荷量小的B端，若是异种电荷一定在A、B连线的延长线上靠近电荷量小的B端(即B的外侧)，所以答案为8．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t 的关系图象如图甲所示．则此电场的电场线分布可能是图乙中的()【答案】选 A【详解】从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是 A9．如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在点．把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ＝60°的位置B时速度为零．以下说法正确的是()A．小球重力与电场力的关系是g＝3EqB．小球重力与电场力的关系是Eq＝3g．小球在B点时，细线拉力为FT＝3gD．小球在B点时，细线拉力为FT＝2Eq【答案】选 B【详解】根据对称性可知，小球处在AB中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，根据三角函数关系可得：qEsin30°＝gs30°，化简可知选项A错误，B正确；小球到达B点时速度为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：FT ＝qEsin30°＋gs30°，化简可知FT＝3g，选项正确，D错误．10．如图所示，真空中x坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴。
高考物理一轮复习练习及解析资料电场的力的性质
第44讲电场的力的性质体验成功1.电场强度E的定义式为E＝Fq，库仑定律的表达式为F＝kq1q2r2，下列说法正确的是( )A.E＝Fq也适用于点电荷产生的电场B.E＝Fq中的F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量C.E＝Fq中的F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量D.F＝k q1q2r2中，kq2r2是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小；而kq1r2是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小解析：定义式适用于所有情况，式中的q是试探电荷.答案：ABD2.ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图甲所示.ab上电荷产生的电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2.则下列说法中正确的是( )A.两处的电场方向相同，E1＞E2B.两处的电场方向相反，E1＞E2C.两处的电场方向相同，E1＜E2D.两处的电场方向相反，E1＜E2解析：本题不能采用定量计算的方法，只能定性分析.如图乙所示，在细杆的中点处作一虚线，虚线左边的电荷在P1点产生的场强为零.虚线右边的电荷量只有总电荷量的一半，P1点离虚线的距离和P2点离杆右端的距离均为l4，故E1＜E2.答案：D3.如图所示，实线是一族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大小分别为F a、F b，则下列判断正确的是[2007年高考·广东物理卷]( )A.若Q为正电荷，则q带正电，F a＞F bB.若Q为正电荷，则q带正电，F a＜F bC.若Q为负电荷，则q带正电，F a＞F bD.若Q为负电荷，则q带正电，F a＜F b解析：由a运动到b电场力做正功可知，两电荷电性相同，又由电场线的疏密知F a＞F b.答案：A甲4.如图甲所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2q1为[2007年高考·重庆理综卷]( )A.2B.3C.2 3D.33解析：乙A球的受力分析图如图乙所示，由图乙可得F＝G tan θ，由库伦定律得F＝kq A q Br2，式中r＝l sin θ(l为绳长)，由以上三式可解得q B＝Gl2sin2θtan θkq A，因q A不变，则q2q1＝sin245°tan45°sin230°tan30°＝2 3.答案：C5.如图所示，光滑绝缘的水平面上有带异种电荷的小球A、B，把它们置于水平向右的匀强电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动.设A、B的电荷量绝对值依次为Q A、Q B，则下列判断正确的是( )A.小球A带正电，小球B带负电，且Q A>Q BB.小球A带正电，小球B带负电，且Q A<Q BC.小球A带负电，小球B带正电，且Q A>Q BD.小球A带负电，小球B带正电，且Q A<Q B解析：若小球A带正电，小球B带负电，则B球所受的合外力向左，不可能向右做匀加速直线运动，所以选项A、B错误；对于A、B整体，所受外力向右，所以小球A带负电，小球B带正电，且Q A<Q B，即选项D正确.答案：D6.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示.要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷( )A.可放在A点，Q＝2qB.可放在B点，Q＝－2qC.可放在C点，Q＝－qD.可放在O点，Q＝－q解析：由平行四边形定则知，＋q、－q在O点产生的电场强度大小为：E＝2·kqr2·cos60°＝kqr2，方向为OD方向，故在C点放Q＝－q的点电荷后，O点场强为零.答案：C。
高考物理一轮复习《电场力的性质的描述》ppt课件
知识点 3 电场线 Ⅰ 1.定义 为了形象地描述电场中各点的电场强度的强弱及方向，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 _电__场__强__度__方向一致，曲线的_疏__密__表示电场强度大小。
2.几种典型电场的电场线
3.特点 （1）电场线从_正__电__荷__出发，终止于_负__电__荷__或无限远处，或 来自于无限远处，终止于_负__电__荷__。 （2）电场线在电场中_不__相__交__。 （3）在同一电场中，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_互__相__垂__直__。
