高考综合复习——电场复习专题一
一、库仑定律

高考综合复习——电场复习专题一电场的基本概念知识网络考纲要求命题规律近几年高考对本专题知识考查的频率很高,主要集中在电场的有关概念、电场力做功与电势能的变化、带电粒子在电场中的运动及电容器等知识点上,尤其是与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系结合起来考查较多。
本专题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、平行板电容器的电容以及平行板电容器所形成的匀强电场,此方面重点考查了对基本概念的建立、物理规律的确切含义、物理规律的适用条件、相关知识的区别与联系等知识点的理解。
其二是电场力、电场力做功、电势能的变化,还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。
此方面重点考查分析综合能力。
复习策略复习时应注意以下几点:1.电荷与电场的关系(1)电荷是物质的一种属性,电场是一种场形态的物质。
点电荷的问题应注意:①不是小的物体就能看成点电荷,大的物体不能看成点电荷,而是视距离及带电物体的大小相对而言。
当两电荷的距离远大于两电荷的大小时可看成点电荷。
②三个点电荷的平衡条件可概括为“三点共线、两同夹异,两大夹小,近小远大”。
(2)电荷的周围空间里存在着电场,电荷之间的相互作用是通过电场而进行的,一切电现象都离不开电场的作用。
(3)场强叠加时,每个电荷(包括感应电荷)在该点所产生的场强等于该电荷单独存在时在该点产生的电场强度矢量和。
2.E、U是两个描述电场不同特性(力、能)的物理量电场线、等势面可以形象地表示出电场在空间的分布情况。
在匀强电场中,从某种意义上说,E的大小反映了电场沿电场线方向电势降落的快慢(沿电场线方向的单位长度上的电势降落)。
在E、U、、四个物理量中,E、U是反映电场本身的,与外来电荷无关;、与外来电荷密切相关,没有外来电荷就没有、。
3.判断电荷电势能高低的两种方法(1)在电场中移动电荷,电荷受的电场力做正功,电荷电势能就减少,反之就增加。
高三电场复习知识点

高三电场复习知识点电场作为物理学的一个重要概念,在高中物理中占据着举足轻重的地位。
本文将对高三电场的复习知识点进行梳理和总结,帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。
一、电场的基本概念电场是指在给定空间中由电荷引起的电场力作用下,其他电荷所受的力的效应。
电场的强度可以用电场强度来描述,电场强度的方向与电场力的方向一致,其大小与电场力成正比。
电场强度的单位是牛顿/库仑。
二、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的定律。
它表明,两个点电荷之间的电场力与它们之间的距离的平方成反比,与两个电荷量的乘积成正比。
库仑定律的公式为:\[F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]其中,F表示电场力的大小,k为电场力常数,q1和q2分别表示两个电荷的电荷量,r为两个电荷之间的距离。
三、电场线电场线是描述电场空间分布的一种图示方法。
它是从正电荷出发,指向负电荷的方向。
电场线的特点是:越靠近电荷,电场线越密集,相互之间越接近;电场线并不相交;电场线的切线方向表示该点的电场强度方向。
四、电势能和电势差电势能是指电荷在电场中由于位置而具有的能量。
电势差是指单位正电荷从一个位置移动到另一个位置所做的功。
电势差的公式为:\[V_{AB} = \frac{{W_{AB}}}{q}\]其中,VAB表示从A点到B点的电势差,WAB表示从A点到B点电场力所做的功,q为正电荷的电荷量。
五、电容和电容器电容是指导体上的电荷量与导体上的电势差之间的比值。
电容的单位是法拉(F)。
电容器是用来存储电荷的装置,可以将正电荷和负电荷分开存放,并通过外部电源改变导体上的电势差,从而改变电容器的电荷量。
六、高斯定律高斯定律是描述电场分布的一个重要定律。
它表明,在闭合曲面上通过的电场线与该曲面所包围的电荷量成正比。
高斯定律的数学表达式为:\[ \oint_S E \cdot dA = \frac{{Q_{enc}}}{{\varepsilon_0}}\]其中,S为闭合曲面,E为曲面上点的电场强度,dA为曲面上的小面积元素,Qenc为曲面所包围的总电荷量,ε0为真空介电常数。
