高考物理一輪復習導學案：庫侖定律電場力的性質

編號:36高三物理(理)第=page1*2-11頁(共4頁)高三物理(理)第=page1*22頁(共4頁)必修3靜電場7.1庫侖定律、電場力的性質學案36姓名_______班級_______學號_______【復習目標】1.說出電荷守恒、點電荷、庫侖定律。2.說出靜電場的概念。3.說出電場強度的定義和特點。4.區(qū)分三種起電方式的不同。5.說出電場線的定義、特點，會畫簡單的電場模型。【復習重點】1.庫侖定律、電場強度的定義和特點2.電場線的定義、特點以及畫出常見電場的模型【復習難點】1.電場強度大小計算，以及對電場線特點的掌握易錯易混點：1.注意元電荷指代最小的電荷量，其值為e=1.6x10-19C，而點電荷是一種理想化的物理模型，當帶電體本身的形狀和大小對所研究的問題影響很小時，可將帶電體視為點電荷2.注意庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷，并不是所有條件下都適用【知識點歸納】1．元電荷元電荷e＝_____________C，帶電體的電荷量都是元電荷的整數倍，單個質子、電子的電荷量與元電荷相同。2．電荷守恒定律(1)內容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失，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，_____________保持不變。(2)三種起電方式①_____________；②_____________；③_____________。(3)帶電實質：物體帶電的實質是得失電子。3．點電荷代表帶電體的有一定電荷量的點，是一種_________模型，當帶電體本身大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷。點電荷的體積不一定很小，帶電量也不一定很少。4．庫侖定律(1)內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的_____________成正比，與它們之間_____________成反比，作用力的方向在它們的連線上。(2)公式：F＝_____________，式中的k叫做靜電力常量，其數值是9.0×109N·m2/C2。(3)適用條件：真空中靜止的點電荷。5．靜電場靜電場是客觀存在于電荷周圍的一種物質，其基本性質是對放入其中的電荷有力的作用。6．電場強度(1)定義式：E＝___________，是__________，單位：N/C或V/m。(2)點電荷的場強：E＝____________。(3)方向規(guī)定：正電荷在電場中某點受力的方向為該點的電場強度方向。(4)電場疊加：多個電荷在空間某處產生的電場為各電荷在該處所產生的電場強度的矢量和。(5)計算法則：遵循矢量合成法則——平行四邊形定則。7．電場線定義為了形象地描述電場中各點的_____________及方向，在電場中畫出的一些曲線，曲線上每一點的____________都跟該點的電場強度方向一致，曲線的疏密表示_____________。8．電場線特點(1)電場線從正電荷出發(fā)，終止于負電荷或無限遠處，或來自于無限遠處，終止于負電荷。(2)電場線在電場中_____________。(3)在同一電場中，電場線越密的地方場強越大。(4)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向。(5)沿電場線方向_____________逐漸降低。(6)電場線和等勢面在相交處_____________。(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)1．質子的電荷量為一個元電荷，但電子、質子是實實在在的粒子，不是元電荷。()2．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相等，它們之間的庫侖力大小一定相等。()3．根據F＝keq\f(q1q2,r2)，當r→0時，F→∞。()4．電場強度反映了電場力的性質，所以電場中某點的電場強度與試探電荷在該點所受的電場力成正比。()5．電場中某點的電場強度的方向即為試探電荷在該點所受電場力的方向。()6．在點電荷產生的電場中，以點電荷為球心的同一球面上各點的電場強度相同。()【典型例題】考點一、庫侖力及庫侖力作用下的平衡問題學法指導：庫侖定律、受力分析。例題1、如圖，光滑絕緣圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個小球均處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是()A．小球a、b、c帶同種電荷B．小球a、b帶異種電荷C．小球a、b電荷量之比為eq\f(\r(3),6)D．小球a、b電荷量之比為eq\f(\r(3),9)考點二、電場強度的理解及電場的疊加學法指導：電場的疊加、受力分析例題2、直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標如圖。M、N兩點各固定一負點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為()A.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸正向B.eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸負向C.