2021高考物理二轮复习第一篇专题六考向1电场的力的性质学案.doc
新课标高考一轮复习学案设计：电场力的性质
高考物理一轮复习三个自由点电荷平衡”的问题平衡的条件：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．B．3kq l2D．23kq l2两球连线中点处的电场强度为0．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，带电粒子初速度为零，或速度方向与电场线平行；带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行.【详解】3.解决力电综合问题的一般思路在其右侧距离为d的位置放一个电荷量为＋属板右侧空间的电场分布如图甲所示，P是金属板表面上与点电荷点的电场强度大小，但发现问题很难，经过研究，他们发现图甲所示的电场分布与图乙中A ．方向沿P 点和点电荷的连线向左，大小为2kqdr 3 B ．方向沿P 点和点电荷的连线向左，大小为2kq r 2－d 2r 3C ．方向垂直于金属板向左，大小为2kqdr 3 D ．方向垂直于金属板向左，大小为2kq r 2－d 2r 3解析 据题意，从题图乙可以看出，P 点电场方向为水平向左；由题图乙可知，正、负电荷在P 点电场的叠加，其大小为E ＝2k q r 2cos θ＝2k q r 2d r ＝2k qdr 3，故选项C 正确．答案 C3．如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 2解析 已知a 处点电荷和带电圆盘均在b 处产生电场，且b 处场强为零，所以带电圆盘在b 处产生的电场场强E 1与q 在b 处产生的电场场强E ab 等大反向，即E 1＝E ab ＝kqR 2，带电圆盘在d 处产生的电场场强E 2＝E 1且方向与E 1相反，q 在d 处产生的电场场强E ad ＝kqR 2，则d 处场强E d＝E 2＋E ad ＝kq R 2＋kq 9R 2＝k 10q9R 2，选项B 正确．答案 B4．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.3kQ4a 2，沿y 轴正向 B ．3kQ4a 2，沿y 轴负向 C.5kQ4a 2，沿y 轴正向D ．5kQ4a 2，沿y 轴负向解析 因正电荷Q 在O 点时，G 点的场强为零，则可知两负电荷在G 点形成的电场的合场强与正电荷Q 在G 点产生的场强等大反向，大小为E 合＝k Qa 2；若将正电荷移到G 点，则正电荷在H点的场强为E 1＝k Q a 2＝kQ4a 2，因两负电荷在G 点的场强与在H 点的场强等大反向，则H 点的合场强为E ＝E 合－E 1＝3kQ4a 2，方向沿y 轴负向，故选B.答案 B5．如图甲所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为σ，其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E ＝2πkσ[1－x R 2＋x 212]，方向沿x 轴．现考虑单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆板，如图乙所示．则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为x )的电场强度为( )A ．2πkσ0x r 2＋x 212B ．2πkσ0r r 2＋x 212C．2πkσ0xr D．2πkσ0rx解析当r→∞时，xr2＋x212＝0，则无限大平板产生的电场的场强为E＝2πkσ0.当挖去半径为r的圆板时，应在E中减掉该圆板对应的场强E r＝2πkσ0[1－xr2＋x212]，即E′＝2πkσ0xr2＋x212，选项A正确．答案 A6．关于静电场的电场线，下列说法正确的是()A．电场强度较大的地方电场线一定较疏B．沿电场线方向，电场强度一定越来越小C．沿电场线方向，电势一定越来越低D．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹解析电场线的疏密表示场强的强弱，那么电场强度较大的地方电场线一定较密，故A错误；沿着电场线的方向，电势会降低，因此沿电场线方向电势越来越低，但电场线不一定越来越疏，则场强不一定越来越小，故B错误，C正确；电场线不一定与带电粒子的轨迹重合，只有电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合，故D错误．答案 C7．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()A．粒子必定带正电荷B．该静电场一定是孤立正电荷产生的C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的速度大于它在N点的速度解析带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，因不知电场线的方向，粒子的电性无法确定，所以选项A错．电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，所以选项B错．N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，所以选项C正确．因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增加，所以选项D错误．答案 C8．