高三物理电场总复习(有答案)

电场——电势 电势差 电场力做功与电势能变化[重点、难点解析]电场中的概念:一、电场力做功的特点1. 在匀强电场中,电场力做功公式可表达为:θcos qEs W =,其中θ为电场力与位移的夹角;而qU W =适合一切电场做功的运算。
2. 由电荷电场中任意两点间移动时电场力做功公式:()B A B A B A AB AB q q q qU W εεϕϕϕϕ-=-=-==可知电场力是一种保守力,电场力做功只与起点和终点的位置有关,而与所经过的路径无关,电场力做功等于电势能的减少量(即初量减末量),电场力做功是电势能变化的量度:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加;电场力做功的多少和电势能的变化数值相等,这是判断电荷电势能如何变化的最有效的方法。
二、电势能1. 电场中由电荷相对位置决定的能量叫电势能,电势能具有相对性,通常取无穷远处或大地为电势能的零点。
2. 电势能大小:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
三、电势差1. 电势差:电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功AB W 与电荷量q 的比值。
公式为qW U AB AB =。
注意:类比重力场中的高度差,电势差这个物理量与电场中的试探电荷无关,属于电场的量,它是一个只从能量角度表征电场的一个重要物理量。
2. 电场力做功:在电场中A 、B 两点间移动电荷时,电场力做功等于电荷量与两点间电势差的乘积。
AB AB U q W ⋅=。
注意:(1)该式适用于一切电场;(2)电场力做功与路径无关。
四、电势1. 电场中某点的电势,数值上等于单位电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
电势用字母A ϕ表示。
(1)表示式:qW 0A A =ϕ,单位:伏特(V ),且有1V=1J/C 。
(2)物理意义:电场中某一点的电势在数值上等于单位电荷在那一点所具有的电势能。
高考物理一轮复习课件:电场复习 (共21张PPT)

例题2. 如图29-1所示,在真空中同一条直线上的A、B两点固定有 电荷量分别为+4Q和-Q的两个点电荷.⑴将另一个点电荷放在该直线上 的哪一个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?⑵若要求这三个点 电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷 还是负电荷?电荷量是多大?
一、基本知识
4、电场计算的三个表达式
公式
适用范围 任何电场
公式说明 定义式:其中q是试验 电 荷 , F 是 它在 电 场 中 受到的电场力。 Q 是场源电荷, E 表示跟 点电荷相距r处某点的 场强
其中d为在场强方向 (沿电场线方向)上的 距离
E
F q
Q Ek 2 r
真空中点电荷的 电场
匀强电场
例题1、 关于物体的带电荷量,以下说法中正确 的是( ) A.物体所带的电荷量可以为任意实数 B.物体所带的电荷量只能是某些特定值 C.物体带电+1.60×10-9C,这是因为该物体失 去了1.0×1010个电子 D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析:物体带电的原因是电子的得、失而引起的, 物体带电荷量一定为e的整数倍,故A错,B、C、 D正确
一、基本知识
9、判断电势能大小的方法 方法一: 根据电场力做功的正负判断,若电场力对移动电荷 做正(负)功,则电势能减少(增加); 方法二: 根据公式 Ep=qφ ;WAB=qUAB计算。
一、基本知识
10、 平行板电容器的动态分析 1.主要的理论论据 (1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电 S 常数ε 间的关系C= . 4kd U (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强E= . (3)电容器所带电荷量Q=CU.