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸正向D.eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸負向考點三、電場線、帶電粒子運動軌跡判斷學法指導：常見電場模型，曲線運動的特點。例題3、某靜電場中的電場線方向不確定，分布如圖所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N，以下說法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．該靜電場一定是孤立正電荷產生的C．粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D．粒子在M點的速度大于它在N點的速度【知識結構構建】1．分析點電荷平衡問題的方法步驟點電荷平衡問題的分析方法與力學平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎上多了一個電場力。具體步驟如下：2．三個自由點電荷的平衡問題(1)條件：兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為零，或每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反。(2)規(guī)律：3、eq\a\vs4\al\co1(三個公式)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝\f(F,q)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(適用于任何電場,與檢驗電荷是否存在無關)),E＝\f(kQ,r2)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(適用于點電荷產生的電場,Q為場源電荷的電荷量)),E＝\f(U,d)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(適用于勻強電場,U為兩點間的電勢差，d為沿電場方向兩,點間的距離))))4、電荷的電場分析等量異種點電荷等量同種點電荷電場線分布圖電荷連線上的電場強度沿連線先變小后變大O點最小，但不為零O點為零中垂線上的電場強度O點最大，向外逐漸減小O點最小，向外先變大后變小關于O點對稱位置的電場強度A與A′、B與B′、C與C′等大同向等大反向5、電場線的妙用判斷電場強度的大小電場線密處電場強度大，電場線疏處電場強度小，進而可判斷電荷受電場力大小和加速度的大小判斷電場力的方向正電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相同，負電荷的受力方向和電場線在該點切線方向相反判斷電勢的高低與電勢降低的快慢沿電場線的方向電勢降低最快，且電場線密的地方比疏的地方降低更快判斷等勢面的疏密電場線越密的地方，等差等勢面越密集；電場線越疏的地方，等差等勢面越稀疏6.分析電場中運動軌跡問題的方法(1)“運動與力兩線法”——畫出運動軌跡在初始位置的切線(“速度線”)與在初始位置電場線的切線(“力線”)方向，從二者的夾角情況來分析曲線運動的情況。(2)“三不知時要假設”——電荷的正負、場強的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向，是題意中相互制約的三個方面。若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用“假設法”分別討論各種情況。【訓練檢測】1、如圖，空間存在一方向水平向右的勻強電場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板上，兩細繩都恰好與天花板垂直，則()A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負電荷C．P帶正電荷，Q帶負電荷D．P帶負電荷，Q帶正電荷2、(多選)如圖所示，已知帶電小球A、B的電荷量分別為QA、QB，A球固定，B球用長為L的絕緣絲線懸掛在O點，靜止時A、B相距為d.若A球電荷量保持不變，B球緩慢漏電，不計兩小球半徑，則下列說法正確的是()A．絲線對B球的拉力逐漸變大B．A球對B球的庫侖力逐漸變小C．當AB間距離減為eq\f(d,3)時，B球的電荷量減小為原來的eq\f(1,9)D．當AB間距離減為eq\f(d,3)時，B球的電荷量減小為原來的eq\f(1,27)3、下列選項中的各eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是()4．(多選)如圖所示為某一點電荷形成的一簇電場線，a、b、c三條虛線為三個帶電粒子以相同的速度從O點射入電場的運動軌跡，其中b虛線為一圓弧，AB的長度等于BC的長度，且三個粒子所帶的電荷量大小相等，不計粒子重力，則以下說法正確的是()A．a一定是正粒子的運動軌跡，b和c一定是負粒子的運動軌跡B．由于AB的長度等于BC的長度，故UAB＝UBCC．a虛線對應的粒子的加速度越來越小，c虛線對應的粒子的加速度越來越大，b虛線對應的粒子的加速度大小不變D．b虛線對應的粒子的質量大于c虛線對應的粒子的質量5.均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，半球面總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM＝ON＝2R