高考物理一轮复习第六章静电场第1节电场力的性质课件_1

B．A、B 可能带不等量的正电荷
C．a、b 两点处无电场线，故其电场强度可能为零
D．同一试探电荷在 a、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反
12/8/2021
提示：选 D.根据题图中的电场线分布可知，A、B 带等量的正电荷，选项 A、B 错误； a、b 两点处虽然没有画电场线，但其电场强度一定不为零，选项 C 错误；由图可知， a、b 两点处电场强度大小相等，方向相反，同一试探电荷在 a、b 两点处所受电场力一 定大小相等，方向相反，选项 D 正确．
12/8/2021
线上时，如图所示，对 A 受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，水平方向：F1cos30°
＝F2cos30°＋F′cos30°，竖直方向：F1sin30°＋F2sin30°＝GA＋F′sin30°，由库
仑定律知，A、B 间库仑力大小 F′＝
kQ2 l
2＝F4AB＝0.225N，联立以上各式可得 F1＝
为 0.1kg 的小球 A 悬挂到水平板的 M、N 两点，A 上带有 Q＝ 3.0×10－6C 的正电荷．两线夹角为 120°，两线上的拉力大小分
别为 F1和 F2.A 的正下方 0.3m 处放有一带等量异种电荷的小球 B， B 与绝缘支架的总质量为 0.2kg(重力加速度取 g＝10m/s2；静电力常量 k＝9.0×
12/8/2021
解析：选 B.E＝Fq只是电场强度的定义式，不能由此得出电场中某点的场强与检验电荷 在该点所受的电场力成正比、与电荷量成反比，因为电场中某点的电场强度只与电场 本身的性质有关，与检验电荷的电量及受力无关，A 错，B 对；电场中某点的电场强 度方向为正电荷在该点的受力方向，C 错；公式 E＝Fq对于任何静电场都是适用的，E ＝krQ2 只适用于真空中的点电荷的电场，D 错．
B.34kaQ2 ，沿 y 轴负向
C.54kaQ2 ，沿 y 轴正向
D.54kaQ2 ，沿 y 轴负向
12/8/2021
解析：选 B.处于 O 点的正点电荷在 G 点处产生的场强 E1＝kaQ2，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 E2＝E1＝kaQ2， 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 E3＝E2＝ kaQ2，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 E4＝ k（2Qa）2，方向沿 y 轴正向，所以 H 点的场强 E＝E3－E4＝34kaQ2 ，方向沿 y 轴负向．
12/8/2021
解析：选 D.若 A、B 带同种电荷，则 A 对 B 有斥力作用，且斥力方向和速度方向夹角 越来越小，速度增大，A、B 间距离越来越大，库仑力越来越小，加速度越来越小，A、 B 错误；若 A、B 带异种电荷，B 受到的库仑力指向 A，库仑力可能等于 B 做匀速圆周 运动需要的向心力，C 错误，D 正确．
12/8/2021
在沿 AB 方向做匀加速直线运动，则小球的速度 v＝at＝6.25m/s，经过的距离 x＝12at2 ＝12×12.5×0.52m＝1.5625m，A、B 间的距离|AB|＝2×l×cos53°＝1.68m，x<|AB|， 假设成立，故 0.5s 时，小球的速度大小为 6.25m/s，故 C 正确；小球运动至 B 点时， 细线绷紧，小球沿细线方向的分速度减为零，动能减小，假设细线绷紧过程小球机械 能损失ΔE，此后在电场力、重力和细线拉力作用下沿圆弧运动至 O 点正下方，根据能 量守恒定律，可知(qE＋mg)·l－ΔE＝12mv2，可得 v<7m/s，故 D 错误．
E＝Fq
E＝kQr2
E＝Ud
由场源电荷 Q 和场 由电场本身决定，与
源电荷到该点的距 q 无关
离 ห้องสมุดไป่ตู้ 共同决定
由电场本身决定，d 为沿电场方向的距 离
矢量，遵守平行四边形定则
单位：1N/C＝1V/m
12/8/2021
2.求解电场强度的常规方法
12/8/2021
3．求解电场强度的非常规思维方法
叠加法
12/8/2021
[解析] 设 A、B 间距为 l，A 对 B 有竖直向上的库仑力，大小为 FAB＝klQ2 2＝0.9N；对 B 与支架整体分析，竖直方向上合力为零， 则 FN＋FAB＝mg，可得 FN＝mg－FAB＝1.1N，由牛顿第三定律知 F′N＝FN，选项 A 错误；因两细线长度相等，B 在 A 的正下方，则两绳拉力大小相等， 小球 A 受到竖直向下的重力、库仑力和 F1、F2 作用而处于平衡状态，因两线夹角为 120°，根据力的合成特点可知：F1＝F2＝GA＋FAB＝1.9N，选项 B 正确；当 B 移到无 穷远处时，F1＝F2＝GA＝1N，选项 D 错误；当 B 水平向右移至 M、A、B 在同一条直
2．求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路 涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡 条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑 力的大小随着电荷间距变化的特点．具体步骤如下：
12/8/2021
【典题例析】
(多选)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量
(2)根据公式 F＝kqr1q2 2得，当 r→0 时，有 F→∞.