如图所示，长l＝1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6 C，匀强电场的场强E＝3.0×103 N/C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．解析(1)F＝qE＝3.0×10－3N.(2)由qEmg＝tan 37°，得m＝4.0×10－4kg.(3)由mgl(1－cos 37°)＝12mv2，得v＝2gl1－cos 37°＝2.0 m/s.答案(1)3.0×10－3N(2)4.0×10－4kg (3)2.0 m/s9．如图所示，在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点，在水平面上的A点放另一个质点，两个质点的质量均为m，带电荷量均为＋Q.C为AB直线上的另一点(O、A、B、C位于同一竖直平面上)，A、O间的距离为L，A、B和B、C间的距离均为L2，在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止状态．试问：(1)该匀强电场的场强多大？其方向如何？(2)给A 处的质点一个指向C 点的初速度，该质点到达B 点时所受的电场力多大？(3)若初速度大小为v 0，质点到达C 点时的加速度多大？解析 (1)对A 处的质点受力分析如图由平衡条件得：kQ 2L 2cos θ＝EQ ①cos θ＝12②由①②得：E ＝kQ 2L 2方向由A 指向C .(2)质点到达B 点受两个电场力作用，则：F B ＝EQ 2＋⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤kQ 2⎝ ⎛⎭⎪⎫32L 2＝73kQ 26L 2. (3)质点在C 点受力如图所示由牛顿第二定律得：kQ 2L 2cos θ＋Eq ＝ma .所以a ＝kQ 2mL 2.答案 (1)kQ 2L 2 方向由A →C (2)73kQ 26L 2 (3)kQ 2mL 2【试题】1．如图所示，半径相同的两个金属球A 、B 带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F .今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开．这时，A 、B．F 4D．3F 4根据矢量合成可得，在P1、P2连线的中垂线上的电场强度方向水平向右，故如题图、N受力是不可能平衡的，所以A、C错误；在P由正电荷指向负电荷，即水平向右，如题图B、题图D放置方式，由对称性知，电场强度大小相等，方向相同，电荷M、N所受电场力等大反向，所以B、解析 加速度增大，说明电场力增大，即电场强度增大，而电场线的疏密程度表示电场强度，电场线越密，电场强度越大，故A 、D 正确．答案 AD4．（多选）如图所示，光滑水平桌面上有A 、B 两个带电小球(可以看成点电荷)，A 球带电荷量为＋3q ，B 球带电荷量为－q ，由静止同时释放后A 球加速度的大小为B 球的3倍．现在A 、B 中点固定一个带正电的C 球(也可看成点电荷)，再由静止同时释放A 、B 两球，结果两球加速度大小相等．则C 球带电荷量为( )A.3q 4B ．3q 8 C.3q 20 D ．9q 20解析 由静止同时释放后A 球加速度的大小为B 球的3倍，根据牛顿第二定律可知，A 、B 两个带电小球的质量之比为1∶3；当在A 、B 中点固定一个带正电的C 球，由静止同时释放A 、B 两球，释放瞬间两球加速度大小相等．(1)若两球的加速度方向相反，即A 球向右，B 球向左，根据库仑定律与牛顿第二定律，对A ，k 3q ·q r 2－k Q C ·3q r 2＝ma ，对B ，k 3q ·q r 2＋k Q C ·q r 2＝3ma ，综上解得，Q C ＝320q ；(2)若两球的加速度方向相同，即A 、B 球均向左，根据库仑定律与牛顿第二定律，对A ，k Q C ·3q r 2－k 3q ·q r 2＝ma ，对B ，k Q C ·q r 2＋k 3q ·q r 2＝3ma ，综上解得，Q C ＝38q ，故B 、C 正确，A 、D 错误．答案 BC5．如图所示，A 、B 是点电荷负Q 形成的电场中的两点(r A ＜r B )．若先后把带电量很小，不会影响Q 形成电场的正点电荷q 1、q 2(q 1＞q 2)分别放到A 点和B 点，q 1、q 2在A 点受到的电场力分别为F A 1、F A 2，在B 点受到的电场力分别为F B 1、F B 2.则下列关于点电荷所受电场力F 和带电量q 的比值的大小的比较中，正确的说法是( )A.F A 1q 1＜F B 1q 1，F A 1q 1＜F A 2q 2 B ．F A 1q 1＜F B 1q 1，F A 1q 1＝F A 2q 2C.F A 1q 1＞F B 1q 1，F A 1q 1＝F A 2q 2 D ．F A 1q 1＞F B 1q 1，F A 1q 1＞F A 2q 2解析 由题可知，q 1、q 2在A 点受到的电场力分别为F A 1、F A 2，而A 点的电场强度一定，根据场强的定义式E ＝F q 可知，F A 1q 1＝F A 2q 2＝E A ，故A 错误；由点电荷的场强公式E ＝k Q r 2分析可知，A 点的场强大于B 点的场强，则有F A 1q 1＞F B 1q 1，故B 错误；由上述分析可知，F A 1q 1＞F B 1q 1，F A 1q 1＝F A 2q 2，故C 正确，故D 错误．答案 C6．