《高考風向標》高考物理一輪復習 專題七 第1講 庫侖定律 電場強度課件

專題七電場考綱考點要求熱點考向1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ1.通常以帶電體(帶電粒子)在電場中運動為物理情景，結(jié)合做曲線運動的條件，電場力做功與電勢能的變化關(guān)系、動能定理等考查電場的有關(guān)概念、電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)．命題形式以選擇題為主．2.帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題，常與生產(chǎn)、生活、科技實踐結(jié)合(示波管等)，通過粒子運動的過程綜合考查運動的合成與分解、能量的轉(zhuǎn)化與守恒等知識，也是高考中的?？疾糠荩?．以帶電粒子在復合場(電場、磁場、重力場)中運動為載體，對考生物理過程和運動規(guī)律的分析能力、物理原理、規(guī)律運用能力、運用數(shù)學知識解決問題的能力、以及空間想象能力等的綜合考查．通常以計算題形式出現(xiàn)，并常作為壓軸題.2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點電荷Ⅰ4.庫侖定律Ⅱ5.靜電場Ⅰ6.電場強度、點電荷的場強Ⅱ7.電場線Ⅰ8.電勢能、電勢Ⅰ9.電勢差Ⅱ10.勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ12.示波管Ⅰ13.常見電容器Ⅰ14.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第1講庫侖定律電場強考點1電荷、電荷守恒定律

1．點電荷：當帶電體的大小、形狀對研究問題的影響可忽略不計時，就可以看做帶電的點，叫

(類似于力學中的質(zhì)點) 2．元電荷：電子所帶的電荷量．質(zhì)子、正電子電荷量與它相同，用e

表示，e＝1.60×10－19C，所有帶電體的電荷量都是點電荷.元電荷的

. 3．電荷守恒定律

(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另一個部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的

不變．(2)物體帶電的方式有：摩擦起電、感應起電、接觸起電．(3)完全相同的帶電金屬球相接觸時電荷的分配規(guī)律：同種電荷總量

，異種電荷

后平均分配．整數(shù)倍代數(shù)和平均分配中和4．三種起電方式的比較1．(單選)關(guān)于點電荷，下列說法中正確的是(

)A．只有體積很小的帶電體才能看成是點電荷B．體積較大的帶電體一定不能看成是點電荷C．當兩個帶電體的大小形狀對它們之間的相互作用的影響可忽略時，可看成點電荷D．當帶電體帶電量很少時，可看成點電荷

解析：一個帶電體能不能看成點電荷，主要要看他的大小、形狀是否會對研究問題有影響，而不是看體積的大小和電荷量的多少，若大小、形狀對研究問題沒有影響則可看成點電荷．C

2．(單選)絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖7－1－1所示，現(xiàn)使b帶電，則(

)圖7－1－1A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用B．b

將吸引a，吸住后不放開C．b

立即把a

排斥開D．b

先吸引a，接觸后又把a

排斥開D

解析：電荷對輕小物體有吸引力，所以b

帶電后對a

有吸引力，接觸后a

帶有與b

相同電性的，所以接觸后又把a排斥開．

3．(雙選)兩個相同的金屬小球(可視為點電荷)所帶電量之比為1∶7，在真空中相距為r，把它們接觸后再放回原處，則它們間的靜電力可能為原來的(

) A．4/7B．3/7C．9/7D．16/7

解析：由庫侖定律，放回原處，則它們間的靜電力之比等于電荷量乘積之比，兩個相同的金屬小球接觸后帶電量是中和后平分，當電性相同時，電荷量乘積為4×4＝16，D項正確；當電性不同時，電荷量乘積為3×3＝9，C項正確．CD考點2庫侖定律

1．內(nèi)容：在真空中兩個靜止點電荷的相互作用力跟它們的

成正比，跟它們間的

成反比．作用力的方向在它們的連線上．

3．適用條件：真空中的

．

4．對庫侖力的理解

(1)庫侖力的正負不表示力的大小，而表示力的性質(zhì)． 當帶電體所帶電荷同號時，F(xiàn)＞0，庫侖力為斥力；當帶電體所帶電荷異號時，F(xiàn)＜0，庫侖力為引力．

(2)兩個帶電體之間的庫侖力是一對作用力與反作用力．電荷量的乘積距離的平方點電荷2．表達式：F＝k

，式中k＝9.0×109

N·m2/C2，叫靜電力常量

.