【解析】选C。如果A、B为异种电荷，当A对B的库仑引力恰好 提供B做圆周运动所需要的向心力时，B绕A做匀速圆周运动； 当A对B的库仑引力大于或者小于B做圆周运动所需要的向心力 时，则B将做向心运动或者做离心运动。如果A、B为同种电荷， 则B受到A的库仑斥力将做远离A的变加速曲线运动，B球的动能 逐渐增加，所以选项C正确。
选修3-1 第六章 静电场 电势能与电势差
第1讲 电场力的性质的描述
知识点 1 物质的电结构 电荷守恒 点电荷 Ⅰ 库仑定律 Ⅱ
1.元电荷 元电荷e=__1_._6_×__1_0_-1_9_C，带电体的电荷量都是元电荷的 _整__数__倍__，单个质子、电子的电荷量与元电荷相同。
2.电荷守恒定律 （1）内容： 电荷既不能_创__造__，也不能_消__灭__，只能从物体的一部分_转__移__ 到另一部分，或者从一个物体_转__移__到另一个物体， 在_任__何__转__移__的过程中，电荷的总量_不__变__。
kQ
高三物理一轮复习资料【电场力的性质】
高三物理一轮复习资料【电场力的性质】[考点分析]1．命题特点：本考点主要涉及库仑定律、电场强度、电场线等基础知识，考查时常结合库仑定律、电场力、平衡条件等相关知识简单交汇命题，题型为选择题，难度一般不大．2．思想方法：理想化模型法、比值定义法、等效思想、控制变量法、对称法等．[知能必备]1．常用的公式2．类比法、对称法求解叠加场的场强(1)类比法：当空间某一区域同时存在两个或两个以上的电场(由各自独立的场源电荷所激发)时，某点场强E等于各电场的场强在该点的矢量和，遵循平行四边形定则，可以类比力的合成与分解．(2)对称法[真题再练]1. (多选)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷．a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等．则()A．a、b两点的场强相等B．a、b两点的电势相等C．c、d两点的场强相等D．c、d两点的电势相等解析：ABC如图所示，为等量异种电荷周围空间的电场分布图．本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置．它们有共同的对称轴PP′，PP′所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零．故在PP′上的点电势为零，即φa＝φb＝0；而从M点到N点，电势一直在降低，即φc>φd，故B正确，D错误；上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知A、C正确．2．(多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析：AC如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A对．粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错．带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，E k M＝0，而E k N≥0，故E p M≥E p N，C对．粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D错．由电场中的“点、线、面、迹”判断相关问题的思路1．根据电场线或等势面疏密判断电场力(加速度)的大小．2．由轨迹向合外力的方向弯曲，确定粒子所受电场力方向．3．根据粒子电性判断电场线方向．4．根据“沿电场线方向电势降低”判断电势高低．5．根据公式E p ＝qφ(代入正负号)判断电势能大小．6．根据电场力做功与电势能变化的关系判断正、负功．7．根据动能定理或能量守恒判断动能变化．[精选模拟]视角1：匀强电场中有关电场强度的计算1．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上．为了使质量为m ，带电荷量为＋q 的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场(未画出)，则( )A ．电场强度的最小值为E ＝mg tan θqB ．若电场强度E ＝mg q，则电场强度方向一定竖直向上 C ．若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大D ．若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度先减小后增大解析：C 如图所示，电场力与支持力垂直时，所加电场的电场强度最小，此时场强方向沿斜面向上，mg sin θ＝qE min ，解得电场强度的最小值为E min ＝mg sin θq，选项A 错误；若电场强度E ＝mg q，则电场力与重力大小相等，由图可知，电场力方向可能竖直向上，也可以斜向下，选项B 错误；由图可知，若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场力逐渐变大，电场强度逐渐增大，选项C 正确，D 错误．视角2：非匀强电场中有关电场强度的计算2.如图所示，直角坐标系中x 轴上在x ＝－r 处固定有带电量为＋9Q 的正点电荷，在x ＝r 处固定有带电量为－Q 的负点电荷，y 轴上a 、b 两点的坐标分别为y a ＝r 和y b ＝－r ，c 、d 、e 点都在x 轴上，d 点的坐标为x d ＝2r ，r <x c <2r ，cd 点间距与d 、e 点间距相等．下列说法不正确的是( )A ．场强大小E c >E eB ．a 、b 两点的电势相等C ．d 点场强为零D ．a 、b 两点的场强相同解析：D 由电场分布的对称性可知，a 、b 两点的电势相等，故B 正确；带电量为＋9Q 的电荷在d 点产生的场强大小E 1＝k 9Q (3r )2＝k Q r 2，方向水平向右．带电量为－Q 的电荷在d 点产生的场强大小E 2＝k Q r2，方向水平向左．所以由电场的叠加原理可知，d 点场强为零，故C 正确；cd 点间距与de 点间距相等，根据电场线的分布情况知，c 处电场线密，场强大，故A 正确；根据电场线分布的对称性可知，a 、b 两点场强的大小相等，但方向不同，则a 、b 两点的场强不相同，故D 错误．3．如图所示，一均匀带电的球体半径为R ，在球内有一点A ，与球心距离为R 2，球外有一点B ，与球心距离为3R 2，已知球体外场强与电荷全部集中在球心处的点电荷激发的场强相同，均匀带电球壳内部场强处处为零，则A 、B 两点的场强比值为( )A ．3∶1B ．1∶1C ．9∶8D ．