高三物理一輪復(fù)習(xí)-第一課時-庫侖定律電場強度電場線課件

考綱展示考向指南知識點要求1.電場的描述依然是考查的重點．場強、電場線、電場力、電勢等方面、電勢差、電勢能、幾種典型的電場頻頻被考查，且常結(jié)合上力和運動的關(guān)系、功能關(guān)系，多以選擇題的形式出現(xiàn)．2.帶電粒子在電場中的運動(含電容器電場)，是考查的重中之重，年年必考總是與力學(xué)知識(共點力平衡、牛頓定律、動能定理、功能關(guān)系)綜合，甚至與磁場知識結(jié)合，綜合性強，能力要求高，主要以計算題形式出現(xiàn)．兩種電荷，電荷守恒Ⅰ真空中的庫侖定律，電荷量Ⅱ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Ⅱ電勢能，電勢差，電勢，等勢面Ⅱ勻強電場中電勢差跟電場強度的關(guān)系Ⅱ靜電屏蔽Ⅰ帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ示波管，示波器及其應(yīng)用Ⅰ電容器的電容Ⅱ平行板電容器的電容，常用的電容器Ⅰ實驗：用描跡法畫出電場中平面上的等勢線說明：帶電粒子在勻強電場中運動的計算，只限于帶電粒子進入電場時的速度平行或垂直于場強的情況第一課時庫侖定律電場強度電場線1．元電荷科學(xué)發(fā)現(xiàn)最小的電荷量就是

所帶的電荷量的絕對值．質(zhì)子、正電子電荷量與它相同，用e表示，e＝

，所有帶電體的電荷量都是元電荷的

．電子1.60×10－19C整數(shù)倍2．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個物體

到另一個物體或從物體的這一部分

到另一部分，系統(tǒng)的電荷總量

．(2)物體帶電的實質(zhì)：

．(3)使物體帶電的方式有：

．(4)當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

，異種電荷先

．轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變得失電子摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電平均分配中和后平分1．點電荷當帶電體間的距離比它們自身的大小大的多以至于帶電體的

對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體，就可以看做帶電的點，叫做點電荷．類似于力學(xué)中的

．也是一種理想化的模型．形狀、大小及電荷分布質(zhì)點2．庫侖定律(1)內(nèi)容：在

中兩個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

上．(2)表達式：F＝

，式中k＝9.0×109

，叫

．(3)適用條件：

中的

．真空電荷量的乘積距離的平方它們的連線N·m2/C2靜電力常量真空點電荷1．電場：電荷周圍存在的一種物質(zhì)，電場對放入其中的電荷有

．靜止電荷產(chǎn)生的電場稱為

． 根據(jù)表達式E＝，能說場強E與q成反比，與F成正比嗎？為什么？力的作用靜電場2．電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷受的電場力F與它的

的比值．(2)公式：E＝.(3)單位

.(4)矢量性：規(guī)定

在電場中某點所受電場力的方向為該點電場強度的方向．電荷量qN/C或V/m正電荷3．點電荷場強的計算式(1)設(shè)在場源點電荷Q形成的電場中，有一點P與Q相距r，則P點的場強E＝

.(2)適用條件：真空中的

形成的電場．點電荷1．電場線及特點電場線電場線是畫在電場中的一條條

，曲線上每點的

表示該點的電場強度方向，電場線不是實際存在的線，而是為了描述

而假想的線．電場線的特點①電場線從

出發(fā)終止于

．②電場線在電場中不

．③在同一電場里，電場線

的地方場強越大．④

的電場線是均勻分布的平行直線.有方向的曲線切線方向電場正電荷或無限遠處負電荷或無限遠處相交越密勻強電場2.幾種典型電場的電場線1.1(2009年江蘇卷)兩個分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫侖力的大小為 ()【答案】