4．(單選)如圖7－－1－2所所示，兩個完完全相同的絕絕緣金屬殼a、b的半徑為R，質(zhì)量為m，兩球心之間間的距離為l＝3R.若使它們帶上等量量的異種電荷荷，電荷量為為q，那么兩球之之間的萬有引引力F引，庫侖力F庫分別為()圖7－1－2解析：萬有引力定律律適用于兩個個可看成質(zhì)點點的物體，而而均勻的球體可將將其質(zhì)量集中中在球心考慮慮；庫侖定律律適用于點電電荷，兩球殼帶等量量異種電荷，，但由于電荷荷間的相互作作用力使其電電荷集中在兩球殼殼的內(nèi)側(cè)，它它們之間距離離小于l，故此時的庫庫侖力大于電荷集中在在球心時的庫庫侖力．答案：D考點3電場、電場強強度1．電場：電電荷周圍存在在的一種特殊殊物質(zhì)．電場場對放入其中中的電荷有．靜止電荷產(chǎn)產(chǎn)生的電場稱稱為．2．電場強度度(1)定義：：放入電場中中某點的電荷荷受的電場力力F與它的電荷量的比值．(2)公式：：.(3)矢量性性：電場強度度是矢量，方方向與該點正正電荷受電場場力方向一致，與與該點負電荷荷受電場力的的方向相反．．力的作用靜電場E＝F/q(5)真空中中點電荷電場場強度決定式式其中Q是形成電(4)電場中某點的的電場強度由由電場本身決決定，與檢驗驗電荷無關(guān)．場的場源電荷荷．(6)電場的疊加：：某點的電場場等于各個電電荷單獨存在在時在該點產(chǎn)生的電場場的矢量和．．定義式?jīng)Q定式關(guān)系式公式

FE＝ q

QE＝k

r2

UE＝

d適用范圍任何電場真空中點電荷勻強電場意義電場強度E與電場力F 和檢驗電荷q無關(guān)電場強度E由場源點電荷Q以及該點到場源點 電荷Q的距離r決定

U是電場中兩點間的電勢差，d這兩點間沿電場方向的距離方向正電荷的受力方向①Q(mào)為正電荷，則背離

場源點電荷Q②Q為負電荷，則指向場源點電荷Q正極板指向負極板3．三種電場強強度計算公式式的比較5．(單選)對公式E＝k，理解正確的的是()解析：E＝k2是點電荷形成成的電場場強強公式，r→0時，不Qr2A．r→0時，E→∞B．當r→∞時，E→0C．某點場強跟跟點電荷Q無關(guān)，只跟該該點位置r有關(guān)D．以點電荷Q為圓心心，r為半徑徑的球球面上上，各各點場場強相相同Qr能看成成點電電荷，，所以以公式式已經(jīng)經(jīng)不適適應了了．以以點電電荷Q為圓心心，r為半徑徑的球球面上上，各各點場場強大大小相相等但但方向向不相相同，，D項錯．．B6．(雙選選)一一帶電電量為為q的檢驗驗電荷荷在電電場中中某點點受到到的電電場力大大小為為F，該點點場強強大小小為E，則下下面能能正確確反映映這三三者關(guān)關(guān)系的是是()解析：：電場強強度的的大小小由電電場本本身決決定，，與檢檢驗電電荷無無關(guān)．．BC7．(單選選)關(guān)關(guān)于電電場，，下列列說法法中正正確的的是()A．電電場是是電荷荷周圍圍空間間實際際存在在的物物質(zhì)B．電電場是是為了了便于于研究究電荷荷的運運動而而引入入的理理想模模型C．電電荷周周圍分分布的的電場場線就就是電電場D．電電荷間間的相相互作作用不不是通通過電電場作作媒介介產(chǎn)生生的考點4電場線線1．電場場線：：在電電場中中畫出出一些些曲線線，曲曲線上上每一一點的的切線線方向都都跟該該點的的場強強方向向一致致，曲曲線的的疏密密表示示電場場的強強弱．．電場線線不是是實際際存在在的線線，而而是為為了描描述電電場而而假想想的線線．A2．電電場場線線的的特特點點(1)電場場線線始始于于正正電電荷荷(或無無窮窮遠遠)，終終于于負負電電荷荷(或無無窮窮遠)；(2)電場場線線密密的的地地方方電電場場強強；；電電場場線線疏疏的的地地方方電電場場弱弱；；(3)電場場線線密密的的地地方方等等差差等等勢勢面面密密；；等等差差等等勢勢面面密密的的地地方方電電場線線也也密密；；(4)電場場線線互互不不相相交交；；(5)電場場線線和和等等勢勢面面在在相相交交處處互互相相垂垂直直；；(6)電場場線線的的方方向向是是電電勢勢降降低低的的方方向向，，電電勢勢降降低低的的方方向向不不一一定是電場場線的方方向．3．幾種典典型的電電場線8．(雙選)(2010年廣州b所形成的的電場線線分布，，以下說說法正確確的是()圖7－1－3A．a(chǎn)、b為異種電電荷B．a(chǎn)、b為同種電電荷C．A點場強大大于B點場強D．A點電勢高高于B點電勢AD解析：題圖是異異種電荷荷形成的的電場線線，A正確，B錯誤；B點電場線線密，故故B點場強大大；沿電電場線電電勢降低低，故A點電勢高于B點電勢，，C錯誤，D正確．9．(單單選)兩兩帶電量量分別為為q和和－q的點點電荷放放在x軸上上，相距為L，能能正確反反映兩電電荷連線線上場強強大小E與與x關(guān)關(guān)系的的是()A解析：如圖24，根據(jù)兩兩等量異異種點電電荷周圍圍的電場場線可直直觀地看出出，連線線的中點點場強最最小，但但不為零零，關(guān)于于中點對對稱的兩點場強強大小相相等，方方向相同同，所以以兩點電電荷的連連線上的的場強先減小后后增大，，A正確．圖24A．2×10B．4×10C．6×10D．8×10ρππr3·g＝4××10-9(C)．10熱點1電電場場力作作用下下物體體的平平衡問 【例1】(單選)(2010年全國卷Ⅱ)在雷雨云下沿豎直方向的電場強度為104V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落，取重力加速度大小為10m/s2，水的密度為103kg/m3.這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為(