（多选）如图所示，点电荷＋4Q 与＋Q 分别固定在A 、B 两点，C 、D 两点将AB 连线三等分，现使一个带负电的粒子从C 点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD 之间运动的速度大小v 与时间t 的关系图象可能是下图中的( )解析 粒子在AB 连线上的平衡位置即为场强为零的位置，所以kQ x 2＝k ·4QL －x 2，得x ＝L 3，即在D 点，粒子在D 点左侧时所受电场力向左，粒子在D 点右侧时所受电场力向右，所以粒子的运动情况有以下三种情况：在D 点左侧时先向右减速至速度为零然后向左加速运动；粒子能越过D 点时，先在D 点左侧减速，过D 点以后加速运动；或在D 点左侧减速，则运动到D 点速度减为0，以后一直静止，所以粒子在CD 之间的运动可以用B 、C 图象描述，故B 、C 正确．答案 BC7．如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属板中间，则( )B．极限法D．逐差法时，库仑力使悬丝扭转较小的角度，通过悬丝上的小镜子反射光线放大，能比较准确地测出转动角度．同时体现了控制变量法，即分别控制F1也增大F2也减小b移至距离小球a正上方L；2.31 J，求系统电势能的变化量12．如图所示，光滑绝缘的水平面与半径为R 的14绝缘圆弧轨道相切于点B ，O 点为光滑圆弧轨道的圆心，且在B 点的正上方，光滑圆弧轨道在竖直平面内，整个空间内有水平向右的匀强电场．现将一质量为m 、电荷量为q 的带电小球从距离B 点R 2处的位置A 由静止释放，小球恰好能运动到圆弧轨道高度的一半位置处，已知重力加速度为g .(1)求匀强电场的电场强度为多大？(2)要使小球能运动到C ，应从距离B 点多远的位置由静止释放小球？(3)若使小球从C 点由静止释放，则小球运动到B 点时对轨道的压力为多大？解析 (1)根据题意可知，小球从A 点由静止释放运动到圆弧轨道的R 2高度的过程中，沿电场方向的位移为x ＝R 2＋R 1－122＝1＋32R此过程由动能定理可得Eqx －mg ×R 2＝0联立解得E ＝3－mg 2q .(2)设小球释放点距B 点的距离为x ′，小球从释放点运动到C 点的过程中，由动能定理可得 Eq (x ′＋R )－mgR ＝0解得x ′＝3R .(3)在小球从C 点由静止释放运动到B 点的过程中，由动能定理可得mgR －qER ＝12mv 2－0在最低点由牛顿第二定律可得F N －mg ＝mv 2R联立可得F N ＝(4－3)mg由牛顿第三定律可得小球在B 点时对轨道的压力为F ′N ＝F N ＝(4－3)mg .答案 (1)3－mg 2q (2)3R (3)(4－3)mg。
高考物理一轮复习导学案电场的力的性质
《静电场》复习讲义一电场的力的性质【知识填空】一、三种起电方式的比较：（1）摩擦起电（2）感应起电（3）接触起电二、元电荷（1）一个电子所带电荷量的绝对值为1.6×1019C，它是电荷的最小单元，称为。
（2）对元电荷的两点理解：①电荷量不能连续变化，任何带电体所带的电荷量都是元电荷的；②质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷，但说它们是元电荷。
三、库仑定律（1）公式：F= ，式中k=9.0×109N·m2/C2叫做静电力常量。
（2）方向：在两点电荷的上，同种电荷，异种电荷。
（3）不能由库仑定律的表达式得出当r→0时，F→∞的错误结论。
因为两电荷间的距离r减小到接近零时，两电荷不能再视为点电荷，库仑定律不再适用。
（4）三个自由点电荷的平衡问题：可简记为“，，。
”四、电场强度（1）大小：，即电场中某一点场强的大小等于在该点的电荷所受电场力的大小与其电荷量的比值，适用于。
（2）矢量：叠加遵循，它的方向就是位于该点的正电荷受力的方向或负电荷受力的。
（3）理解：E的大小反映了电场的强弱，E仅由决定，与放入的检验电荷量、电性及所受电场力无关，因此说E与F成正比，与q成反比是的。
（4）点电荷周围的场强①公式：E= ，Q为真空中的点电荷所带电荷量，r为该点到点电荷Q的距离，是点电荷电场的决定式，其大小完全由场源电荷Q和该点位置所决定。
②方向，若Q为正电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向该点；若Q为负电荷，场强方向沿Q和该点的连线指向Q。
（5）匀强电场中电势差与电场强度的关系：U AB= 。
①理解：公式U AB=Ed中d必须是，如果电场中两点不沿场强方向，d的取值应在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面的垂直距离。
②电场强度的方向就是电势降低的方向，只有沿场强方向，在单位长度上的电势差才最大，也就是说电势降低最快的方向为电场强度的方向，但是，电势降落的方向是电场强度的方向。
如图所示，三个电势降落的方向中，沿A→C电势降落最快。
高三上学期物理一轮复习导学案：电场力的性质
第六章静电场第一节电场力的性质（一）【考纲解读】1.物质的电结构、电荷守恒、点电荷Ⅰ2.理解电场强度的定义、意义、点电荷的电场强度Ⅱ3.掌握库仑定律，理解电场力的性质，掌握各种电场的电场线的特点。
Ⅱ4.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题．【重、难点】电场强度，电场线，两种模型【考点透析】一、元电荷、点电荷、电荷守恒定律、库仑定律1．点电荷：理想化物理模型；2．库仑定律思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？自学测评1.请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因。
