高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專(zhuān)訓(xùn)）電場(chǎng)力的性質(zhì)課件.ppt

點(diǎn)電荷電荷守恒定律 想一想 如圖6 1 1所示 在帶電荷量為 q的帶電體c右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體a和b 均放在絕緣支座上 若先將c移走 再把a(bǔ) b分開(kāi) 則a b分別帶什么電 圖6 1 1 若先將a b分開(kāi) 再移走c 則a b分別帶什么電 這一過(guò)程中電荷總量如何變化 提示 不帶不帶帶負(fù)帶正不變 記一記 1 元電荷 點(diǎn)電荷 1 元電荷 e 1 6 10 19c 所有帶電體的電荷量都是元電荷的 其中質(zhì)子 正電子的電荷量與元電荷相同 電子的電荷量q 1 6 10 19c 2 點(diǎn)電荷 代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn) 忽略帶電體的大小和形狀的理想化模型 整數(shù)倍 2 電荷守恒定律 1 內(nèi)容 電荷既不能創(chuàng)生 也不能消滅 它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中電荷的 2 起電方法 3 帶電實(shí)質(zhì) 物體帶電的實(shí)質(zhì)是 4 電荷的分配原則 兩個(gè)形狀 大小相同的導(dǎo)體 接觸后再分開(kāi) 二者帶電荷 若兩導(dǎo)體原來(lái)帶異種電荷 則電荷先 余下的電荷再 總量保持不變 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電 得失電子 相同 中和 平分 試一試 1 一帶負(fù)電絕緣金屬小球被放在潮濕的空氣中 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 發(fā)現(xiàn)該小球上帶有的負(fù)電荷幾乎不存在了 這說(shuō)明 a 小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了b 在此現(xiàn)象中 電荷不守恒c 小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了d 該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的 仍然遵循電荷守恒定律 解析 帶負(fù)電的金屬小球在潮濕的空氣中 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 小球上的負(fù)電荷 電子 被潮濕的空氣導(dǎo)走了 但電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程中 電荷守恒 故cd正確 答案 cd 庫(kù)侖定律 想一想 圖6 1 2 記一記 1 內(nèi)容 中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力 與它們的電荷量的乘積成 與它們的距離的二次方成 作用力的方向在它們的連線上 真空 正比 反比 9 0 109 3 適用條件 中的 1 在空氣中 兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況 可以直接應(yīng)用公式 2 當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于本身的大小時(shí) 可以把帶電體看成點(diǎn)電荷 4 庫(kù)侖力的方向 由相互作用的兩個(gè)帶電體決定 且同種電荷相互 為 異種電荷相互 為 真空 點(diǎn)電荷 排斥 斥力 吸引 引力 試一試 答案 c 電場(chǎng)強(qiáng)度 想一想 在真空中o點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q 1 0 10 9c 直線mn通過(guò)o點(diǎn) om的距離r 30cm m點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q 1 0 10 10c 如圖6 1 3所示 則m點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有多大 方向怎樣 拿走q后m點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何變化 m n兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大 圖6 1 3 記一記 1 電場(chǎng)的基本性質(zhì) 對(duì)放入其中的電荷有 2 電場(chǎng)強(qiáng)度 2 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng) e 適用于計(jì)算中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng) 3 方向 規(guī)定為在電場(chǎng)中某點(diǎn)的方向 作用力 真空 正電荷 所受靜電力 試一試 3 對(duì)于由點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng) 下列說(shuō)法正確的是 答案 b 電場(chǎng)線 想一想 圖6 1 4中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線 在這條電場(chǎng)線上有a b兩點(diǎn) 那么a b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和大小是否相同 提示 a b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同 都沿著電場(chǎng)線向右 由于題中僅畫(huà)出一條電場(chǎng)線 無(wú)法確定a b附近電場(chǎng)線的分布情況 故無(wú)法確定a b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小 圖6 1 4 記一記 1 定義為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向 在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線 曲線上每一點(diǎn)的都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致 曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱 2 特點(diǎn) 1 電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā) 終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處 2 電場(chǎng)線在電場(chǎng)中 切線方向 不相交 3 應(yīng)用 1 在同一電場(chǎng)里 電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大 2 電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向 3 沿電場(chǎng)線方向 4 電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直 4 幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線 電勢(shì)逐漸降低 圖6 1 5 試一試 4 如圖6 1 6所示 ab是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線 在電場(chǎng)線上p處自由釋放一個(gè)負(fù)試探電荷時(shí) 它沿直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 對(duì)此現(xiàn)象下列判斷中正確的是 不計(jì)電荷重力 a 電荷向b做勻加速運(yùn)動(dòng)b 電荷向b做加速度越來(lái)越小的運(yùn)動(dòng)c 電荷向b做加速度越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)d 電荷向b做加速運(yùn)動(dòng) 加速度的變化情況不能確定 圖6 1 6 解析 從靜止起運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷向b運(yùn)動(dòng) 說(shuō)明它受的電場(chǎng)力指向b 負(fù)電荷受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反 