电场复习
一、基本知识
高三物理电场知识点归纳

高三物理电场知识点归纳电场是物理学中重要的概念之一,在高三物理学习中也是至关重要的一部分。
了解和掌握电场的相关知识点对于高考物理考试至关重要。
下面将对高三物理电场知识点进行归纳总结,供同学们参考。
一、电场是什么?电场是指电荷周围所形成的,具有一定性质和作用的特殊区域。
在电场中,电荷对周围空间以及其他电荷产生作用力。
二、电场的性质和特点1. 电场是矢量场:电场具有大小和方向,用矢量表示。
电场的方向是从正电荷指向负电荷。
2. 电场叠加原理:如果有多个电荷同时存在,在某一点的电场等于这些电荷分别在该点产生的电场的矢量和。
3. 电场的强度:电场强度E表示单位正电荷在电场中受到的力的大小。
电场强度的方向与电场力所作用的正电荷的运动方向一致。
4. 电荷间的相互作用:两个电荷之间相互作用的力与它们之间的距离的平方成反比,与电荷的大小成正比。
三、电场的计算和表示1. 由点电荷产生的电场:对于点电荷Q,其产生的电场强度E与距离r的关系为E = kQ/r²,其中k为电场常量,其值约为9×10^9 N·m²/C²。
2. 电场线:电场线是描述电场强度的曲线。
电场线从正电荷出发,指向负电荷。
电场强度大的地方,电场线密集,反之则稀疏。
3. 电场的等势面:电场中各点上的电势相等的曲面,称为电场的等势面。
在等势面上,电场线垂直于等势面。
四、电场中的电势能1. 电势能:电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量。
电势能与电荷的大小、电场强度以及距离的关系为Epot = qV,其中Epot表示电势能,q表示电荷,V表示电势。
2. 电势差:电势差是指从一个点到另一个点沿着电场线所移动的带电粒子单位正电荷所做的功。
电势差的计算公式为ΔV = -∫E·dl,其中ΔV表示电势差,E表示电场强度,dl表示路径元素。
五、电场中的运动学问题1. 电荷在电场中的受力:电荷在电场中受到的力由库仑定律给出,即F = qE,其中F表示力,q表示电荷,E表示电场强度。
电场高考复习

电场线的特点:
1)电场线是假想的,不是真实的,是描述电场的一种形象化的 方法 (2)电场线起于正电荷止于负电荷,电场线不闭合。对于单个 点电荷,正电荷假想无穷远处有负电荷,电场线终止于那里;负 电荷同理 (3)电场线的疏密表示电场的强弱 (4)电场线的每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方 向一致 (5)电场线不能相交,因为在电场中的任一点处正电荷只有一个 受力方向
能 的 性 质
W=Uq(适用任意电场) W=FScosα(匀强电场)
电势能与 做正功,电势能减小 W的关系 做负功,电势能增加
电场的力的性质复习
电荷守恒定律:
电荷既不能创造, 也不能被消灭,它 们只能从一个物体 转移到另一个物体, 或者从物体的一部 分转移到另一部分。
一、两种电荷、基本电荷及点电荷
4、带电粒子进入电场时做曲线运动,所受电场力方向总是指 向该曲线的凹面。
• 练一练.下面说法中错误的是: A.在一个以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的电场 强度相同 B.在点电荷Q的电场中的某一点,放入带电量为q的另一点电 荷,则q受到的电场力为,k Qq 该点的电场强度为 k Q2
r2
r
C.电场强度是描述电场力的性质的物理量,它仅由电场自身 决定 D.点电荷在电场中所受到的电场力的大小和方向,除了和电 场有关外,还与该点电荷所带电量和性质有关
下列说法正确的是(
)
A.点电荷就是体积很小的带电体
B.点电荷就是体积和带电量都很小的 带电体
C.据 F k F→∞
Q1Q2 r2
可知,当r→0时,
D.静电力常量的数值是由实验得出的
例1、质量和电量分别为m1和m2,q1和q2的两小球用 绝缘线悬于同一点,静止后它们恰好位于同一水平 面上,细线于竖直方向的夹角分别为、,且, 那么m1和m2大小关系如何?