)－9C－9C－9－9C解析：：帶電雨雨滴在在電場場力和和重力力作用用下保保持靜靜止，，根據(jù)據(jù)平mgE＝衡條件件，電電場力力和重重力必必然等等大反反向，，mg＝Eq，則q＝434BC這類題與純純力學問題題分析方法法是一樣的的．注意的是：(1)分析力時，，要注意電電荷的正負負，正電荷荷電場力的的方向與場強方向相相同，負電電荷電場力力的方向與與場強方向向相反；(2)要注意電場場強度大小小是否變化化，方向有有什么特點點．1．(單選選)(2009年年浙江卷)如圖7－1－4所示，，在光滑絕絕緣水平面上放放置3個個電荷量量均為q(q>0)的相相同小球，，小球之間間用勁度系數(shù)均均為k0的輕質(zhì)彈簧簧絕緣連接接．當3個小球球處在靜止止狀態(tài)時，每根根彈簧長度度為l.已知靜電電力常量為為k，若不考慮慮彈簧的靜電感應應，則每根根彈簧的原原長為()5q2k0lkq5kq4k0l5kq其他兩個小小球?qū)λ牡膸靵隽?，，它們的關(guān)關(guān)系是k0x＝k2＋k5kq4k0l圖7－1－4A．l＋22B．l－2k0l2C．l－22D．l－22k0l2解析：第三個小球球受三個力力的作用，，即彈簧的的拉力和q2lq2(2l)2,24k0l2，故故彈彈簧簧原原長長為為l0＝l－x＝l－解得得彈彈簧簧的的伸伸長長量量為為x＝5kq22.答案案：：易錯錯點點：：庫庫侖侖定定律律的的運運用用【例例1】】(單單選選)如如圖圖7－－1－－5所所示示，，真真空空中中A、B兩個個點點電電荷的的電電荷荷量量分分別別為為＋＋Q和＋＋q，放放在在光光滑滑絕絕緣緣水水平平面面上上，，A、B之間用用絕絕緣緣的的輕輕彈彈簧簧彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則(

)圖7－1－5A．保保持持Q不變變，，將將q變?yōu)闉?q，平平衡衡時時彈彈簧簧的的伸伸長長量量等等于于2x0B．保保持持q不變變，，將C．保保持持Q不變變，，D．保保持持q不變變，，將將Q變?yōu)闉椋璔，平平衡衡時時彈彈簧簧的的縮縮短短量量小小于于x0答案案：：B錯解解分分析析：：A、、B選選項項中中，，某某電電荷荷量量變變?yōu)闉樵瓉韥淼牡膬蓛杀侗秳t則庫庫侖侖力變?yōu)樵瓉淼牡膬杀叮狡胶鈩t彈力變變?yōu)樵瓉淼膬蓛杀?，即彈簧簧的伸長量等于2x0錯選A.C、D兩項項中，電荷變變?yōu)樨摵笫且?，如果兩電荷間距距離不變庫侖侖力大小不變變，彈力等于于電場力，只只是彈簧是變壓縮縮，縮短量等等于x0，錯選C項項．錯誤的的原因是彈簧簧伸長或縮短兩兩電荷間的距距離都變化則則庫侖力也會會變化．正確解析：A、B選項項中，某電荷荷量變?yōu)樵瓉韥淼膬杀叮胶鈩t彈力變?yōu)闉樵瓉淼膬杀侗?，即彈簧的的伸長量等于于2x0，但彈簧伸長，電荷間距距離變大，庫庫侖力比原來來的兩倍小，，所以伸長量量小于2x0，B正確．．C、D兩兩項中，電荷荷變?yōu)樨摵笫鞘且Γ绻麅呻姾砷g距離不變變則庫侖力大大小不變，彈彈力等于電場場力．但由于于兩Qq2<2，x＜2x0.同理F″＝k電荷間距離變變小，庫侖力力變大，壓縮縮量應變大，，所以C、D兩項都錯誤．列式求解為：：設彈簧的原原長為l，＋Q和＋q間的庫侖力為為F＝kQq(l＋x0)2＝kx0，將q變?yōu)?q時，設彈簧伸伸長量為x，則電荷間的庫侖侖力F′＝k2Qq(l＋x0)2，上述兩式相相比得xx0＝22(l＋x0)(