(× )
(3)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电
场力成正比．
(× )
(4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反．
(√ )
(5)在真空中，点电荷的场强公式 E＝krQ2 中的 Q 是产生电场的场源电荷的电荷量，E 与
【典题例析】 (2019·4 月浙江选考)用长为 1.4m 的轻质柔软绝缘细线，拴 一质量为 1.0×10－2kg、电荷量为 2.0×10－8C 的小球，细线的上端 固定于 O 点．现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成 37°，如图所示．现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则(sin37°＝0.6)( ) A．该匀强电场的场强为 3.75×107N/C B．平衡时细线的拉力为 0.17N C．经过 0.5s，小球的速度大小为 6.25m/s D．小球第一次通过 O 点正下方时，速度大小为 7m/s
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
平衡法
带电体受力平衡时可根据平衡条件求解
等效法
在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉 的电场情景
对称法
空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性
补偿法
将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面等
12/8/2021
试探电荷无关．
(√ )
(6)带电粒子的运动轨迹一定与电场线重合．
(× )
12/8/2021
做一做
如图所示为真空中两点电荷 A、B 形成的电场中的一簇电场线，已知该
电场线关于虚线对称，O 点为 A、B 电荷连线的中点，a、b 为其连线
的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是
()
A．A、B 可能带等量异号的正、负电荷
第六章 静电场
第1节 电场力的性质
12/8/2021
12/8/2021
【基础梳理】 1.60×10－19C
12/8/2021
电荷的总量 接触
12/8/2021
kqr1q2 2
点电荷
12/8/2021
F q
Q kr2
电场强度
【自我诊断】
判一判
(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍．
(√ )
109N·m2/C2，A、B 球可视为点电荷)，则
()
12/8/2021
A．支架对地面的压力大小为 2.0N B．两线上的拉力大小 F1＝F2＝1.9N C．将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小 F1＝1.225N， F2＝1.0N D．将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小 F1＝F2＝0.866N [审题指导] 对小球进行受力分析，除受到重力、拉力外，还受到库仑力，按照力的平 衡的解题思路求解问题．
12/8/2021
【典题例析】
sin30°
1.225N，F2＝1.0N，选项 C 正确．
[答案] BC
12/8/2021
【题组过关】 考向 1 库仑力作用下的平衡问题 1．(2020·1 月浙江选考)如图所示，在倾角为 α 的光滑绝缘斜面上固
定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为 k0 的绝缘轻质弹簧，弹
簧另一端与 A 球连接．A、B、C 三小球的质量均为 M，qA＝q0>0，qB＝－q0，当系统
[答案] C
12/8/2021
【题组过关】
1．(2020·嘉兴调研)下列说法中正确的是
()
A．由 E＝Fq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
B．电场中某点的电场强度等于Fq ，但与检验电荷的受力大小及带电量无关
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
D．公式 E＝Fq和 E＝krQ2 对于任何静电场都是适用的
12/8/2021
2．直角坐标系 xOy 中，M、N 两点位于 x 轴上，G、H 两点坐标如图．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( )
A.34kaQ2 ，沿 y 轴正向
处于静止状态时，三小球等间距排列．已知静电力常量为 k，则
()
A．qC＝47q0
B．弹簧伸长量为Mgksi0n α
C．A 球受到的库仑力大小为 2Mg 答案：A
D．相邻两小球间距为 q0
3k 7Mg
12/8/2021
考向 2 库仑力作用下的动力学问题 2．(2020·舟山调研)如图所示，把一个带电小球 A 固定在光滑的绝缘 水平桌面上，在桌面的另一处放置带电小球 B，现给小球 B 一个垂 直 A、B 连线方向的速度 v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是( ) A．若 A、B 带同种电荷，B 球可能做速度减小的曲线运动 B．若 A、B 带同种电荷，B 球一定做加速度增大的曲线运动 C．若 A、B 带异种电荷，B 球一定做类平抛运动 D．若 A、B 带异种电荷，B 球可能做速度大小和加速度大小都不变的曲线运动
12/8/2021
[解析] 小球处于平衡状态时，受力分析如图所示，则可知 qE＝mgtan37°，则该匀强 电场的电场强度 E＝mgtaqn37°＝3.75×106N/C，故 A 错误；细线的拉力 F＝cosm3g7°＝ 0.125N，故 B 错误；在外力作用下，小球拉至细线水平时，由静止释放，如图所示， 小球在电场力和重力作用下，从 A 点由静止开始做匀加速直线运动至 B 点，∠OAB＝ ∠OBA＝53°，OA＝OB＝l＝1.4m，在此过程中，细线处于松弛状态，无拉力作用， 小球运动至 B 点时，细线绷紧，匀加速直线运动结束．根据牛顿第二定律可知小球匀 加速直线运动时的加速度 a＝Fm合＝mF＝00.1.0215m/s2＝12.5m/s2，假设经过 0.5s 后，小球仍
12/8/2021
对电场强度的理解与计算
【知识提炼】
1．电场强度三个表达式的比较
表达式 比较
E＝Fq
E＝kQr2
公式意义
真空中点电荷电场 电场强度定义式
强度的决定式
适用条件
一切电场
(1)真空 (2)点电荷
E＝Ud 匀强电场中 E 与 U 的 关系式
匀强电场
12/8/2021
表达式 比较
决定因素
相同点
12/8/2021
电场线与运动轨迹问题 【知识提炼】 1．电荷运动的轨迹与电场线一般不重合．若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满 足的情况下两者重合： (1)电场线是直线； (2)电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行． 2．由粒子运动轨迹判断粒子运动情况 (1)粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切． (2)由电场线的疏密判断加速度大小． (3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化情况．
12/8/2021
对库仑定律的理解及应用 【知识提炼】 1．对库仑定律的理解 (1)F＝kqr1q2 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 为两球的 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．
12/8/2021