第九章第一講庫侖定律電場強度

第九章第一講庫侖定律電場強度第一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[復習備考導航]考點要求1.兩種電荷．電荷守恒Ⅰ2.真空中的庫侖定律．電荷量Ⅱ3.電場．電場強度．電場線．點電荷的場強．勻強電場．電場強度的疊加Ⅱ4.電勢能．電勢差．電勢．等勢面Ⅱ第二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四考點要求5.勻強電場中電勢差跟電場強度的關系Ⅱ6.靜電屏蔽Ⅰ7.帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ8.示波管．示波器及其應用Ⅰ9.電容器的電容Ⅱ第三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四考點要求10.平行板電容器的電容．常用的電容器Ⅰ11.實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線第四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四1．從近幾年的高考試題看，考查的熱點知識為電場線、等勢面、電勢、電勢差、電勢能、電場力做功等，且多側重于以帶電粒子在電場中的運動為載體以選擇題的形式進行考查．2．在將來的高考中，在上述考查角度的基礎上，仍然會以選擇題的形式考查電場的基本知識，也可能以綜合題的形式考查電場知識與動量、能量、曲線運動等的綜合問題，尤其是電場知識在生產(chǎn)、生活中的應用，更是考查的一個熱點．第五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四3．在復習中，要做好以下幾個方面的工作：(1)做好基礎知識的復習，與力學中平衡問題、動力學問題、動量能量等知識的整合．(2)以其研究近幾年各地高考試題及模擬題中的有關計算題，總結命題的角度和解題的入手點，但不可過多的沉溺于其中，做到量力而行，還是基礎知識和中檔題目更為重要，夯實基礎，才能以不變應萬變．第六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[知識體系總覽]第七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四一、電荷和電荷守恒定律1．電荷(1)元電荷：最小的電荷量，其值為e＝

C．任何帶電體的帶電荷量皆為元電荷的

倍．(2)點電荷：帶一定的電荷量，忽略其形狀和大小的一種理想化模型．1.60×10－19

整數(shù)第十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四2．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會

，也不會

，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，

不變．(2)起電方式：

、

、感應起電．(3)帶電實質(zhì)：不論哪種起電方式，它們的實質(zhì)都是

．創(chuàng)造消滅電荷的總量摩擦起電接觸起電電子的轉移第十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四二、庫侖定律1．內(nèi)容：

中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成

，跟它們的距離的二次方成

，作用力的方向在它們的連線上．2．表達式：F＝k，式中k＝

N·m2/C2，叫靜電力常量．3．適用條件：真空中的

．真空正比反比9.0×109點電荷第十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[特別提醒](1)兩個點電荷間的距離r→0時，不能再視為點電荷，也不遵循庫侖定律，它們之間的庫侖力不能認為趨于無窮大．(2)兩個帶電體間的庫侖力是一對相互作用力．第十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四三、電場、電場強度和電場線1．電場：基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有

．N/CV/m正電荷平行四邊形力的作用第十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四(4)場強的三個表達式比較第十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四3．電場線(1)電場線的特點：①電場線從

或無限遠處出發(fā)終止于

或無限遠處．②電場線在電場中不相交．③在同一電場里，電場線

的地方場強越大．④電場線上某點的切線方向表示該點的

．正電荷負電荷越密場強方向第十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四(2)幾種典型電場的電場線(如圖9－1－1)圖9－1－1第十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[特別提醒]丙、丁圖中的電場線分布的疏密程度關于兩電荷連線的中垂線具有對稱性，因此，電場強度的大小對稱，但方向不一定相同．第二十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四1.把兩個相同的金屬小球接觸一下再分開一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩球相互排斥，則這兩個金屬小球原來的帶電情況可能是(

)A．兩球原來帶有等量異種電荷B．兩球原來帶有同種電荷C．兩球原來帶有不等量異種電荷D．兩球中原來只有一個帶電第二十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四解析：根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸，兩個相同的小球接觸后電荷量平均分配規(guī)律可知，B、C、D正確．答案：BCD第二十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四2．關于電場，下列說法中正確的是(

)A．電場是電荷周圍空間實際存在的物質(zhì)B．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型C．電荷周圍分布的電場線就是電場D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產(chǎn)生的第二十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：A解析：電場是由電荷或變化的磁場產(chǎn)生的，它是客觀存在的，人們?yōu)榱嗣枋鲭妶?，人為引入了電場線，電荷間的相互作用就是通過電場實現(xiàn)的，故選項A正確．第二十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第二十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第二十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：BCD第二十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四4．如圖9－1－2所示為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標出)．圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關于MN左右對稱．則下列說法中正確的是(

)A．這兩點電荷一定是等量異種電荷B．這兩點電荷一定是等量同種電荷圖9－1－2第二十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四C．D、C兩點的電場強度一定相等D．C點的電場強度比D點的電場強度小解析：由電場線分布的特征可知，產(chǎn)生電場的電荷一定是等量異種電荷，A正確；D、C兩點電場線的密度不同，D、C兩點的電場強度不同，C不正確；C點電場線的密度大，電場強度大，D不正確．答案：A第二十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第三十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第三十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：46N

23N第三十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第三十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第三十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[思路點撥]分別表示出＋Q和－Q在P點產(chǎn)生的場強，然后作出平行四邊形利用幾何關系求解合場強．第三十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[答案]