9∶1 解析：C B 点场强E B ＝kQ ⎝⎛⎭⎫3R 22＝4kQ 9R2；根据均匀带电球壳内部场强处处为零，在均匀带电的球体中抠去一个半径为R 2的球体，则A 点的场强为零，根据填补法可知，E A ＝k ·18Q ⎝⎛⎭⎫R 22＝kQ 2R2，所以A 、B 两点的场强比值为9∶8，故C 正确．4．如图所示，均匀带正电圆环带电荷量为Q ，半径为R ，圆心为O ，A 、B 、C 为垂直于圆环平面的中心轴上的三个点，且BC ＝2AO ＝2OB ＝2R ，当在C 处放置一点电荷时(不影响圆环的电荷分布情况，整个装置位于真空中)，B 点的电场强度恰好为零，则由此可得A 点的电场强度大小为( )A.2kQ 4R 2 B ．52kQ 16R 2C.32kQ 16R 2D ．2kQ 2R 2解析：B 在带电圆环上取一长为Δl 的微小段，则其所带电荷量为Δq ＝Q ·Δl 2πR，此微小段在B 点产生的电场强度为E 1＝k Δq (2R )2.由对称性可知，带电圆环在B 处产生的电场强度是水平向右的(垂直分量相抵消)，大小为E B ＝2πR Δl ·E 1·cos 45°，联立得E B ＝2kQ 4R 2，再由对称性知，圆环在A 点产生的电场强度水平向左，大小也为2kQ 4R 2，又因在C 处放置一点电荷时，B 点的电场强度恰好为零，故点电荷在B 点产生的电场强度水平向左，大小为2kQ 4R 2，由点电荷电场强度决定式可知点电荷在A 点产生的电场强度水平向左，大小为2kQ 16R 2，由电场强度的矢量叠加可知A 点的电场强度大小为52kQ 16R 2，B 项正确．。
人教版高三物理一轮总复习 电场的力的性质
4．不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0
时，两个带电体已不能看做点电荷了．
[多维练透]
1．[对库仑定律的理解]固定在M、N两点的两个完全相同的带正
电的实心铜质小球球心间距为L，半径为r，质量为m，电荷量为q.已
知L＝3r，静电力常量为k，万有引力常量为G，下列说法正确的是
则A、B两端的等量异种电荷就无法重新中和，故C项正确，D项错误．
2．如图所示为某区域的电场线分布，下列说法正确的是(
A．这个电场可能是正点电荷形成的
B．D处的场强为零，因为那里没有电场线
C．点电荷q在A点所受的电场力比在B点所受电场力小
D．负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线方向
答案：C
)
考点一
互相垂直
(6)电场线和等势面在相交处________．
思考辨析
(1)物体起电的实质是电子的转移．( √ )
(2)电场和电场线都是客观存在的．( × )
(3)E ＝ 是 电 场 强 度 的 定 义 式 ， 可 知 电 场 强 度 与 电 场 力 成 正
比．( × )
(4)没有电场线的地方不存在电场．( × )
B．此时A电势低，B电势高
C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
答案：C
解析：由感应起电可知，近端感应出异种电荷，故A带负电，B带正电，故A
项错误；处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A、B电势相等，故B项错误；
先移去C，则A、B两端的等量异种电荷又重新中和，而先分开A、B，后移走C，
Q和＋7Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，
高三物理一轮复习必考部分第6章静电场第1节电场力的性质
第1节电场力的性质节次考纲命题规律第1节电场力的性质电荷、电荷守恒定律Ⅰ高考对本章知识的考查主要以选择题为主，计算题常与其他知识综合考查，主要考点有：1.描述电场的物理量和规律；2.牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题；3.带电粒子在电场中的加速、偏转等问题.静电现象点电荷库仑定律Ⅰ静电场电场线Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ第2节电场能的性质电势能、电势、等势面Ⅰ电势差Ⅱ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ第3节电容器与电容带电粒子在电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ电容、电容器Ⅰ第1节电场力的性质知识点1 物质的电结构及电荷守恒定律1．物质的电结构构成物质的原子本身包括：带正电的质子和不带电的中子构成原子核，核外有带负电的电子，整个原子对外界较远位置表现为电中性．2．元电荷最小的电荷量，其值为e＝×10－19C.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍．3．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． 知识点2 点电荷及库仑定律 1．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．2．库仑定律知识点3 电场 电场强度及电场线 1．电场基本性质：对放入其中的电荷有电场力的作用． 2．电场强度(1)定义式：E ＝Fq，适用于任何电场，是矢量，单位：N/C 或V/m. (2)点电荷的场强：E ＝kQ r2，适用于计算真空中的点电荷产生的电场．(3)方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向． (4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和．3．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图6111．正误判断(1)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等．(√)(2)根据F ＝kq 1q 2r 2，当r →0时，F →∞.(×) (3)电场强度反映了电场力的性质，所以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)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向．(√) (5)在真空中，电场强度的表达式E ＝kQr2中的Q 就是产生电场的点电荷．(√)(6)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同．(×) 2．