（1）只有体积足够小的带电体才能看成点电荷，大的带电体不能看成点电荷。
（）（2）任何带电体的带电荷量都是元电荷量的整数倍。
（）（3）任意两个带电体间的库仑力都可以用库仑定律计算。
（）(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。
【例1】[电荷守恒定律和库仑定律的应用]如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F.今用第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两个球接触后移开，这时，A 、B 两个球之间的相互作用力大小是(A ) A.18F B.14F C.38F D.34F 【例2】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（ C ）A.正电 B 的右边0.4m 处B.正电 B 的左边0.2m 处C.负电 A 的左边0.2m 处D.负电 A 的右边0.2m 处规律总结：【变式训练1】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。
高考物理一轮：6.1《电场力的性质》教学案(含答案)
第1讲电场力的性质考纲下载：1.物质的电结构、电荷守恒，静电现象的解释(Ⅰ) 2．点电荷、静电场、电场线(Ⅰ)3．库仑定律、电场强度、点电荷的电场强度(Ⅱ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能1．电荷及其守恒定律 库仑定律 (1)元电荷、点电荷①元电荷：e ＝1.60×10－19 C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍；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；②三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电； ③带电实质：物体得失电子；④电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；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。
(3)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 q 1q 2r2，式中 k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2，叫做静电力常量；③适用条件：真空中的点电荷。
a ．在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式；b ．当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。
④库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2．电场、电场强度 (1)电场①定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质；②基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
(2)电场强度①定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值； ②定义式：E ＝Fq；单位：N /C 或_V /m ；③矢量性：规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点电场强度的方向。
高三物理一轮复习《电场力的性质》学案
高三物理一轮复习《电场力的性质》复习案【学习目标】1、理解库仑定律的含义和表达式，了解库仑定律的适用条件，能够应用库仑定律解决电荷间的相互作用问题。
2、理解电场强度的概念及其定义式，知道电场强度的方向是怎样规定的。
3、能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算公式，会根据电场强度的定义进行有关的计算。
4、掌握用电场线表示电场强度的方法，熟记常见的几种电场的电场线分布和特点。
【重点难点】1.电场强度公式及其应用。
2.常见的几种电场的电场线分布和特点。
【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。
【课前预习】一、电荷电荷间的相互作用1.两个物体互相摩擦，失去电子的带正电，获得电子的带负电，可见摩擦起电的实质是：电子从一个物体_____到另一物体.2.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体____ 到另一物体，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____ 不变.3.元电荷：一个电子所带的电荷叫元电荷，用e表示,e=________c;任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍.4.库仑定律：真空中两个静止点电荷间的相互作用力，跟它们所带________的乘积成正比，跟它们之间________的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
