2019版高考物理一轮复习 专题七 静电场课件.ppt

3.不在同一条直线上多个电荷的平衡问题 (1)根据题干条件，恰当选取研究对象，进行受力分析； (2)利用 F＝Eq 或 F＝kqr1q2 2求出每个电荷受到的电场力； (3)根据平衡条件，利用相似三角形法、图解法、正交分解法 等列式求解。
【例1】 (2014·浙江理综，19，6分)(多选)如图所示，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( )
(二)非点电荷场强的叠加及大小的计算 1.对称法 【例3】 如图所示，带电荷量为－q的点电荷与竖直放置的均匀 带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。 若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为( )
解析 (1)根据库仑定律，A、B 两点电荷间的库仑力大小为 F＝kLq22① 代入数据得 F＝9.0×10－3 N② (2)A、B 点电荷在 C 点产生的场强大小相等，均为 E1＝kLq2③ A、B 两点电荷形成的电场在 C 点的合场强大小为 E＝2E1cos 30°④
由③④式并代入数据得 E＝7.8×103 N/C⑤ 场强E的方向沿y轴正向 答案 (1)9.0×10－3 N (2)7.8×103 N/C 方向沿y轴正方向
(一)点电荷场强的叠加及大小的计算 【例2】 (2014·福建理综，20，15分)如图，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 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。
[形 象 思 考] 点电荷和元电荷有怎样的关系？
答案 点电荷是只有电荷量，没有大小和形状的理想化模型， 可以类比于力学中的质点进行理解；元电荷是最小的电荷量。 不能混淆点电荷与元电荷。
[思 维 拓 展] 电场线有哪三大特点？ 答案 (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。
技巧秘诀 同一直线上的场强的叠加，可简化为代数运算；不在同一直线 上的两个场强的叠加，用平行四边形定则求合场强。分析电场 叠加问题的一般步骤是： (1)确定分析计算的空间位置。 (2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场 强度的大小和方向。 (3)依次利用平行四边形定则求出矢量和。
专题七 静电场
考点一 库仑定律 电场强度
1.电场力的性质
2.重要电场线的比较：
比较
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O点的电场强度 最小，指向负电荷一方
为零
沿连线先变小，再 连线上的电场强度大小 沿连线先变小，再变大
变大
沿中垂线由O点向外电场
O点最小，向外先
O点最大，向外逐渐减小
强度大小
mgtan k
θ，选项
B
错误，选项
C
正确；因为两小球带同种电
荷，所以斜面对小球 A 的支持力不可能为 0，选项 D 错误。
答案 AC
电场强度的叠加问题
【解题方略】
1.电场强度三个表达式的比较
E＝Fq
E＝kQr2
E＝Ud
公式 电场强度定义 真空中点电荷电场强度的 匀强电场中 E 与 U 的关
意义
式
决定式
A.小球 A 与 B 之间库仑力的大小为kdq22
B.当qd＝
mgsin k
θ时，细线上的拉力为
0
C.当qd＝
mgtan k
θ时，细线上的拉力为
0
D.当qd＝
mg ktan
θ时，斜面对小球
A
的支持力为
0
解析 根据库仑定律可知小球 A 与 B 之间的库仑力大小为 kqd22，
选项 A 正确；若细线上的拉力为零，小球 A 受重力、库仑力和 支持力作用，如图所示，由平衡条件可得 F＝kqd22＝mgtan θ，qd＝
【解题方略】 1.解题思路
库仑力作用下物体的平衡
2.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相 反。 (2)规律
“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同 夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电 荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较 小的电荷。
变大后变小
关于O点对称的A与A′、 B与B′的电场强度
等大同向
等大反向
[正 误 辨 识]
(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。( )
(2)根据 F＝kqr1q2 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。( )
(6)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
[物 理 学 史] (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。
系式
适用 条件
一切电场
①真空 ②点电荷
源自文库匀强电场
决定 由电场本身决 由场源电荷 Q 和场源电荷 由电场本身决定，d 为
因素 定，与 q 无关 到该点的距离 r 共同决定 沿电场方向的距离
相同
矢量，遵守平行四边形定则
点
单位：1 N/C＝1 V/m
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)电场叠加合成的方法。(2)平衡条件求解法。(3)对称法。(4) 补偿法。(5)等效法。