(对库仑定律适用条件的理解)两个半径为1 cm 的导体球分别带上＋Q 和－3Q 的电量，两球心相距90 cm 时相互作用力为F ，现将它们碰一下后放在球心间相距3 cm 处，则它们的相互作用力大小为( ) 【导学号：】A ．300FB ．1 200FC ．900FD ．无法确定【答案】 D3．(对电场线的理解)关于电场线的下列说法中，正确的是( ) A ．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B ．沿电场线方向，电场强度越来越小C ．电场线越密的地方，同一试探电荷所受电场力就越大D ．在电场中，顺着电场线移动电荷，电荷受到的电场力大小恒定 【答案】 C4．(对电场强度公式的理解)(多选)下列关于电场强度的两个表达式E ＝Fq 和E ＝kQ r2的叙述，正确的是( )【导学号：】A ．E ＝F q是电场强度的定义式，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量B ．E ＝F q是电场强度的定义式，F 是放入电场中的电荷所受的电场力，q 是放入电场中的电荷的电荷量，它适用于任何电场C ．E ＝kQ r2是点电荷场强的计算式，Q 是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场 D ．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2，式kq 2r2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小，而kq 1r 2是点电荷q 1产生的电场在q 2处场强的大小 【答案】 BCD5．(对点电荷场强公式的理解)在真空中有一点电荷形成的电场，离该点电荷距离为r 0的一点，引入一电量为q 的检验电荷，所受电场力为F ，则离该点电荷为r 处的场强大小为( )r 0r【答案】 B[核心精讲]1．对库仑定律的两点理解(1)F ＝k q 1q 2r 2，r 指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r 为两球心间距．(2)当两个电荷间的距离r →0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．2．解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力．具体步骤如下：[师生共研](多选)(2014·浙江高考)如图612所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行．小球A 的质量为m 、电量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷．小球A 静止在斜面上，则( )图612A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d2B ．当q d ＝mg sin θk 时，细线上的拉力为0 C ．当q d ＝mg tan θk 时，细线上的拉力为0 D ．当q d＝mg k tan θ时，斜面对小球A 的支持力为0【合作探讨】(1)A 球最多受几个力的作用？提示：最多受重力、斜面的支持力、细线的拉力和B 对A 的库仑力，共4个力的作用． (2)细线的拉力为零的条件是什么？提示：除细线的拉力外，其余3个力的合力为零．(3)斜面对A 球的支持力可能为零吗？ 提示：不可能，因为其余力不能平衡．AC 根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为F ＝kq 2d 2，选项A 正确；当细线上的拉力为0时，小球A 受到库仑力、斜面支持力、重力，由平衡条件得kq 2d 2＝mg tan θ，解得qd ＝mg tan θk，选项B 错误，C 正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，选项D 错误．[题组通关]1．如图613所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q ，那么a 、b 两球之间的万有引力F 引、库仑力F 库分别为( ) 【导学号：】图613A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2D 万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l 只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点．因此，可以应用万有引力定律．对于a 、b 两带电球壳，由于两球心间的距离l 只有半径的3倍，表面的电荷分布并不均匀，不能把两球壳看成相距l 的点电荷，故D 正确．2．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上，小球D 位于三角形的中心，如图614所示，现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ，让小球D 带负电荷q ，使四个小球均处于静止状态，则Q 与q 的比值为( )图614C ．3D 设三角形边长为a ，由几何知识可知，BD ＝a ·cos 30°·23＝33a ，以B 为研究对象，由平衡条件可知，kQ 2a 2cos 30°×2＝kQq BD 2，解得：Qq ＝3，D 正确．[核心精讲]1．电场强度的三个公式的比较 表达式 E ＝F qE ＝k Q r2E ＝U d公式意义 电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E 与U的关系式 适用条件 一切电场①真空 ②点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与试探电荷q 无关由场源电荷Q 和场源电荷到该点的距离r 共同决定由电场本身决定(1)叠加原理多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和． (2)运算法则 平行四边形定则．3．计算电场强度常用的五种方法 (1)电场叠加合成的方法． (2)平衡条件求解法． (3)对称法． (4)补偿法． (5)等效法．[师生共研]●考向1 电场强度公式的应用A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )A ．－F2C ．－FD ．