电荷间的这种力叫________.5.库仑定律的表达式为：___________________ (k为静电力常量，k=9.0×109N.m2/kg2).二、电场强度1.电荷周围存在着一种叫做_____的物质，电荷通过电场与其他电荷发生相互作用.2.电场的基本性质：电场对放入其中的电荷（静止、运动）有力的作用，这种力叫______.3.电场强度：放入电场中某点的电荷所受_______跟它的________的比值叫该点的电场强度.4.电场强度的定义式为：_________,其中 E是电场强度，单位是_____；F是电场力,单位是______；Q是试探电荷,单位是______；该公式适用于一切电场.由此定义式可得电场力F__________.5.电场强度是_____量，电场中某一点的场强方向就是放在该点的____ 电荷所受电场力的方向（与____ 电荷所受电场力的方向相反）三.电场线1.电场线：电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假想的线.电场线不是客观存在的线.2.静电场电场线的特点（1）从电荷出发终止于电荷（包括从正电荷出发终止于无穷远或来自于无穷远终止于负电荷）（2）电场线上某点的表示该点的场强。
2024届高考物理一轮复习学案：电场力的性质
专题复习学案 电场力的性质【知识梳理】 一、电荷1．元电荷：e ＝ C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍． 2．点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的 、 及电荷分布状况的 模型． 二、电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会 ，也不会 ，它只能从一个物体 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， 保持不变． (2)三种起电方式： 起电、 起电、 起电． (3)带电实质： 的转移．(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带 电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先 ，余下的电荷再 ． 三、库仑定律1．内容： 中两个静止 之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的 上．2．表达式：F ＝ ，式中k ＝ N· m 2/C 2，叫做 ． 3．适用条件: 中的静止 ．(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于 中的情况，可以直接应用公式． (2)当两个带电体间的距离 其本身的大小时，可以把带电体看成 ． 4．库仑力的方向:同种电荷相互 ，异种电荷相互 ．5．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在 的点电荷，r 为球心间的距离． 6．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示．(1)同种电荷：F k q 1q 2r 2； (2)异种电荷：F k q 1q 2r 2.7．不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看作了．四、电场、电场强度1．电场(1)定义：存在于周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊；(2)基本性质：对放入其中的电荷有的作用．2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力与它的电荷量的比值．(2)定义式：E＝；单位：.(3)矢量性：规定在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．3．点电荷的电场：真空中距场源电荷Q为r处的场强大小为E＝.4．三个计算公式的比较公式适用条件说明定义式某点的场强为确定值，大小及方向与q决定式E由和场源电荷到某点的距决定关系式d是五、电场线的特点1．电场线从或出发，终止于或．2．电场线在电场中不、不．3．在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线，电场强度较小的地方电场线．4．等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图连线中点O 处的场强连线上O点场强，指向电荷一方为连线上的场强大小(从左到右)沿连线先，再沿连线先，再沿连线的中垂线由O点向外的场强大小O点，向外逐渐O点最小，向外关于O点对称点的场强(如A与A′、B与B′、C与C′等)、、【巩固练习】一、单项选择题1．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为（）A．F引＝G m2l2，F库＝kQ2l2B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2C．F引≠G m2l2，F库＝kQ2l2D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l22．如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点场强大小E a 、E b 的关系，以下结论正确的是（ ）A ．E a ＝E b 3B ．E a ＝3E bC ．E a ＝33E b D ．E a ＝3E b3．如图所示，△ABC 是边长为a 的等边三角形，O 点是三角形的中心，在三角形的三个顶点分别固定三个电荷量均为q 的点电荷（电性已在图中标出），若要使放置在O 点处的电荷不受电场力的作用，则可在三角形所在平面内加一匀强电场。