高考电场知识点详细总结

高考电场知识点详细总结电场是高考物理中的一个重要知识点,它在许多领域都有着广泛的应用。
掌握电场的相关概念和计算方法对于解答物理题目至关重要。
本文将对高考电场知识点进行详细总结,希望对考生们的备考有所帮助。
一、电场的基本概念电场由电荷所产生,是指在空间中存在电场力的区域。
电场力是一种物质间的相互作用力,用来描述电荷受力的情况。
在电场中,正电荷受到的力方向与电场强度的方向相同,而负电荷受到的力方向与电场强度的方向相反。
二、电场强度的计算电场强度(E)是指单位正电荷所受到的力。
根据库仑定律,电场强度的计算公式为E=kQ/r^2,其中k为电场常量,Q为电荷的大小,r 为距离。
根据电荷的性质以及距离的变化,电场强度的大小和方向也会有相应的变化。
三、电势的概念与计算电势(V)是指单位正电荷所具有的电势能。
电势与电场强度之间存在着数学上的关系,电势的计算公式为V=kQ/r。
通过计算电势,可以了解电荷与一点之间的相对关系,从而判断电荷的去留问题。
四、电势差的计算与应用电势差(△V)是指沿电场线从一个点到另一点的电势变化量。
根据沿任意路径电场强度恒定的原理,计算电势差的公式为△V=Vb-Va。
电势差在电路中常被用来计算电压、电功等参数,对于分析电路的性质起着重要的作用。
五、电场能量的计算电场能量(Ee)是指电场中电荷具有的能量,计算公式为Ee=1/2 QV。
电场能量的计算可以帮助我们了解电荷的存储能量以及电势的影响因素。
六、电场线与电势图的绘制电场线是用来描述电场强度与方向的图形表示方法,可以帮助我们直观地了解电场的情况。
电场线的绘制需要注意一些规则,如电场线的切线方向与电场强度方向相同、电场线之间不相交等。
电势图则用等势线来表示电势的分布情况,不同位置的点处于等势线上拥有相同的电势。
七、电场中运动带电粒子的行为在电场中,带电粒子会受到电场力的作用而发生运动。
正电荷会沿着电场线的方向运动,而负电荷则会朝着相反的方向运动。
2020届高考高三物理 电场专题(29张PPT)

高考(全国卷)命题分析
五年常考热点
2018
1卷16题
2019
1卷15题
2018
1卷21题、2卷21题、3卷21题
2017
1卷20题、3卷21题
2016
1卷20题、3卷15题
2015
1卷15题
2016 2015 2016 2015
1卷14题 2卷14题 2卷15题 2卷24题
2019 2017
1卷24题 1卷25题、2卷25题
(3)对称法:是利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特粒子在电场中运动的轨迹问题
例3.(2018天津)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在 电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM
题型一、场强矢量性叠加的多种考法
例2.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场。如图所示 ,在半球面AB上均匀分布着正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球面顶点与球 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( )
知识网络
W Fd W Ep
F W Ep
F qE
F
k
Qq r2
W qU
Ep q
E U U Ed
Uab a b
分类讲解
题型一、场强矢量性叠加的多种考法 题型二、带点粒子在电场中运动的轨迹问题 题型三、利用等势面的特点处理相关问题 题型四、粒子在电场中运动的图像类问题 题型五、动态电容 题型六、带点粒子在电场的运动
图像的问题:
1. v t 图像:速度的增减 动能的增减 功的正负 电势能的变化
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高考综合复习——电场复习专题一电场的基本概念总体感知知识网络考纲要求要求IIIIIIIIIIIIIIIIII命题规律近几年高考对本专题知识考查的频率很高,主要集中在电场的有关概念、电场力做功与电势能的变化、带电粒子在电场中的运动及电容器等知识点上,尤其是与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系结合起来考查较多。
本专题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、平行板电容器的电容以及平行板电容器所形成的匀强电场,此方面重点考查了对基本概念的建立、物理规律的确切含义、物理规律的适用条件、相关知识的区别与联系等知识点的理解。
其二是电场力、电场力做功、电势能的变化,还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。
此方面重点考查分析综合能力。
复习策略复习时应注意以下几点:1.电荷与电场的关系(1)电荷是物质的一种属性,电场是一种场形态的物质。
点电荷的问题应注意:①不是小的物体就能看成点电荷,大的物体不能看成点电荷,而是视距离及带电物体的大小相对而言。
当两电荷的距离远大于两电荷的大小时可看成点电荷。
②三个点电荷的平衡条件可概括为“三点共线、两同夹异,两大夹小,近小远大”。