FB 设A 处电场强度为E ，则F ＝qE ；由点电荷的电场强度公式E ＝kQ r2可知，C 处的电场强度为－E 4，在C 处放电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为F ′＝－2q ·－E 4＝F2，选项B 正确．●考向2 电场强度的叠加直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图615所示．M 、N 两点各固定一负点电荷，一电量为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 点处场强的大小和方向分别为( )图615，沿y 轴正向 ，沿y 轴负向 ，沿y 轴正向 ，沿y 轴负向 【解题关键】关键信息信息解读＋Q 在O 点时，G 点处的电场强度恰好为零M 点、N 点、O 点三处电荷在G 点处的合场强E ＝＋Q 在G 点时，H 处的场强大小和方向求M 点、N 点、G 点三处电荷在H 处的合场强B 处于O 点的正点电荷在G 点处产生的场强E 1＝k a2，方向沿y 轴负向；又因为G 点处场强为零，所以M 、N 处两负点电荷在G 点共同产生的场强E 2＝E 1＝k Q a2，方向沿y 轴正向；根据对称性，M 、N 处两负点电荷在H 点共同产生的场强E 3＝E 2＝k Q a2，方向沿y 轴负向；将该正点电荷移到G 处，该正点电荷在H 点产生的场强E 4＝kQ 2a2，方向沿y 轴正向，所以H 点的场强E ＝E 3－E 4＝3kQ4a2，方向沿y 轴负向．求电场强度的两种特殊方法1．对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，这都可采用对称法求解．2．微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．[题组通关]3．如图616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E a ，方向与ab 连线成60°角，b 点的场强大小为E b ，方向与ab 连线成30°角．关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系，以下结论正确的是( )【导学号：】图616A ．E a ＝E b3B ．E a ＝3E bC ．E a ＝33E b D ．E a ＝3E bD 由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r 2可得E a E b ＝r 2br 2a ＝31，故D 正确．4．如图617所示，以O 为圆心的圆周上有六个等分点a 、b 、c 、d 、e 、f .等量正、负点电荷分别放置在a 、d 两处时，在圆心O 处产生的电场强度大小为E .现改变a 处点电荷的位置，关于O 点的电场强度变化，下列叙述正确的是( )图617A ．移至c 处，O 处的电场强度大小不变，方向沿OeB ．移至b 处，O 处的电场强度大小减半，方向沿OdC ．移至e 处，O 处的电场强度大小减半，方向沿OcD ．移至f 处，O 处的电场强度大小不变，方向沿OeC 由题意可得，正、负点电荷在O 处产生的电场强度的大小都为E2，方向水平向右；当a 处点电荷移至c 处时，两点电荷在O 处的电场强度方向的夹角为120°，合场强大小为E2，方向沿Oe ，选项A 错误；同理，当a 处点电荷移至b 处时，O 处的合场强大小为3E2，选项B 错误；同理，当a 处点电荷移至e 处时，O 处的合场强大小为E2，方向沿Oc ，选项C 正确；同理，当a 处点电荷移至f 处时，O 处的合场强大小为3E2，选项D 错误.[核心精讲] 1．电场线的作用 (1)判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场的方向．(2)判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反．(3)判断电场强度的大小(定性)——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小．(4)判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向．2．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合．(1)电场线为直线．(2)粒子初速度为零，或初速度方向与电场线平行．(3)粒子仅受电场力作用或所受其他力合力的方向与电场线平行． [师生共研](多选)如图618所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则( )图618A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增大C．a的加速度将减小，b的加速度将增大D．两个粒子的电势能都减少CD 因为电场线方向未知，不能确定a、b的电性，所以选项A错误；由于电场力对a、b都做正功，所以a、b的速度都增大，电势能都减少，选项B错误、D正确；粒子的加速度大小取决于电场力的大小，a向电场线稀疏的方向运动，b向电场线密集的方向运动，所以选项C正确．[题组通关]5．(多选)如图619所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q仅受电场力的作用沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知( )图619A．O为负电荷B．在整个过程中q的速度先变大后变小C．在整个过程中q的加速度先变大后变小D．在整个过程中，电场力做功为零CD 点电荷和正点电荷的距离先减少后增大，由库仑定律知，库仑力先增后减，根据牛顿第二定律，加速度先变大后变小，C正确；由轨迹为曲线时合力指向凹形一侧知，必为斥力，O是一固定的点电荷，必带正电，A错误；a到b电场力做负功，b到c电场力做正功；固定的正点电荷的等势线为一簇同心圆，a与c等势，所以在整个过程中，电场力做功为零，D正确．6．(2017·渭南质检)两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图6110所示，由图可知( )【导学号：】图6110A．两质点带异号电荷，且Q1>Q2B．两质点带异号电荷，且Q1<Q2C．两质点带同号电荷，且Q1>Q2D．两质点带同号电荷，且Q1<Q2A 由图可知，电场线起于Q1，止于Q2，故Q1带正电，Q2带负电，两质点带异号电荷，在Q1附近电场线比Q2附近电场线密，故Q1>Q2，选项A正确．。
高考物理一轮课时演练：电场力的性质的描述(含答案)