C第三十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四

[歸納領悟]在求解電場強度問題時，應分清所敘述的是合場強，還是分場強，若求分場強，要注意選擇適當?shù)墓竭M行計算，求合場強時，應先求出分場強，然后再根據(jù)矢量的合成法則(平行四邊形定則)進行求解．第三十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[題組突破]1．如圖9－1－4所示，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，將帶有等量電荷q的正、負點電荷放在圓周上，它們的位置關于AC對稱．要使圓心O處的電場強度為零，可在圓周上再放置一個適當電荷量的正點電荷＋Q，則該點電荷＋Q應放在(

)A．A點B．B點C．C點D．D點圖9－1－4第三十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：D解析：正、負點電荷在O處的合場強方向由O指向D，所以要使O處的電場強度為零，所放的正點電荷在O處的場強應由O指向B，所以應放在D點，選項D正確．第三十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第四十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：A第四十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[典例啟迪][例2]

(2010·新課標全國卷)靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器．其除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖9－1－6中直線ab為該收塵板的橫截面．工作時收塵板帶正電，其左側的電場線分布如圖所示；粉塵帶負電，在電場力作用下向收塵板運動，最后落在收塵板上．若用粗黑曲線表示原來靜止于P點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，圖9－1－7中的4幅圖可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)(

)圖9－1－6第四十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[思路點撥]由帶電粉塵顆粒受到的電場力方向判斷它運動軌跡的彎曲方向．圖9－1－7第四十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[解析]因為電場中各點的場強方向為電場線的切線方向，所以條形金屬板所產(chǎn)生的電場為非勻強電場，即帶電粒子在電場中所受的電場力方向與大小都將發(fā)生變化，故帶電粒子在電場中不可能沿電場線運動，C錯誤；因為帶電粒子在電場中將做曲線運動，由曲線運動的特點：所受的合外力要指向圓弧內(nèi)側可知，帶負電的粉塵顆粒運動軌跡可為A圖，A正確．[答案]

A第四十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[歸納領悟](1)一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合，只有同時滿足以下三個條件時，兩者才會重合．①電場線為直線；②電荷初速度為零，或速度方向與電場線平行；③電荷僅受電場力或所受其他力合力的方向與電場線平行．第四十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四(2)帶電粒子在電場中運動時，可以根據(jù)電場線的分布情況及運動軌跡判斷電荷的受力情況、加速度大小的變化，由電場力做功的情況判斷速度變化情況等，另外當帶電粒子做曲線運動時，要注意電場力與物體做曲線運動條件的結合起來解決問題．第四十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[題組突破]3．如圖9－1－8所示，圖中實線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可以作出的正確判斷是(

)A．帶電粒子所帶電荷的正、負B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向圖9－1－8第四十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四C．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大D．帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大解析：電場線的方向未知，因此無法判斷帶電粒子的性質(zhì)，A錯，由彎曲方向可判斷粒子在a、b兩點的受力方向，都受沿電場線向左的電場力的作用，B對，a周圍的電場線比較密集，電荷在此處的電場力大，加速度大，C對，由a到b電場力做負功，動能減小，速度減小，D項正確．答案：BCD第四十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四4．如圖9－1－9所示，A、B兩點固定兩個等量正點電荷，在A、B連線的中點C處放一點電荷(不計重力)．若給該點電荷一個初速度v0，v0方向與AB連線垂直，則該點電荷可能的運動情況是(

)

A．往復直線運動B．勻變速直線運動C．加速度不斷減小，速度不斷增大的直線運動D．加速度先增大后減小，速度不斷增大的直線運動圖9－1－9第四十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四解析：AB中垂線上電場線的分布：方向是從C點沿中垂線向兩側，電場強度大小是先增大，后減小，在C點為零，無窮遠為零，若在中點C處放入的是負電荷，受力指向C點，則選A；若在中點C處放入的是正電荷，受力由C點指向外，則選D.答案：AD第五十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[典例啟迪][例3]如圖9－1－10所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度是L，懸線上端都固定在同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，在偏離B球x的地方靜止平衡，此時A受到繩的拉力為FT；現(xiàn)保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為x/2處平衡，則A受到繩的拉力為(

)圖9－1－10第五十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四A．FT

B．2FTC．4FTD．8FT[審題指導]當A球的質(zhì)量變化時，平衡的位置改變，兩球的距離發(fā)生變化，庫侖力要發(fā)生變化．第五十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[答案]

D第五十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[歸納領悟]分析帶電體平衡問題的方法與力學中分析物體平衡的方法是一樣的，學會把電學問題力學化．具體的方法有：(1)建立直角坐標系利用正交分解方法；(2)利用合成方法．合成方法適用于三力平衡問題，經(jīng)常利用力三角形與幾何三角形的相似解決問題，正確作圖畫出力三角形，再進一步找到它與哪個幾何三角形相似是解決問題的關鍵．第五十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四[題組突破]5．如圖9－1－11所示，電荷量為Q1、Q2的兩個正電荷分別置于A點和B點，兩點相距L，在以L為直徑的光滑絕緣上半圓環(huán)上，穿著一個帶電小球q(可視為點電荷)在P點平衡，若不計小球的重力，那么PA與AB的夾角α與Q1、Q2的關系滿足(

)圖9－1－11第五十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四第五十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期四答案：D第五十七頁，共六十六頁，編輯于2023年