(2)电荷的周围空间里存在着电场,电荷之间的相互作用是通过电场而进行的,一切电现象都离不开电场的作用。
(3)场强叠加时,每个电荷(包括感应电荷)在该点所产生的场强等于该电荷单独存在时在该点产生的电场强度矢量和。
2.E、U是两个描述电场不同特性(力、能)的物理量电场线、等势面可以形象地表示出电场在空间的分布情况。
在匀强电场中,从某种意义上说,E的大小反映了电场沿电场线方向电势降落的快慢(沿电场线方向的单位长度上的电势降落)。
在E、U、、四个物理量中,E、U是反映电场本身的,与外来电荷无关;、与外来电荷密切相关,没有外来电荷就没有、。
3.判断电荷电势能高低的两种方法(1)在电场中移动电荷,电荷受的电场力做正功,电荷电势能就减少,反之就增加。
(2)类比“弹簧模型”。
4.正值和负值的含义在静电场中,物理量正、负的含义不同,要区别对待:(1)电荷的正负表示电性。
电子带负电,质子带正电,物体得到电子带负电,失去电子带正电。
(2)场强和电场力的正负表示方向,与正电荷受力方向相同为正,与正电荷受力方向相反为负(如果各点的E或F不在一条直线上,就不能用正、负表示方向了)。
正负不表示大小,运算中不要带正负号,方向根据题意加以判定。
(3)电势和电势能的正负表示大小。
正电势比负电势高。
某点电势的大小与零电势的规定有关,比零电势低为负电势,一般规定无穷远处的电势为零(大地电势为零)。
电势能的规定与此类似,某点电势能的大小与零电势的规定有关。
用公式计算时可以带入正负号进行分析。
(4)电场力做功的正、负与电势能的增、减相对应:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
电场力做功的正负可以根据功的定义进行判断。
5.电容器电容器的电容量是由电容器本身的特性决定的,与电容器是否充电及充电多少都无关。
当电容器始终连接电源时,电容器两端电压恒定;当电容器充电后又断开电源,电容器所带电量恒定。
6.带电粒子在电场中的运动电场和力学相结合的题目是出题的热点。
复习时要引起足够的重视,要对偏转距离、偏转角、粒子的速度、能量变化等问题搞清楚,并能熟练地运用它们解释有关的物理现象。
7.电场中的功能关系要理清(1)适用于任何电场,适用于匀强电场。
(2)只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变。
(3)只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变。
①电场力做的功等于机械能的变化;②重力做的功等于电势能和动能之和的变化;③电场力和重力做功之和等于电荷的动能的变化。
8.电场中问题的一些特殊方法(1)在学习过程中要善于运用类比法,如点电荷与质点、库仑定律与万有引力定律等都有相似之处,也有根本的不同。
(2)使用公式、定律,注意适用条件,如适用于任何电场,而适用于点电荷的电场。
(3)要充分理解公式中每一个量的含义及各量的关系。
(4)要善于运用力学中处理问题的方法、技巧来处理实际问题,如根据运动判断受力,利用能量守恒、功能关系解决问题等等。
第一部分库仑定律知识要点梳理知识点一——电荷及电荷守恒定律▲知识梳理1.电荷在自然界中存在两种电荷即正电荷和负电荷,电荷的多少称为电荷量,其国际单位为库仑,简称库,符号C,与元电荷的关系为:。
2.物体带电的三种方式使物体带电叫做起电,使物体带电的三种方式为摩擦起电、感应起电和接触起电。
带电粒子所带电荷量是元电荷的整数倍。
物体带电的三种方式:(1)摩擦起电是由于相互摩擦的物体间电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷的。
玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃棒容易失去电子而带正电,硬橡胶棒与毛皮摩擦时,由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电。
(2)感应起电是指利用静电感应使物体带电的方式,如图所示,导体A、B相接触后靠近C,C带正电,由于静电感应,A、B上的自由电子受到带电体C的吸引而聚集到A端,使A 端带负电,B端由于失去电子而带正电。
这时先把A、B分开,然后移去C,则A和B两导体上就分别带上了等量异种电荷,如图所示。
(3)接触带电比较简单,指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触,使不带电的导体带上电荷的方式。
例如,将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开,它们平分了原来的电荷而带上等量同种电荷,请你思考一下,若给你几个完全相同的金属球,使其中一个带上+Q,你有什么办法使金属球带上。
从物体带电的各种方式不难看出,它们都不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体,或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分。
3.电荷守恒定律电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们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,电荷总量不变。