课时提能演练（十八）电场力的性质的描述(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。
每小题只有一个选项正确)1.在真空中有一点电荷形成的电场中,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为( )A. B.C. D.【解析】选B。
根据点电荷场强公式E=可得:真空中同一点电荷产生的电场强度与场点位置r的平方成反比,则=,又E0=,所以E=,故答案为B。
2.(2018·北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供。
(2)根据向心力的不同表达式分析电子做匀速圆周运动的加速度、周期、角速度、线速度与半径的关系。
【解析】选C。
根据题意,电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供,即k=ma=m=mω2r=m r,可判断电子运动的半径越大,加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大,故C正确。
3.如图所示,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E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角。
关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A.E a=B.E a=E bC.E a =E bD.E a =3E b【解析】选D 。
由题图可知,r b =r a ,再由E=可得==,故D 正确。
4.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图所示,现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q,让小球D 带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为 ( )A.B.C.3D.【解析】选D 。
物理一轮复习、《电场力的性质》
2023《物理一轮复习、《电场力的性质》》•知识点回顾•重点知识梳理•难点知识解析•经典例题解析目•易错点总结录01知识点回顾当一个带电体靠近一个导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
静电感应电场是客观存在的一种特殊物质，与形态存在的物质不同，它看不见、摸不着，但又确定存在。
任何电荷的周围都存在着电场，电场常用假想的电场线来描绘。
电场电场的概念01电场强度是描述电场强弱的物理量，是矢量，有大小和方向。
电场强度02大小：试探电荷所受的力与其电荷量的比值。
03方向：正电荷所受电场力的方向。
04点电荷的电场强度：在真空中，点电荷的电场强度E=kQ/r²，与距离的平方成反比；在空气介质中，其电场强度与媒介的种类、压力等因素有关。
电场线是假想的曲线，从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱。
切线方向表示该点的场强方向。
电场线不封闭，不相交，不相切。
电场线02重点知识梳理理解并掌握电场力的性质总结词电场力的性质包括电场强度、电场线、电势能等概念。
电场强度是描述电场力的性质的物理量，它与试探电荷所受的电场力无关，而与电场本身有关。
电场线是描述电场中电场强度分布的曲线，它可以形象地表示电场的强弱和方向。
电势能是描述电荷在电场中具有的能量，它与电荷的电量和电势有关。
在电场中移动电荷时，电场力会做功，导致电势能的变化。
详细描述电场力的性质电场力的做功与电势能的变化总结词理解并掌握电场力的做功与电势能的变化规律详细描述电场力的做功与路径无关，只与初末位置有关。
在电场中移动电荷时，如果电场力做正功，则电势能减少；如果电场力做负功，则电势能增加。
这一规律可以用来判断电势能的变化情况。
此外，通过电场力做功的计算，还可以求出电荷在电场中的位置势能。
总结词理解并掌握静电感应与静电屏蔽的概念及原理详细描述静电感应是指放在静电场中的导体由于静电感应而带电的现象。
高三物理电场力的性质
电场力的性质，能的性质例1、真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近，保持静止。
今释放q 2 且q 2只在q 1的库仑力作用下运动，则q 2在运动过程中受到的库仑力（ ）（A ）不断减小 （B ）不断增加（C ）始终保持不变 （D ）先增大后减小例2、以下有关场强和电势的说法，哪些是正确的？ （ ）（A ）在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方高（B ）在正的点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方低（C ）在负的点电荷的电场中，各点电势均为负值，距此负电荷越远处电势越低，无限远处电势最低 （D ）在负的点电荷的电场中，各点电势均为负值，距此负电荷越远处电势越高，无限远处电势最高例3、1 如图所示，两个带电小球A 、B 用长度为L=10cm 的细丝线相连放在光滑绝缘水平面上保持静止。
已知这时细丝线对B 球的拉力大小F 0=1.8×10-2N ， A 球的电荷量为C q A7100.1-⨯+=， 求：⑴小球A 所受的电场力F 的大小。
⑵小球B 的电性和电荷量q B 。
（静电力常量k=9.0×109N m2/C2）例4、质量为m的带电小球带电量为+q,用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中,平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,重力加速度为g.求电场强度的大小.例5、在电场中移动电荷量为8×10-8C的小球从A点运动到B点，电场力做功1.6×10-3J，求：求该两点间的电势差？该电荷的带电量为-2.5×10-8C，则电场力做多少功，做正功还是负功？