可知此電場(chǎng)線的指向應(yīng)從b a 這就有三種可能性 一是這一電場(chǎng)是個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng) 試探電荷受恒定的電場(chǎng)力 向b做勻加速運(yùn)動(dòng) 二是b處有正點(diǎn)電荷場(chǎng)源 則越靠近b處場(chǎng)強(qiáng)越大 負(fù)電荷會(huì)受到越來(lái)越大的電場(chǎng)力 加速度應(yīng)越來(lái)越大 三是a處有負(fù)點(diǎn)電荷場(chǎng)源 則越遠(yuǎn)離a時(shí)場(chǎng)強(qiáng)越小 負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力越來(lái)越小 加速度越來(lái)越小 答案 d 庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題 2 三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題 條件 兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)為零 或每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等 方向相反 規(guī)律 三點(diǎn)共線 三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上 兩同夾異 正負(fù)電荷相互間隔 兩大夾小 中間電荷的電荷量最小 近小遠(yuǎn)大 中間電荷靠近電荷量較小的電荷 圖6 1 7 答案 c 分析點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題的方法步驟點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題的分析方法與純力學(xué)平衡問(wèn)題的分析方法是相同的 只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了一個(gè)庫(kù)侖力或電場(chǎng)力 具體步驟如下 1 確定研究對(duì)象 如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí) 要依據(jù)題意 適當(dāng)選取 整體法 或 隔離法 3 列平衡方程 f合 0或fx 0 fy 0 電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算與疊加 1 場(chǎng)強(qiáng)的公式 2 電場(chǎng)的疊加 1 疊加原理 多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和 2 計(jì)算法則 平行四邊形定則 例2 如圖6 1 8所示 位于正方形四個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有點(diǎn)電荷a b c d 四個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量均為q 其中點(diǎn)電荷a c帶正電 點(diǎn)電荷b d帶負(fù)電 試確定過(guò)正方形中心o并與正方形垂直的直線上到o點(diǎn)距離為x的p點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向 審題指導(dǎo) 第一步 抓關(guān)鍵點(diǎn) 圖6 1 8 四電荷在中心軸線p上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 p點(diǎn)處在中心軸線上 四個(gè)電荷在中心軸線上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 電荷電量相等 電荷所在位置關(guān)于中心o對(duì)稱(chēng) 電荷到中心軸上同一點(diǎn)距離相等 電荷處在正方形四個(gè)頂點(diǎn)上 獲取信息 關(guān)鍵點(diǎn) 第二步 找突破口要求p點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向 先求出各點(diǎn)電荷在p點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向 再利用平行四邊形定則和矢量的對(duì)稱(chēng)性求解 嘗試解題 四個(gè)點(diǎn)電荷各自在p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度ea eb ec ed如圖所示 根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知 ea ec的合場(chǎng)強(qiáng)e1沿op向外 eb ed的合場(chǎng)強(qiáng)e2沿op指向o 由對(duì)稱(chēng)性可知 e1 e2大小相等 所以p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零 答案 場(chǎng)強(qiáng)為零 對(duì)電場(chǎng)線的理解及應(yīng)用 1 孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 1 正 負(fù) 點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球?qū)ΨQ(chēng)分布指向外 內(nèi) 2 離點(diǎn)電荷越近 電場(chǎng)線越密 場(chǎng)強(qiáng)越大 3 以點(diǎn)電荷為球心作一球面 則電場(chǎng)線處處與球面垂直 在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小相等 但方向不同 2 兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)比較 o點(diǎn)最小 向外先變大后變小 o點(diǎn)最大 向外逐漸減小 沿中垂線由o點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小 沿連線先變小 再變大 沿連線先變小 再變大 連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小 為零 最小 指向負(fù)電荷一方 連線中點(diǎn)o處的場(chǎng)強(qiáng)大小 等量同種點(diǎn)電荷 等量異種點(diǎn)電荷 比較 3 電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系一般情況下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合 只有同時(shí)滿(mǎn)足以下三個(gè)條件時(shí) 兩者才會(huì)重合 1 電場(chǎng)線為直線 2 電荷初速度為零 或速度方向與電場(chǎng)線平行 3 電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行 例3 靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器 某除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板 圖6 1 9中直線ab為該收塵板的橫截面 工作時(shí)收塵板帶正電 其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示 粉塵帶負(fù)電 在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng) 最后落在收塵板上 若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于p點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 圖6 1 10中可能正確的是 忽略重力和空氣阻力 圖6 1 9 圖6 1 10 嘗試解題 因粉塵帶負(fù)電 故帶電粉塵所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的切線方向相反 軌跡上任何一點(diǎn)的切線方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向 若粒子做曲線運(yùn)動(dòng) 軌跡應(yīng)出現(xiàn)在速度方向和力的方向所夾的區(qū)域內(nèi) 從軌跡上找?guī)讉€(gè)點(diǎn)判斷一下 只有a項(xiàng)符合 故a項(xiàng)正確 