高考物理总复习 6.1电场的力的性质课件 新人教版选修3-1

(2)对库仑定律的三点说明 ①库仑定律只适用于真空中静止的点电荷， 空气中也可以近 似使用． ②库仑力的方向由两带电体的电性决定， 可按照同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引确定． ③计算库仑力的大小时， 只代入电荷电量的绝对值， 不需要 代入符号．
三、电场强度 1．电场的基本性质：对放入其中的电荷有 力的作用 2．电场强度 ．
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后 ；若两导体原来带异种电荷，则电 ．
荷先中和，余下的电荷再 平分
二、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，跟它 们的电荷量的乘积 成正比 ， 跟它们之间的距离的平方 成反比 ， 作用力的方向在它们的连线上． q1 q2 k 2 r 2 ．表达式： F＝ ，式中 k 叫做静电力常量， k
(2013· 新课标全国卷Ⅱ) 如图，在光滑绝缘水平 面上，三个带电小球 a、b 和 c 分别位于边长为 l 的正三角形的
①
三个顶点上；a、b 带正电，电荷量均为 q，c 带负电．整个系统
②
置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为 k.若三个小球均
①
处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( 3kq A. 2 3l 3kq C. 2 l 3kq B. 2 l 2 3kq D. 2 l
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强度为各电 荷单独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．
在电场强度为 E 的匀强电场中， 取 O 点为圆心， r 为半径作一圆周， 以 O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷， a、 b、 c、d 为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋ q 放在 d 点恰好平衡(如右图所示，不计重力)．问：
(2)由图知，检验电荷放在 c 点时： Ec＝
2 E2 1＋E ＝
Q 2E＝ 2k 2 r
Qq 所以 Fc＝qEc＝ 2k 2 r 方向与 ac 方向成 45° 角斜向左下． Q (3)由图知，检验电荷放在 b 点时：Eb＝E2＋E＝2E＝2k 2 r Qq 所以 Fb＝qEb＝2k 2 ，方向沿 db 方向． r
【答案】
Q (1)k 2 r
方向沿 db 方向
Qq (2) 2k 2 r
方向与 ac
成 45° 场叠加问题的求解方法 (1)确定要分析计算的位置； (2)分析该处存在几个分电场，先计算出各个分电场电场强 度的大小，判断其方向； (3)利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解．
答案：B
考向二
点电荷的平衡问题
点电荷的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一个 库仑力或电场力．具体步骤如下： 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”； kq1q2 2．对研究对象进行受力分析，多了个电场力(F＝ 2 )； r 3．列平衡方程(F 合＝0 或 Fx＝0，Fy＝0)．
一、点电荷——电荷守恒 1．点电荷、元电荷
－19 C 1.6 × 10 (1)元电荷：e＝ ，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
.
－19 C 同．电子的电荷量 q＝ －1.6×10
(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体 的
大小 和
形状
的理想化模型．
2．电荷守恒定律 (1) 内容：电荷既不能创造，也不能消失，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)起电方法：摩擦起电、 感应起电 、接触起电． (3)带电实质：物体带电的实质是 再分开，二者带 相同电荷
得失电子
．
【答案】 B
错选研究对象， 分析小球 a 受力或分析小球 b 受力， 陷入误 区．
如图所示， 在光滑绝缘水平面上放置三个电 荷量均为 q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为 k0 的轻 质弹簧绝缘连接． 当三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( )
(2013· 海南卷) 如图， 电荷量为 q1 和 q2 的两 个点电荷分别位于 P 点和 Q 点．已知在 P、Q 连线至某点 R 处 的电场强度为零，且 PR ＝2 RQ .则( )
A．q1＝2q2 C．q1＝－2q2
B．q1＝4q2 D．q1＝－4q2
解析：点 R 处的电场强度为零则两点电荷的电性相同，由 Q 真空中点电荷公式 E＝k 2知，q1 和 q2 在点 R 处的电场强度大小 r 相等方向相反，代入 r1＝2r2，故 q1＝4q2.可得 B 正确．
