2017届高考物理第一轮基础知识复习课件26

2．六种典型电场的电场线
图 6110
3．两种等量点电荷的电场
比较 等量异种点电荷 等量同种点电荷
电场线分布图
比较 电荷连线上
等量异种点电荷
等量同种点电荷
沿连线先变小后变大 O 点为零 O 点最小，向外 先变大后变小
的电场强度 O 点最小，但不为零 中垂线上的 电场强度 关于 O 点对 称位置的电 场强度 O 点最大，向 外逐渐减小
2．“三个自由点电荷平衡”的问题 (1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷 的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的 合电场强度为零的位置。
(2)
[典例]
(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 ( )
(5)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。 (√ )
kQ (6)真空中点电荷的电场强度表达式 E＝ 2 中，Q 就是产生电 r 场的点电荷。 (√)
(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 点的电场强度都相同。 (8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 (× ) (× )
图 6­1­1
径相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 ( )
F A. 8 3F C. 8
F B. 4 3F D. 4
解析
要点二
库仑力作用下的平衡问题
1．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：
1．对库仑定律的两点理解 q1q2 (1)F＝k 2 ，r 指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两 r 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．应用库仑定律的四条提醒 (1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电 荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。 (2)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力 的方向沿两电荷连线方向。 (3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大 小相等、方向相反。 q1q2 (4)库仑力存在极大值，由公式 F＝k 2 可以看出，在两带 r 电体的间距及电量之和一定的条件下，当 q1＝q2 时，F 最大。
[多角练通] 1．(2015· 济宁一模)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 A．300F C．900F B．1 200F D．无法确定
解析
(
)
2．(2016· 郑州模拟)如图 611 所示，半径相同的两个 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。今让第三个半
A 与 A′、B 与 B′、C 与 C′ 等大同向 等大反向
[ 典例 ]
( 多选 )(2015· 江苏高考 ) 两个
相同的负电荷和一个正电荷附近的电场 线分布如图 6111 所示。c 是两负电荷连 线的中点，d 点在正电荷的正上方，c、d 到正电荷的距离相等，则 ( )
图 6111
A．a 点的电场强度比 b 点的大 B．a 点的电势比 b 点的高 C．c 点的电场强度比 d 点的大 D．c 点的电势比 d 点的低
解析
(
)
2．如图 614 所示，在一条直线上有两个相距 0.4 m 的点电荷 A、 B，A 带电＋Q，B 带电－9Q。现引入第三个点电荷 C，恰好 使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则 C 的带 电性质及位置应为 A．正，B 的右边 0.4 m 处 B．正，B 的左边 0.2 m 处 C．负，A 的左边 0.2 m 处 D．负，A 的右边 0.2 m 处 ( )
图 619 － 电荷量均为 q＝＋2.0×10 6 C 的两点电荷分别固定在 A、 B
点，已知静电力常量 k＝9.0×109 N· m2/C2，求： (1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C 点的电场强度的大小和方向。
解析
要点四
1．电场线的三个特点
电场线的理解与应用
(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或 负电荷处； (2)电场线在电场中不相交； (3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密， 电场强度较小的地方电场线较疏。
要求 Ⅱ Ⅰ
考点
内 容 带电粒子在匀强电
要求 Ⅱ Ⅰ
三、 电容 场中的运动 器 带 示波管
一、 电
静电场
场力 电场强度、 的性 质 点电荷的 电场强度 电场线 Ⅰ Ⅱ
电粒子 在电场 常见电容器 中的运 动 电容器的电压、电 荷量和电容的关系 Ⅰ Ⅰ
考 点
内 容
要求
考点
内 容
要求
找 规 律：高考对本章知识的考查主要以选择、计 算为主，主要考点有：(1)电场的基本概念和规律； (2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场 把握 考情 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。 明 热 点：预计 2017 年的高考中，对本章知识的 考查仍将是热点之一， 主要以选择题的方式考查静 电场的基本知识， 以综合题的方式考查静电场知识 与其他知识的综合应用。
图 613 球，小球之间用劲度系数均为 k0 的轻质弹簧绝缘连接。当 3 个
小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 l。已知静电力常量为 k， 若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为
5kq2 A．l＋ 2k0l2 5kq2 C．l－ 4k0l2 kq2 B．l－ 2 k0l 5kq2 D．l－ 2k0l2
[ 典例 ]
(2015· 山东高考 ) 直角坐标