答案 a 電場(chǎng)線與軌跡判斷方法 1 運(yùn)動(dòng)與力兩線法 畫(huà)出 速度線 運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線 與 力線 在初始位置電場(chǎng)線的切線方向 從二者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情景 2 三不知時(shí)要假設(shè) 電荷的正負(fù) 場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低 電荷運(yùn)動(dòng)的方向 是題意中相互制約的三個(gè)方面 若已知其中的任一個(gè) 可順次向下分析判定各待求量 若三個(gè)都不知 三不知 則要用 假設(shè)法 分別討論各種情況 3 一般為定性分析 有時(shí)涉及簡(jiǎn)單計(jì)算 圖6 1 11 超鏈接 利用補(bǔ)償法和對(duì)稱(chēng)性就可以把線性帶電體轉(zhuǎn)換成易于求解的點(diǎn)電荷 這樣通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象 就可以把復(fù)雜的問(wèn)題用簡(jiǎn)單的方法求解 思路立現(xiàn) 有缺口的帶電圓環(huán) 點(diǎn)電荷 轉(zhuǎn)換對(duì)象 題后悟道 求合場(chǎng)強(qiáng)的兩種常用方法 1 對(duì)稱(chēng)法 利用帶電體電荷分布具有對(duì)稱(chēng)性 或帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)求合場(chǎng)強(qiáng)的方法 2 補(bǔ)償法 題給條件建立的模型a不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型 這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件 由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型b 并且模型a與模型b恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型 這樣求解模型a的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型b的差值問(wèn)題 第 2 問(wèn)中 若在距缺口四分之一圓弧處 有同樣一個(gè)很小的缺口 l 且 l r 其余條件不變 則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小又為多少 隨堂鞏固落實(shí) 1 2012 寧波八校聯(lián)考 兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球a和b 其質(zhì)量分布均勻 將它們固定于絕緣支座上 兩球心間的距離l為球半徑的3倍 若使它們帶上等量異種電荷 所帶電荷量的絕對(duì)值均為q 那么a b兩球之間的萬(wàn)有引力f引和庫(kù)侖力f庫(kù)的表達(dá)式正確的是 答案 c 2 2013 江西聯(lián)考 如圖6 1 12所示的真空空間中 僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷 則圖中a b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是 圖6 1 12 解析 a d項(xiàng)中 a b兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小相等但方向不同 故a d錯(cuò) b項(xiàng)中 a b兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小及方向均不相同 b錯(cuò) c項(xiàng)中 a b兩點(diǎn)處在 q q連線的中垂線上 且關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱(chēng) 故電場(chǎng)強(qiáng)度相同 電勢(shì)相同 c對(duì) 答案 c 3 2012 渭南質(zhì)檢 兩個(gè)帶電荷量分別為q1 q2的質(zhì)點(diǎn)周?chē)碾妶?chǎng)線如圖6 1 13所示 由圖可知 a 兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷 且q1 q2b 兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷 且q1q2d 兩質(zhì)點(diǎn)帶同號(hào)電荷 且q1q2 選項(xiàng)a正確 答案 a 圖6 1 13 4 2012 北京市朝陽(yáng)區(qū)期末 絕緣細(xì)線的一端與一帶正電的小球m相連接 另一端固定在天花板上 在小球m下面的一絕緣水平面上固定了另一個(gè)帶電小球n 在下列情況下 小球m能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是 圖6 1 14 解析 m受到三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài) 則絕緣細(xì)線的拉力與兩個(gè)球的庫(kù)侖力的合力必與m的重力大小相等 方向相反 其受力分析圖如右圖所示 選項(xiàng)b正確 答案 b 5 2012 南京一模 如圖6 1 15所示 以o為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a b c d e f 等量正 負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a d兩處時(shí) 在圓心o處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為e 現(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置 使o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度改變 下列敘述正確的是 a 移至c處 o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變 方向沿oeb 移至b處 o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半 方向沿od 圖6 1 15 c 移至e處 o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半 方向沿ocd 移至f處 o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變 方向沿oc 答案 c 給有能力的學(xué)生加餐 1 使兩個(gè)完全相同的金屬小球 均可視為點(diǎn)電荷 分別帶上 3q和 5q的電荷后 將它們固定在相距為a的兩點(diǎn) 它們之間庫(kù)侖力的大小為f1 現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后 再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn) 它們之間庫(kù)侖力的大小為f2 則f1與f2之比為 a 2 1b 4 1c 16 1d 60 1 答案 d 2 2012 重慶八中檢測(cè) 在點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a b兩點(diǎn) 相距為d 已知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為e 方向與ab連線成30 角 b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab連線成120 角 如圖1所示 則點(diǎn)電荷q的電性和b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 圖1 答案 d 3 一根放在水平面內(nèi)的光滑玻璃管絕緣性良好 內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的彈性金屬小球a和b 帶電量分別為 9q和 q 兩小球從圖2所示位置由靜止釋放 那么 兩小球再次經(jīng)過(guò)圖中原靜止釋放位置時(shí) a球的瞬時(shí)加速度為釋放時(shí)的 圖2 答案 a 4 如圖3所示 豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣 兩個(gè)帶有同種電荷的小球a b分別處于豎直墻面和水平地面 且處于同一豎直平面內(nèi) 若用圖示方向的水平推力f作用于小球b 則兩球