结合近代物理实验发现,电荷守恒定律也常表述为:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变的。
特别提醒:(1)电荷量的实质:物体得到或失去电子便带上了电荷,得到电子带负电,失去电子带正电,讨论物体带何种电性,是指物体的净电荷是正还是负,也就是说物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷,还是负电荷多于正电荷,净电荷的多少叫做电荷量。
(2)电荷的中和:两个有等量异种电荷的导体,相互接触后净电荷为零的现象叫电荷的中和。
▲疑难导析1.物体带电的实质物体是由原子组成的,而原子又是由原子核和核外电子构成的,电子带负电,原子核带正电,整个原子一般表现为电中性。
物体失去电子则带正电,物体得到电子则带负电,物体带电的实质就是电荷的转移。
2.不同的起电方式,物体带电现象也不完全相同(1)摩擦起电是由于两个物体相互摩擦时,一些原子对电子束缚力弱的物质的电子往往从本物体转移到束缚力强的物体。
(2)感应起电是一个带电体靠近导体时,由于电荷间吸引或排斥,导体中自由电荷发生重新分布,近端带异号电荷,远端带同号电荷。
(3)接触带电是不带电的物体和带电体接触,而使不带电的物体也带上了电。
例如两个完全相同的导体小球,一个带电,一个不带电,将它们接触后,将平分它们所有的电荷。
(4)不能将起电现象看成是电荷的创造,也不能将电荷中和现象看成是电荷的消灭,从而否定电荷守恒定律。
事实上,不论是起电现象还是电荷中和的现象,其过程只是电荷的转移,电荷本身并没有被创造或消灭。
在任何物理过程中,各个物体的电荷量可以改变,但所有物体电荷量的代数和是守恒的。
:用带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。
下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是()答案:B解析:带电的金属球靠近不带电的验电器时,在验电器上感应出异种电荷,验电器的顶端带上正电荷,金属箔片带上负电荷。
故B选项正确。
知识点二——库仑定律▲知识梳理1.点电荷点电荷是一种理想化模型,当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响不大时,可以将带电体视为点电荷。
点电荷是一种科学的抽象,真正的点电荷是不存在的,这个特点类似于力学中质点的概念。
2.库仑定律内容:在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式:说明:(1)库仑定律适用在真空中、点电荷间的相互作用,点电荷在空气中的相互作用也可以应用该定律。
①对于两个均匀带电绝缘球体,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离。
②对于两个带电金属球,要考虑金属表面电荷的重新分布。
③库仑力是短程力,在r=~m的范围内均有效。
所以不能根据公式错误地推论:当时,∞,其实,在这样的条件下,两个带电体也已经不能再看作点电荷。
(2)在计算时,各物理量应采用国际单位制单位.此时静电力常量。
(3),可采用两种方法计算:①采用绝对值计算.库仑力的方向由题意判断得出。
②带符号计算.此时库仑力F的正、负符号不表示方向,只表示吸引力和排斥力。
(4)库仑力具有力的共性①两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。
两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力。
②库仑力可使带电体产生加速度。
例如原子的核外电子绕核运动时,库仑力使核外电子产生向心加速度。
③库仑力可以和其他力平衡。
④某个点电荷同时受几个点电荷的作用时,要用平行四边形定则求合力。
▲疑难导析应用库仑定律应注意:(1)真空中两点电荷间库仑力的大小由公式计算,方向由同种电荷排斥、异种电荷吸引判断。
(2)两个带电体间的库仑力均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式计算,公式中r为两球心之间的距离。
两导体球间库仑力可定性比较:用r表示两球体间的距离,则当两球体带同种电荷时,,反之当两球体带异种电荷时,:两带电荷量不等的绝缘金属小球,当相隔某一定距离时,其相互作用力为,现将两小球接触后分开并保持原有距离,它们之间的相互作用力为,下列说法正确的是()A.若,则两个小球所带电性必相反B.若,则两个小球所带电性必相同C.是不可能的D.以上三种说法都不对答案:D解析:题目条件未说明两球大小及电荷量,故接触后电荷是否转移和怎样分配不清,所以大于、小于或等于都有可能。
例如两球原来带电为-q与+11q,相接触后分开各带+5q 电荷量时,,若分开后带电荷量分别为0. 5q与9. 5q,则。
总结升华:本题分析时主要抓住两点:一是两带电小球接触电荷是否转移和怎样分配不确定;二是两小球在遵守电荷守恒定律的前提下电荷的重新分布由两金属球的大小和形状决定。
典型例题透析题型一——库仑定律和电荷守恒定律的应用1.完全相同的金属球相接触才符合均分规律。
2.库仑定律只适用于真空中点电荷间的相互作用,当电荷间的距离与带电体的线度相比不是很大时,便不能将带电体视为点电荷,球体由于静电感应出现带电不均匀,球心间距离r就不能视为点电荷间距离。