高三物理一轮复习优质学案：第1讲 电场的力的性质
第1讲 电场的力的性质知识排查点电荷、电荷守恒定律1.点电荷 有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型。
2．元电荷：e ＝1.60×10－19 C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
3．电荷守恒定律(1)内容：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。
(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
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 q 1q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫静电力常量。
3．适用条件：(1)真空中；(2)点电荷。
电场强度、点电荷的场强1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值。
2．定义式：E ＝F q ，单位：N/C 或V/m 。
3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E ＝k Q r 。
4．方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5．电场强度的叠加：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，遵从平行四边形定则。
电场线1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
2．电场线的特点小题速练1．思考判断(1)点电荷和电场线都是客观存在的。
()(2)根据F＝k q1q2r2，当r→0时，F→∞。
()(3)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()(4)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。
()(5)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。
2021高考物理二轮复习第一篇专题六考向2电场能的性质学案.doc
考向2 电场能的性质(2020·山东等级考)(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。
一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。
过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。
以下说法正确的是( )A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能(1)审题破题眼:(2)命题陷阱点:陷阱1:认为O点受力平衡,应用受力分析方法解决问题。
根据电场力做功的方式求解电势的高低和电势能大小的方法对于受力清晰,易于分析的题目比较快捷,但是在不计算大小仅仅判断的时候首先选择电场线进行分析。
陷阱2:认为不等量正电荷电场线复杂,不敢借助电场线解题。
我们学习过等量同种电荷的电场线分布,对于不等量的同种电荷,类比画出电场线,可以快速解决电势判断的问题。
1.匀强电场中的两个重要结论结论1匀强电场中的任意一条线段AB的中点C的电势φC=。
结论2匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD。
2.常见三类电场图象图象信息隐含条件φ-x图象各点电势的大小、斜率电场强度的方向、大小E-x图象电场强度的变化情况所围图形“面积”表示电势差E p-x图象电势能随位移变化电场力做功的正、负;图象E p-x的斜率为电场力利用等势线和电场线巧妙处理能量问题(1)根据等势面与电场线垂直,画出电场线,进而分析能量做功运动等问题。
(2)根据运动轨迹的弯曲方向,判断电场力方向,从而分析电场方向或电荷的正负,确定电势能、电势的变化。
电场中轨迹类问题的思维模板1.(一般电场)某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。
下列说法正确的是( )A.a点的电势高于b点的电势B.若将一正试探电荷由a点移到b点,电场力做负功C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d运动到c2.(匀强电场)如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点。
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考向1 电场的力的性质
(2020·全国Ⅱ卷)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。