练习1、在电场中P点放一个检验荷-q ,它所受的电场力为F，则关于P点电场强度E P正确的说法是（）（A）E P = F/q ,方向与F相同（B）若取走-q ,P点的电场强度E P = 0（C）若检验电荷为-2q ,则E P = F/2q（D）E P与检验电荷无关2、图1是电场中某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点，这两点比较（）（A）b点的电场强度较大（B）a点的电场强度较大（C）同一正点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时受到的电场力大（D）同一负点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时受到的电场力大3、一个电量为q的正点电荷，在各点场强大小和方向都相同的电场中，沿电场线方向运动的位移为d ,若电场强度大小为E，在此过程中电场力对点电荷做功等于（）（A）Ed/q （B）qE/d （C）qd/E （D）qEd4、一个电量为q的正点电荷，在电场中从a点移到b点，电场力对该点电荷做功W，那么，a、b两点之间的电势差应等于（）（A）qW （B）q/W （C）W （D）W/q5、下面关于电势和电势能的说法正确的是（）（A）电荷在电场中电势越高的地方，具有的电势能也一定越大（B）在负的点电荷的电场中的任一点，正电荷的电势能大于负电荷的电势能（C）电势降低的方向，一定就是场强方向（D）电势能是电场和电荷共有的能6、三个点电荷在彼此的库仑力作用下都处于静止，则（）（A）它们必在同一直线上（B）它们都是同种电荷（C）每个电荷受到的库仑力的合力等于零7、用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。
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2012版高三物理一轮复习
电场力的性质的描述
1.如图所示带正电的金属圆环竖直放置,其中心处有一电子,若电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动,则此后电子将( )
A.做匀速直线运动
B.做匀减速直线运动
C.以圆心为平衡位置振动
D.以上选项均不对
解析:将圆环分成无数个正点电荷,再用点电荷场强公式和场强叠加原理求出v0方向所在直线上的场强分布即可.由场强叠加原理易知,把带电圆环视作由无数个点电荷组成,则圆环中心处的场强为0,v0所在直线的无穷远处场强也为0,故沿v0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大.从O点沿v0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右.再由对称性知,沿v0方向所在直线上的O点左方也必有一点场强最大,无穷远处场强为零,方向处处向左.故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将向右减速至零,再向左运动,当运动到O点处时,速度大小仍为v0,并向左继续运动至速度也为零(这点与O点右方的速度为零处关于O点对称),然后往复运动.在整个运动过程中,F电是个变力,故加速度也是变化的.
答案:C
2.如图所示,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l=3R.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( )
22
22222222
222222A.F ,F B.F ,F k C.F G F k D.F G ,,F k m q m q G k G l l
l l m q m q l l l l
==≠≠≠==≠引引库库引引库库 解析:万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,而均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
3.带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:①在电场线上运动,②在等势面上做匀速圆周运动.该电场可能由( )
A.一个带正电的点电荷形成
B.一个带负电的点电荷形成
C.两个分立的带等量负电的点电荷形成
D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
解析:负电荷在电场线上运动,说明电场线是直线;负电荷在等势面上做匀速圆周运动,说明等势线是圆形曲线,能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷,不可能是带负电的点电荷,所以A 正确､B 错误.两个分立的带等量正电的点电荷可以满足以上条件,而两个分立的带等量负电的点电荷不能使负电荷完成题中运动,所以C 错误.D 中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动,D 错误.
答案:A
4.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(
)
A.M点的电势大于N点的电势
B.M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:顺着电场线,电势降低,所以φM>φN,即A正确,B错误. N点电场线密,电场强,电场力大,M点电场线疏,电场弱,电场力小,所以C错误,D正确. ɡ:κ_s╝t≦κ
答案:AD
5.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图象如图所示,则A､B两点所在区域的电场线分布情况可能是( )
解析:由v-t图象可知,粒子做加速度逐渐增大的加速运动,再由电场线分布特点可知C选项正确.
答案:C ɡ:κ_s╝t≦κ
6.如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则( ) ɡ:κ_s╝t≦κ
A.若A､B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动
B.若A､B为同种电荷,B球一定做加速度变大的曲线运动
C.若A､B为异种电荷,B球可能做加速度､速度都变小的曲线运动
D.若A ､B 为异种电荷,B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变
解析:若A ､B 为同种电荷,则A ､B 间为斥力,B 球将做类平抛运动,A ､B 间距离变大,斥力变小,则B 球一定做加速度变小､速度变大的曲线运动,A 正确,B 错误.若A ､B 为异种电荷,如果A ､B 间的引力恰好提供向心力,则B 球做匀速圆周运动,所以B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变,D 正确;如果A ､B 间的引力小于向心力,则B 球可能做加速度､速度都变小的离心运动,C 正确.