(2)两种等量点电荷的电场比较
比较 连线中点O处 的场强大小 连线上的场强 大小 沿中垂线由O
等量异种点 电荷 最小，指向 负电荷一 方 沿连线先变 小，再变 大 O点最大，
等量同种点电 荷 为零 沿连线先变小， 再变大 O点最小，向
1．元电荷是自然界中带电量最小的电荷(
答案：× 2．点电荷一定可以充当试探电荷( 答案：× )
考纲要求 考点 物质的电结构、电荷守恒Ⅰ 静电现象的解释Ⅰ 点电荷Ⅰ 库仑定律Ⅱ 静电场Ⅰ 电场强度、点电荷的场强Ⅱ 电场线Ⅰ 电势能、电势Ⅰ 电势差Ⅱ 匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ 带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ 示波管Ⅰ 常用电容器Ⅰ 电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ 说明：带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限 于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场 强方向的情况 电场力 的 性 质 电场能 的 性 质 电容器、 带 电 粒 子 在 电 场 中 的 运 动 2013
(1)匀强电场电场强度 E 的大小、方向如何？ (2)检验电荷＋q 放在点 c 时，受力 Fc 的大小、方向如何？ (3)检验电荷＋q 放在点 b 时，受力 Fb 的大小、方向如何？
【解析】 (1)对检验电荷受力分析如图所示，由题意可知： Qq F1＝k 2 ，F2＝qE r Qq 由 F1＝F2，即 qE＝k 2 ， r Q 解得 E＝k 2， r 匀强电场方向沿 db 方向．
)
3．当计算两个带电金属球之间的静电力时，两个电荷之间 的距离一定等于两球心之间的距离(
答案：×
)
q1q2 4．根据公式 F＝k 2 得，当 r→0 时，有 F→∞( r
答案：×
)
5．电场中某点的电场强度与放在该点的电荷所受静电力成 正比，与电荷的电荷量成反比( )
提示： 电场中某点的电场强度由场源决定， 与放在该点的电 荷的电荷量及电荷所受的电场力无关．
9 9.0 × 10 ＝
N· m2/C2.
(1)完全相同的金属球接触后电荷的分配原 则 ①若两球带同种电荷 q1、 q2 ， 则接触后电量平均分配． 即 q′1 q1＋q2 ＝ q′ 2 ＝ . 2 ②若两球带异种电荷 q1、q2，则接触后电量先中和后平分， |q1－q2| 即 q′1＝q′2＝ ，电性与带电量大的金属球相同． 2
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 互相垂直 ．
3．几种典型电场的电场线
(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．
答案：C
考向三
带电粒子运动轨迹问题
当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电
场线、等势线都不重合的曲线时，这种现象简称为“拐 弯现象”， 其实质为“运动与力”的关系． 通常只有电场力， 有时也有重力等．一般要综合性地运用“牛顿运动定律、功和 能”的知识分析求解．
1． “运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初 始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)， 从二 者的夹角情况来分析曲线运动的情景． 2．“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向或等 势面电势的高低、 电荷运动的方向， 是题意中相互制约的三个方 面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三 个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况．有时 各种情景的讨论结果是归一的． 3．一般为定性分析，有时涉及简单计算．
浙江24，课标(Ⅰ)16， 课程标准卷18，广 广东15，广西 天津5，安徽18、 东20，浙江20， 25，课标 20，浙江12、 江苏2，上海2、 25 (Ⅱ)24，北京 9 22，四川10
预计在2015年本章高考试题主要集中在两个大的方 面：其一是电场的描述，涉及电场强度、电场 线、电势差、电势、等势面、平行板电容器的 考情 电容以及平行板电容器所形成的匀强电场；其 分 二是电场力、电场力做功、电势能的变化，还 析 有带电粒子在电场中的加速和偏转，将电场的 概念、规律与牛顿运动定律、功能关系等有机 地结合起来．本章对基本概念的考查通常难度 较小，综合题难度较大.
5kq2 A．l＋ 2k0l2 5kq2 C．l－ 4k0l2
kq2 B．l－ 2 k0l 5kq2 D．l－ 2k0l2
解析：从左往右数，第三个小球受三个力的作用，它们的关 q2 q2 5kq2 5kq2 系是 k0x＝k 2 ＋k 2，得 x＝ ；l ＝l－x＝l－ . l 4k0l2 0 4k0l2 2l
高频考点 2012 2011
课标(Ⅰ)15，课标 安徽20，浙江5，江 (Ⅱ)18，江苏3， 苏1，上海12、 安徽20，海南 20 1 山东19，重庆15， 上海10，天津 6，江苏6 山东19，福建15， 安徽18，天津 5，重庆20， 上海3