a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。
则
( )
A.a、b两点的场强相等
B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的场强相等
D.c、d两点的电势相等
(1)审题破题眼:
(2)情境化模型:
(3)命题陷阱点:
陷阱1:认为场强大小相等就是场强相等。
电场中某两点场强相等,说明这两点场强大小相等,方向相同。
陷阱2:认为场强相等的地方电势也相等。
场强相等的地方电势不一定相等,电势相等的地方场强不一定相等,电势和场强没有必然关系。
求解电场强度的三种形式
求解非典型电场中的电场强度的方法
某些问题中,可灵活应用“对称法”“补偿法”或“微元法”。
(1)对称法:利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,可以使复杂电场的叠加计算大为简化。
(2)补偿法:将有缺口的带电圆环补全为圆环,或将半球面补全为完整的球面。
(3)微元法:可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷,每个微元电荷可看成点电荷,再利用公式和场强叠加原理求出合场强。
1.(电场力作用下静态分析)如图所示,三个质量均为m的带电小球(球A、球B和球C)被三根不可伸长的绝缘细绳(绳①、绳②和绳③)系于O点,三球平衡时绳②处于竖直方向,且悬点O、球A、球B和球C所在位置正好组成一个边长为a的正方形。
已知球A、球B和球C均带正电,
电荷量分别为q1、q2和q3,若mg=,静电力常量为k,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.q1和q3可以不相等
B.绳①和绳②的拉力之比为1∶
C.绳②的拉力为2mg
D.q1∶q2=2∶1
2.(电场力作用下的运动)(多选)如图所示,竖直平面内的xOy坐标系中,x轴上固定一个点电荷Q,y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处),将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上,从P处由静止释放,圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是( )
A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,加速度一直增大
B.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,速度先增大后减小
C.若只增大圆环所带的电荷量,圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动
D.若将圆环从杆上P点上方由静止释放,其他条件不变,圆环离开细杆后不能绕点电荷Q做匀速圆周运动
3.(求解电场强度)(多选)如图,真空中三个完全相同的带电小球A、B、C(均视为点电荷)均由轻质绝缘细线悬挂在O点,整个系统静止时,三小球在水平面构成等边三角形,M为三角形的中心。
已知小球所带电荷量均为+q,M到A、B、C的距离均为L,细线与OM夹角均为30°。
已知
选取无穷远处电势为0时,真空中电荷量为Q的点电荷周围的电势表达式为φ=k(其中r为到点电荷的距离),下列说法正确的是( )
A.小球所受重力为k
B.M点的电场强度为3k
C.带电小球A产生的电场在M点的电势为k
D.电荷量为+q0的试探电荷在M点具有的电势能为3k
专题六电场的性质和带电粒子
在电场中的运动
考向1
///研透真题·破题有方///
A、B、C 把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量异种电荷,由等量异种电荷形成的电场的规律,可得a、b两点的场强大小相等,方向相同,均向下,A正确;由于具有对称性,a、b两点电势一定相等,B正确;c、d两点的场强大小相等,方向相同,C正确;c点的电势比d点电势高,D错误。
///多维猜押·制霸考场///
1.B 因绳②竖直,可知电荷q1、q3对q2的库仑力相等,因距离相等可知q1、q3带电量必然相等,选项A错误;因为mg=,且q1=q3,则F CA==mg,对A受力分析可知绳①的拉力
T1=mgcos45°+mgcos45°=mg,对ABC整体受力分析可得T2+2T1cos45°=3mg,解得T2=mg,
则 T1∶T2=1∶,选项B正确,C错误;对球B,设A对B以及C对B的库仑力均为F,则
T2=mg+2Fcos45°,解得F=,又k=F=,结合mg=可得q1∶q2=2∶1,选项D错误。
2.C、D 圆环运动到O点且未离开细杆时库仑力沿x轴正方向,与细杆对圆环的支持力平衡,加速度为零,则A错误;因为圆环到O点前,库仑力沿y轴负方向的分量大小始终不为0,故一直
加速,速度增加,B错误;设P、O两点间电势差为U,由动能定理有qU=mv2,由牛顿第二定律有=,联立有=,即圆环是否做圆周运动与q无关,C正确;若从P点上方释放,则U
变大,不能做匀速圆周运动,D正确。
3.C、D 带电小球A受到B、C库仑力的合力为F,合成如图
根据几何关系可知F=k=k,则对A球受力分析,根据平衡条件可知
G==k,各小球受力情况均相同,所以小球的重力为k,故A错误;M处于△ABC的中心,根据场强的叠加法则可知M点场强为0,故B错误;A在M处产生的电势为φ=k=k,故C正确;三个小球在M点产生的总电势为φM=3φ=3k,则电势能为E p=q0φM=3k,故D正确。