C2．1如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q.現(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，問：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷量為多少？3．1下面是對點電荷的電場強度公式E＝的幾種不同理解，正確的是 ()A．當r→0時，E→∞B．當r→∞時，E→0C．某點的場強大小與距離r成反比D．以點電荷Q為中心、r為半徑的球面上各處的場強相同【解析】當r→0時，E＝，不再適用，A錯B對；某點場強的大小應(yīng)與距離r的平方成反比，C錯；以點電荷Q為中心，r為半徑的球面上各處的場強大小相等，方向不同，故場強不同，D錯．【答案】B4．1如下圖所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，已知在a、b兩點粒子所受電場力分別為Fa、Fb，若帶電粒子q(|Q|?|q|)由a點運動到b點，電場力做正功，則下列判斷正確的是 ()A．若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞FbB．若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜FbC．若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞FbD．若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜Fb【解析】由于粒子由a點運動到b點電場力做正功，可知電場力指向外側(cè)，Q，q為同種電荷，電場線密集的地方電場強度大，由F＝Eq知Fa大，選項A正確．【答案】

A一、對電荷量、元電荷、點電荷和試探電荷的概念的理解電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍；元電荷不是電子也不是質(zhì)子，而是最小的電荷量，電子和質(zhì)子帶最小的電荷量，即e＝1.6×10－19C；點電荷要求“線度遠小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化的模型，對其帶電荷量無限制；試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產(chǎn)生影響，且要求在其占據(jù)的空間內(nèi)場強“相同”，故其應(yīng)為帶電荷量“足夠小”的點電荷． 1．下列說法正確的是 ()A．元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B．體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷C．電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點電荷D．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們受到的庫侖力的大小一定相等【解析】

元電荷是電荷量的一種單位．質(zhì)子和電子所帶的電荷量都等于e，A項錯．能否把帶電體看成點電荷，不在于帶電體本身的大小，而在于它們的大小是否比它們之間的距離小得多．故B、C項均錯，最易產(chǎn)生錯誤的地方是認為點電荷是很小的帶電體．相互作用的兩個點電荷之間的庫侖力是一對作用力和反作用力，故它們總是大小相等，方向相反的．【答案】

D二、電場的疊加原理及三個表達式的比較1．疊加原理多個電荷在電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，這種關(guān)系叫做電場強度的疊加，電場強度的疊加遵循平行四邊形定則．2．場強三個表達式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式表達式E＝F/qE＝kQ/r2E＝U/d適用范圍任何電場真空中的點電荷勻強電場說明E的大小及方向與試探電荷的電荷量及存在與否無關(guān).Q：場源電荷的電荷量r：研究點到場源電荷的距離U：電場中兩點的電勢差d：兩點沿電場方向的距離【答案】BCD三、等量同種和異種點電荷的電場兩點電荷連線的中垂線上的電場分布及特點的比較比較項目等量同種點電荷等量異種點電荷電場線圖示比較項目等量同種點電荷等量異種點電荷交點O處的場強為

.最

.由O沿中垂線向外場強的變化向外先增大后減小向外逐漸減小關(guān)于O點對稱的兩點A與A′，B與B′場強的關(guān)系等大、反向等大、同向零大 3.兩帶電量分別為q和－q的點電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強大小E與x關(guān)系的是圖 ()【解析】

根據(jù)兩等量異種點電荷周圍的電場線可直觀地看出，連線的中點場強最小，但不為零，關(guān)于中點對稱的兩點場強大小相等，方向相同，所以兩點電荷的連線上的場強先減小后增大，A正確．【答案】

A【輕輕告訴你】思考不能．因電場的場強大小決定于電場本身，而與試探電荷的受力和所帶電量無關(guān)．E＝F/q為場強的定義式，非決定式．

如下圖所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電荷量不變的小球A.在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B，當B到達懸點O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為θ.若兩次實驗中B的電荷量分別為q1和q2，θ分別為30°和45°，則q2/q1為多少？ 分析帶電體力學(xué)問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣，學(xué)會把電學(xué)問題力學(xué)化，分析方法是：(1)確定研究對象，如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意，適當選取“整體法”或“隔離法”，一般是先整體后隔離．(2)對研究對象進行受力分析．(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0) 1－1：如圖所示，兩個帶同種電荷的帶電球(均可視為帶電質(zhì)點)，A球固定，B球穿在傾斜直桿上處于靜止狀態(tài)(B球上的孔徑略大于桿的直徑)，已知AB兩球在同一水平面上，則B球受力個數(shù)可能為 ()A．3 B．4C．5 D．6【解析】

