(江浙选考1)2020版高考物理总复习第八章静电场第18讲电荷守恒定律与电场力的性质课件

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毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带负电,这是因为毛皮上的电子转移到橡胶
棒上去了 ,橡胶棒得到电子后带负电,毛皮失去电子后带正电,故B正确。 B
解析
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答案
-7考点一 考点二 考点三
【例3】 关于摩擦起电、接触起电、感应起电,下列说法错误的 是( ) A.这是起电的三种不同方式 B.这三种方式都创造了电荷 C.这三种方式的实质是一样的,都是电荷在转移 D.这三种方式都遵循电荷守恒定律 关闭
第18讲
电荷守恒定律 与电场力的性质
-2-
知识内容 要求 电荷及其 c 守恒定律 库仑定律 d
电场强度 c
备考方略 1.本讲内容在新高考中往往以单选题形式 出现,主要考查库仑定律、电场线及其性质、 电场强度、 电势能和电势高低的判断、 电容 器等知识。 2.本讲内容也可与物体间作用力、运动学、 牛顿运动定律等其他知识结合在学考中以 计算题形式出现。 3.本讲内容经常与牛顿运动定律、能量守恒 等内容结合起来,以计算题形式出现,主要考 查带电粒子在电场中的运动、 电势能、 电场 力做功,以及能量变化关系。
A.F1=G 2 ,F =k B.Fr ≠G 2 ,,F 1的要求 2≠k 2 关闭 离l只有其外半径 r2 的 3倍 故不能将两带电球壳看成 2 ,不满足l远大于
点电荷 ,所以不能应用库仑定律 ,D正确。 2 D 2 ������ ������
C.F1≠G
������
2
,F2=k
������
2
D.F1=G
-10考点一 考点二 考点三
关键能力提升 命题点一 库仑定律应用 【例4】 如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b, 其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心 间的距离为l,为球壳外半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷, 关闭 使其所带电荷量的绝对值均为 Q,r 那么 a、 b两球之间的万有引力F1 虽然两球心间的距离l只有其外半径 的3倍 ,但由于其壳层的厚度和质量 与库仑力F2为( )
同,AB错误;电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线的方向表示电场方关闭 向 C ,故C中的两点电场强度相同,而D中两点的电场强度大小不同,故选C。
解析 答案
-24考点一 考点二 考点三
方法技巧电场线的三个特点 (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。
-16考点一 考点二 考点三
(4)电E= d 检验电荷(试探电荷) F: Q: 场源 电荷 U:电场中两点的电 涉及物 受的电场力 的电荷量 势差 沿电场线方向 理量 q:检验电荷带 r:研究点到场源电 d:两点间 的电荷量 荷的距离 的距离 真空中的点电荷(电场) 匀强电场 适用范围 任何电场 表达式
E=q 公式意义 适用条件 决定因素
F
E=kr2
Q
电场强度定义式 一切电场 由电场本身决 定,与 q 无关
真空中点电荷电场强度的决定 式 ①真空;②点电荷 由场源电荷 Q 和场源电荷到该 点的距离 r 共同决定
-21考点一 考点二 考点三
命题点二 电场叠加 【例8】 (多选)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚 禁在一定范围内的装置。图示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视 示意图,四根平行细杆与直流电压和叠加的射频电压相连,相当于 四个电极,相对的电极带等量同种电荷,相邻的电极带等量异种电 荷。在垂直于四根杆的平面内四根杆的连线是一个正方形abcd,A、 关闭 C 是a、c连线上的两点,B、D是b、d连线上的两点,A、C、B、D到 根据电场的叠加原理,ac两个电极带等量正电荷,其中点O的合电场强度 正方形中心O的距离相等。则下列判断正确的是( ) 为零,bd两个电极带等量负电荷,其中点O的合电场强度为零,则O点的合 A.D点的电场强度为零 电场强度为零,D正确;同理,D的电场强度水平向右,A错误;A、B、C、D B.A、B、C、D四点电场强度相等 四点的电场强度大小相等 ,方向不同,B错误;由电场特点知,电场方向由A 关闭 C.A点电势比B点电势高 指向 O,点的电场强度为零 由O指向B,故φA>φO,φO>φB,则φA>φB,C正确。 D.O CD
-9考点一 考点二 考点三
库仑定律 核心知识整合 1.点电荷 当带电体的 形状 、 大小 及电荷分布对它们之间的作用 力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看成点电荷。能否看成点 电荷具有相对性,点电荷类似力学中的 质点 。 2.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: F=k 1 2 2 ,式中k= 9.0×109 N· m2/C2,叫做静电力常 ������ 量。 (3)适用条件: 真空 中的 点电荷 。
-3考点一 考点二 考点三
电荷与电荷守恒定律 核心知识整合 1.物体带电本质 物体带电本质是 电子 的移动或重新分配导致物体内部正负 电荷失去了平衡,带电有三种方式:① 摩擦 起电,② 接触 起 电,③ 感应 起电,这三种方式都与电子的移动有关。 2.电荷守恒定律 表述1: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,在转移过程中,电荷的总量保持 不变 。 表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的 代数和 保 持不变。
说电荷量很小的点电荷称为元电荷,因此选项A错误,选项B正确;电荷量的 单位只能是库仑,因此选项C错误;物体所带的电荷量只能是元电荷e的整 关闭
数倍 BD ,选项D正确。
解析 答案
-6考点一 考点二 考点三
命题点二 物体带电方式 【例2】 毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带负电,这是因为 ( A.橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上去了 B.毛皮上的电子转移到橡胶棒上去了 C.橡胶棒丢失了 D.毛皮得到了质子