答案:ACD
7.竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L 的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O 点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E.已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力.现先把小球拉到图中的P 1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其竖直方向上的速度突变为零,水平方向分量没有变化,则小球到达与P 1点等高的P 2时线上张力T 为( )
高*考じ试★题∠库ɡ;Κ;S%T`Κ]
A.mg
B.2mg
C.3mg
D.4mg
解析:小球由静止释放后,先做匀加速直线运动,当小球运动到最低点时线被拉直,在这个过程中,根据动能定理:mgL+EqL= 21mv .线拉直瞬间,小球的速度发生改变,V 2=V 1cos45°,线拉紧后小球做圆周运动,从最低点到P 2的过程中,由动能定理得:-mgL+EqL=
22321122
mv mv ,因Eq=mg,设P 2点线的拉力为F,由牛顿第二定律得:F-Eq=m 23v L ,则可知C 选项正确. 答案:C
8.如图,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,∠MOP=60°,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E 1;若将N 点处的点电荷移至P 点,则O 点的场强大小变为E 2.E 1与E 2之比为( )
A.1 2
B.2 1 ɡ:κ_s ╝t ≦κ
C.2
D.4解析:本题考查电场强度的叠加问题.设圆的半径为R,电荷的电量为Q,则E 1=22
kQ R ,当将N 点处的电荷移至P 点,则两电荷产生的电场的方向成120°的夹角,利用平行四边形法则合成有:E 2=2kQ R
,所以E 1E 2=2 1.所以答案为B. 答案:B
9.如图所示,质量均为m 的两个带电小球A 和B 放置在光滑的绝缘水平面上,彼此相距为l,A 球带电荷量+Q,B 球带电荷量-Q,若用一水平力拉动其中一个球,且要使另一个球与前面的球始终保持l 的间距运动,则拉力F 的大小为[ZZ1Z] .
解析:如拉力F 作用于B 上水平向右,使系统做匀加速运动,对A 有 2
2kQ l
=ma, 对系统F=2ma,则F=2m ·22
222.kQ kQ ml l
= 答案:2
22kQ l
10.一粒子质量为m,带电荷量为+q,以初速度v 与水平方向成45°角射向匀强电场区域,粒子恰做直线运动.求匀强电场的最小场强的大小,并说明方向. 高α考≦试╗题?库]
解析:粒子受力如图所示,设电场力qE 与垂直于速度方向之间的夹角为α,由粒子做直线运动,沿垂直于速度方向 合外力为零得qEcos α=mgcos45° E=45mgcos
qcos α
当α=0时,E 有最小值,E min .
答案:E min =2q
,方向垂直于速度方向斜向上. 11.如图所示,有两个带有等量同种电荷的小球A 和B,质量都是m,分别悬于长度为l 的悬线一端.现使B 球固定不动,并使OB 在竖直方向上,A 可以在竖直平面里自由摆动,由于静电斥力的作用,A 球偏离B 球的距离为x.如果其他条件不变,A 球的质量要增大到原来质量的几倍,才会使A,B 两球的距离缩短为2
x ?
解析:A 球受三个力作用mg ､T ､F 电,且三力平衡. ,''2
22'2AB x AB ,,22
1,2m 8m.822mg l F x
x m g l x F q k F m x q m F k x '======⎛⎫ ⎪⎝÷=⎭
电电
电电当距离为时①当距离为时②①②得故 答案:8倍
12.如图所示,一根长L=1.5 m 的光滑绝缘细直杆MN,坚直固定的场强为E=1.0×105 N/C ､与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M 固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6 C,质量m=1.0×10-2 kg.现将小球B 从杆的上端 N 静止释放,小球B 高$考`试(题﹤库ɡ:Κ_S ╝T ≦Κ]
开始运动.(静电力常量k=9.0×109 N ·m 2/C 2,取g=10 m/s 2
)
ɡοκ∽s ωt#κ
(1)小球B 开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B 的速度最大时,距M 端的高度h 1为多大?
解析:(1)小球B 沿杆方向运动,在 N 点由牛顿第二定律得mg-k 2Qq L
-qEsin θ=ma
解得a=g-2kQq qEsin L m m
θ- ɡ:κ_s ╝t ≦κ 代入数据解得a=3.2 m/s 2.
(2)小球B 速度最大时合力为零,即2
1kQq h +qEsin θ=mg 解得h 1
高$考`试(题﹤库] 代入数据解得h 1=0.9 m
答案:(1)3.2 m/s 2 (2)0.9 m
高∠考|试﹥题∽库。