系 xOy 中，M、N 两点位于 x 轴上，G、 H 两点坐标如图 616 所示。M、N 两点 各固定一负点电荷，一电量为 Q 的正点
图 616 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 ( )
[针对训练] 1. (2016· 贵州七校联盟高三第一次联考) 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
图 617 场。如图 617 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 的轴线，在轴线上有 M、N 两点，OM＝ON＝2R。已知 M 点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为 ( )
A．0.5 m C．1.2 m
B．0.8 m D．2.5 m
解析
要点三
F E＝ q 公式意义 定义式
电场强度的叠加问题
Q E＝ k 2 r U E＝ d U 的关系式 匀强电场
1．电场强度三个表达式的比较
电场强度 真空中点电荷电场强 匀强电场中 E 与 度的决定式
适用条件 一切电场 ①真空②点电荷
图 612
kq2 A．小球 A 与 B 之间库仑力的大小为 2 d q B．当d＝ q C．当d＝ q D．当d＝ mgsin θ k 时，细线上的拉力为 0 mgtan θ k 时，细线上的拉力为 0 mg 时，斜面对小球 A 的支持力为 0 ktan θ
解析
[针对训练] 1．如图 613 所示，在光滑绝缘水平面 上放置 3 个电荷量为 q(q>0)的相同小
3kQ A. 2 ，沿 y 轴正向 4a 5kQ C. 2 ，沿 y 轴正向 4a
3kQ B. 2 ，沿 y 轴负向 4a 5kQ D. 2 ，沿 y 轴负向 4a
解析
[易错提醒] (1)电场强度为矢量，在叠加时易忽略场强的方向。 (2)在点电荷形成的电场中， 易把场源电荷和试探电荷混淆。 U (3)应用 E＝ d 计算场强时，误把 d 当作电场中两点的练] 1．如图 6112 所示，Q1 和 Q2 是两个电荷量大小相等的点电 荷，MN 是两电荷的连线，HG 是两电荷连线的中垂线，O 是垂足。下列说法正确的是 ( )
图 6112
A．若两电荷是异种电荷，则 OM 的中点与 ON 的中点电势 一定相等 B．若两电荷是异种电荷，则 O 点的电场强度大小，与 MN 上各点相比是最小的，而与 HG 上各点相比是最大的 C．若两电荷是同种电荷，则 OM 中点与 ON 中点处的电场 强度一定相同 D．若两电荷是同种电荷，则 O 点的电场强度大小，与 MN 上各点相比是最小的，与 HG 上各点相比是最大的
(1)1785 年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之 间的相互作用规律——库仑定律。 (2)1837 年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念， 并提出用电场线表示电场。 (3)1913 年，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，获得诺贝尔奖。
要点一
库仑定律的理解与应用
点处有一电荷量为 q(q＞0)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) ( )
3q A．k 2 R Q＋q C．k 2 R
10q B． k 2 9R 9Q＋q D．k 9R2
解析
3. (2014· 福建高考)如图 619 所示，真空 中 xOy 平面直角坐标系上的 ABC 三点 构成等边三角形，边长 L＝2.0 m。若将
图 614
解析
3. (多选)(2015· 广东第二次大联考)如图 615所 示，A、B 两球所带电荷量均为 2×10－5 C，质 量均为 0.72 kg， 其中 A 球带正电荷， B 球带负 电荷，且均可视为点电荷。A 球通过绝缘细线
图 615
吊在天花板上，B 球固定在绝缘棒一端，现将 B 球放在某一位 置，能使绝缘细线伸直，A 球静止且与竖直方向的夹角为 30° ， 则 A、B 球之间的距离可能为 ( )
kq A. 2 4R kq C. 2－E 4R
kq B. 2－E 2R kq D. 2＋E 4R
解析
2．(2013· 全国卷Ⅰ)如图 618，一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷， 在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、
图 618 b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R，在 a
解析
2.AB 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初速度从 A 点沿电场线运
113 动到 B 点，其速度—时间图像如图 6113 所示。 图 6则这一电场可能是 ( )
解析
3. (2016· 三明模拟)如图 6114 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 ( )
第1节
电场力的性质
(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。 (2)点电荷和电场线都是客观存在的。 q1q2 (3)根据 F＝k 2 ，当 r→0 时，F→∞。 r
(√ ) ( ×) (× )
(4)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。 (× )
第六章
静电场
[备考指南]
考 点 内 容 物质的电 结构、电 一、电 场力 的性 质 点电荷 Ⅰ 荷守恒 静电现象 的解释 Ⅰ 三、电容器 带电粒子 在电场中 的运动 Ⅰ 二、电场能的 性质 电势差 匀强电场中电 势差与电场强 度的关系 Ⅰ Ⅱ 电势能、电势 Ⅰ 要求 考点 内 容 要求
考 点
内 容 库仑定律
由电场本 由场源电荷 Q 和场源 由 电 场 本 身 决 决定因素 身决定， 电荷到该点的距离 r 共 定， d 为沿电场方 与 q 无关 同决定 相同点 矢量，遵守平行四边形定则 单位：1 N/C＝1 V/m 向的距离
2．电场强度的叠加 (1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在 该处所产生的电场强度的矢量和。 (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)电场叠加合成法。 (2)平衡条件求解法。 (3)对称法。 (4) 补偿法。(5)等效法。