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由受力分析图可知A对B作用力与B的重力相等,所以FA与G的合力方向与关闭 G B方向的夹角为60°,即答案为B。
解析 答案
-14考点一 考点二 考点三
方法技巧静电场中带电体平衡问题的解题思路 1.确定研究对象:如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当 选取“整体法”或“隔离法”,确定研究对象。 2.受力分析:在重力、弹力、摩擦力基础上,还要分析库仑力或静 电力。 3.列平衡方程求解。
-15考点一 考点二 考点三
电场强度、电场线
核心知识整合 1.对电场的认识 (1)电场是电荷周围存在的一种特殊 物质 。 产生力的作用 (2)电场的基本性质是对放入其中的电荷 , 电荷间的作用是通过 电场 实现的。 2.电场强度E (1)定义:放入电场中某点的检验电荷受的电场力F与它的电荷量 q的 比值 叫作该点的电场强度。 ������ E= (2)定义式: ������ 。单位:N/C或V/m。 (3)方向:电场强度E是矢量,规定 正电荷 在电场中某点所受 电场力的方向即为该点的电场强度的方向。
分布均匀,两球壳可看作质量集中于球心的质点,因此,可以应用万有引力
定律;而本题中由于a、b两球壳所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电 荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布比较密集 ,又因两球心间的距 2 2
������2 ������ ������ ������ ������2 ������ ������ ������
-18考点一 考点二 考点三
(2)几种常见的电场线
-19考点一 考点二 考点三
关键能力提升 命题点一 电场强度
【例 7】 下列说法正确的是(
������
)
A.由 E=������ 知,电场中某点的电场强度与检验电荷在该点所受的 电场力成正比 C.电场中某点的电场强度方向即检验电荷在该点的受力方向 ������ 场力 F、电荷量 q 无关,故 A 错误,D������正确;公式 E= 对于任何静电场 ������ D.电场中某点的电场强度等于������ ,但与检验电荷的受力大小及所 ������������ 都适用 , 而 E= 只适用于点电荷的电场,故 B 错误;电场中某点的电 带电荷量无关 ������2 场强度方向即正检验电荷在该点的受力方向,与负检验电荷在该点 关闭 D 的受力方向相反 ,故 C 错误。
关闭
C
解析 答案
-12考点一 考点二 考点三
思路点拨(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)
-13考点一 考点二 考点三
命题点三 库仑定律结合共点力平衡 【例6】 (2018浙江11月选考)电荷量为4×10-6 C的小球绝缘固定 在A点,质量为0.2 kg、电荷量为-5×10-6 C的小球用绝缘细线悬挂, 静止于B点。A、B间距离为30 cm,AB连线与竖直方向夹角为60°。 静电力常量为9.0×109 N· m2/C2,小球可视为点电荷。下列图示正 确的是( )
解析 答案
������ ������ ������ B.公式 E=������ 和 E=k������2 对于任何静电场都是适用的 E= 是电场强度的定义式,采用比值法定义,E 与检验电荷所受的电
������
关闭
-20考点一 考点二 考点三
易错警示电场强度与场源电荷有关,与检验电荷无关。 方法技巧
解析 答案
-22考点一 考点二 考点三
思路点拨(1)将四个电极分为ac、bd两两进行合成分析。(2)画出 连线上的电场方向,沿电场线电势逐渐降低。
-23考点一 考点二 考点三
命题点三 电场线 【例9】 (2018浙江杭州西湖中学月考)如图各电场中,A、B两点 电场强度相同的是( )
关闭
A、B是同一圆上的两点,电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不
摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式,故A正确;这三种 方式都没有产生电荷,故B错误;这三种起电方式的实质都是电子的转移, 故 B C正确;这三种方式都符合电荷守恒定律,故D正确。
解析 答案
关闭
-8考点一 考点二 考点三
易错警示摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移,只是感 应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分。摩擦起电是电 子从一个物体转移到另一个物体。
������2 ������
2
,F2≠k
������2 ������
2
解析
答案
-11考点一 考点二 考点三
命题点二 同一直线上三个自由点电荷平衡规律 【例5】 如图所示,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 ( ) 关闭 A.正,B的右边0.4 m处 要使三个电荷均处于平衡状态,必须满足“两同夹异”“两大夹小”的 B.,正 ,B的左边 m处 原则 所以选项 C0.2 正确。 C.负,A的左边0.2 m处 D.负,A的右边0.2 m处
-4考点一 考点二 考点三
3.元电荷:e= 1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷 的 整数倍 ,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
-5考点一 考点二 考点三
命题点一 电荷 元电荷 【例1】 (多选)下列说法正确的是( ) A.电荷量很小的点电荷称为元电荷 B.电荷量e=1.6×10-19 C称为元电荷 C.元电荷也可作为电荷量的单位 关闭 D.物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍 元电荷是最小的电荷单位,即没有比e=1.6×10-19 C再小的电荷量了,不能
F kQ U
(5)电场的叠加原理:如果场源电荷是多个点电荷,则电场中某点 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。
-17考点一 考点二 考点三
3.电场线 (1)电场线的基本性质 ①电场线上每点的 切线 方向就是该点电场强度的方向。② 电场线的 疏密 反映电场强度的强弱(疏弱密强)。③静电场中 电场线始于正电荷或无限远,止于无限远或负电荷,它不封闭,也不 在无电荷处中断。④任意两条电场线不会在无电荷处相交。