根據(jù)題意，由圖可知B球必定要受到的力有三個，分別是重力、桿的彈力、A給B的庫侖力，這三個力的合力可以為零，所以A正確；在三力平衡的基礎(chǔ)上，如果庫侖力增大，為保持平衡狀態(tài)，桿要給B球沿桿向下的摩擦力，反之如果庫侖力減小，為保持平衡狀態(tài)，桿要給B球沿桿向上的摩擦力，從而實現(xiàn)四力平衡，B正確．【答案】AB (2009年海南單科)如下圖所示，兩等量異號的點電荷相距為2a.M與兩點電荷共線，N位于兩點電荷連線的中垂線上，兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L，且L?a.略去(a/L)n(n≥2)項的貢獻，則兩點電荷的合電場在M和N點的強度 ()A．大小之比為2，方向相反B．大小之比為1，方向相反C．大小均與a成正比，方向相反D．大小均與L的平方成反比，方向相互垂直 電場的疊加要根據(jù)電荷的正、負，先判斷場強的方向，然后利用矢量合成法則，結(jié)合對稱性分析疊加結(jié)果． 2－1：如下圖所示，A、B、C、D、E是半徑為r的圓周上等間距的五個點，在這些點上各固定一個點電荷，除A點處的電荷量為－q處，其余各點處的電量均為＋q，則圓心O處 ()【解析】

在A處放一個－q的點電荷與在A處同時放一個＋q和－2q的點電荷的效果相當，因此可以認為O處的場是5個＋q和一個－2q的點電荷產(chǎn)生的場合成的，5個＋q處于對稱位置上，在圓心O處產(chǎn)生的合場強為0，所以O(shè)點的場強相當于－2q在O處產(chǎn)生的場強．故選C【答案】

C 如圖所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一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，若帶電粒子在運動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是 ()A．帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向C．帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大D．帶電粒子在a、b兩點的加速度何處較大【解析】由軌跡的彎曲情況，可知電場力應(yīng)沿電場線向左，但因不知電場線的方向，故帶電粒子所帶電荷符號不能確定．設(shè)粒子從a運動到b(也可分析從b到a的情況，兩種分析不影響結(jié)論)，速度方向與電場力夾角大于90°，故速度減小，由電場線的疏密程度知a點場強大于b點場強，帶電粒子在a點受電場力較大，從而加速度較大，綜上所述，B、C、D正確． (1)粒子所受合力的方向指向軌跡的凹側(cè)，由此判斷電場的方向或電性．(2)由電場線的疏密情況判斷帶電粒子的加速度情況．(3)功能關(guān)系判斷速度變化：如果帶電粒子在運動中僅受電場力作用，則粒子電勢能與動能的總量不變，電場力做正功，動能增大，電勢能減?。? 3－1：A、B是一條電場線上的兩個點，一帶負電的微粒僅在電場力作用下以一定的初速度從A點沿電場線運動到B點，其速度v和時間t的關(guān)系圖象如圖所示，則此電場的電場線分布可能是下圖中的 ()【解析】

從圖象可以直接看出，粒子的速度隨時間逐漸減?。粓D線的彎曲程度逐漸增大，說明粒子的加速度逐漸變大，電場強度逐漸變大，從A到B電場線逐漸變密．綜合分析知，負電荷是順著電場線運動，由電場線疏處到達密處，正確選項是A.【答案】

A

1.如下圖所示，有一帶電物體處在一個斜向上的勻強電場E中，由靜止開始沿天花板向左做勻速直線運動，下列說法正確的是 ()A．物體一定帶正電B．物體一定帶負電C．物體不一定受彈力的作用D．物體一定受彈力的作用【解析】物體由靜止向左運動，所以物體帶正電，物體做勻速直線運動，得合力為零，所以一定受摩擦力作用，而有摩擦力一定有彈力，所以選A、D.【答案】AD2．(2010年江西九所重點中學(xué)聯(lián)考)如下圖所示，質(zhì)量分別是m1、m2，電荷量分別為q1、q2的兩個帶電小球，分別用長為l的絕緣細線懸掛于同一點，已知：q1＞q2，m1＞m2，兩球靜止平衡時的圖可能是 ()【答案】

D3．如圖所示，AB是某個點電荷的一根電場線，在電場線上O點由靜止釋放一個負電荷，它僅在電場力作用下沿電場線向B運動，下列判斷正確的是 ()