物理第六章 靜電場 第1課時 電場的力的性質(zhì)

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1、考綱要求考綱要求知識內(nèi)容知識內(nèi)容考試要求考試要求備考方略備考方略必考必考加試加試電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律bc1.本章內(nèi)容在學考中往往以單選題形式出本章內(nèi)容在學考中往往以單選題形式出現(xiàn)，主要考查庫侖定律、電場線及其性質(zhì)、現(xiàn)，主要考查庫侖定律、電場線及其性質(zhì)、電場強度、電勢能和電勢高低的判斷、電電場強度、電勢能和電勢高低的判斷、電容器等知識。容器等知識。2. 本章內(nèi)容也可與物體間作用力、運動學、本章內(nèi)容也可與物體間作用力、運動學、牛頓運動定律等其他知識結(jié)合在學考中以牛頓運動定律等其他知識結(jié)合在學考中以計算題形式出現(xiàn)。計算題形式出現(xiàn)。3. 本章內(nèi)容在選考中以計算題形式出現(xiàn)，本章內(nèi)容在選考中以

2、計算題形式出現(xiàn)，主要考查帶電粒子在電場中的運動、電勢主要考查帶電粒子在電場中的運動、電勢能、電場力做功，與其他能量知識結(jié)合。能、電場力做功，與其他能量知識結(jié)合。庫侖定律庫侖定律c 電場強度電場強度cc電勢能和電勢電勢能和電勢bc電勢差電勢差bc電勢差與電場強度的關系電勢差與電場強度的關系 c靜電現(xiàn)象的應用靜電現(xiàn)象的應用 b電容器的電容電容器的電容bc帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動bd第第1課時電場的力的性質(zhì)課時電場的力的性質(zhì)一、電荷和電荷守恒定律一、電荷和電荷守恒定律1.元電荷、點電荷元電荷、點電荷(1)元電荷：元電荷：e1.61019 C，所有帶電體的電荷量都是元電，所有帶電體

3、的電荷量都是元電荷的荷的_，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。(2)點電荷：當帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很點電荷：當帶電體本身的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。小時，可以將帶電體視為點電荷。 整數(shù)倍整數(shù)倍2.靜電場靜電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間_的一種的一種特殊物質(zhì)。特殊物質(zhì)。(2)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有_的作用。的作用。 相互作用相互作用力力3.電荷守恒定律電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體內(nèi)容

4、：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體_到另一個物體，或者從物體的一部分到另一個物體，或者從物體的一部分_到另一部到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持_ 。(2)起電方式：起電方式： _、 _、感應起電。、感應起電。(3)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是_ 。 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變不變摩擦起電摩擦起電接觸起電接觸起電得失電子得失電子二、庫侖定律二、庫侖定律1.內(nèi)容內(nèi)容：_中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的_成正比，與它們的成正比，與它們的_成反比。成反比。作用力的方向在它們的連線上

5、。作用力的方向在它們的連線上。2.表達式表達式：F_，式中，式中k_ Nm2/C2，叫靜電力，叫靜電力常量。常量。3.適用條件適用條件： _中的中的_。真空真空電荷量的乘積電荷量的乘積距離的二次方距離的二次方9.0109真空真空點電荷點電荷比值比值正電荷正電荷電場力電場力矢量矢量平行四邊形定則平行四邊形定則2.電場線電場線(1)定義：為了形象地描述電場中各點電場強度的定義：為了形象地描述電場中各點電場強度的_及及_，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的_都跟該點的電場強度方向一致，曲線的都跟該點的電場強度方向一致，曲線的_表示電場的表示電場的強弱。強弱。

6、大小大小方向方向切線方向切線方向疏密疏密考點一電荷及電荷守恒定律考點一電荷及電荷守恒定律(b/c)要點突破要點突破1.三種起電方式三種起電方式(1)摩擦起電：電荷得失，玻璃棒與絲綢摩擦，玻璃棒因失去摩擦起電：電荷得失，玻璃棒與絲綢摩擦，玻璃棒因失去電子而帶正電。電子而帶正電。(2)接觸起電：電荷轉(zhuǎn)移，金屬棒與帶正電的物體接觸，金屬接觸起電：電荷轉(zhuǎn)移，金屬棒與帶正電的物體接觸，金屬棒上部分電子轉(zhuǎn)移到物體上，金屬棒帶正電。棒上部分電子轉(zhuǎn)移到物體上，金屬棒帶正電。(3)感應起電：靜電感應，同種電荷在電場力的作用下遠離帶感應起電：靜電感應，同種電荷在電場力的作用下遠離帶電體，異種電荷在電場力的作用下靠

7、近帶電體。電體，異種電荷在電場力的作用下靠近帶電體。 2.點電荷的理解點電荷的理解(1)點電荷客觀不存在，是一種帶電體的理想化模型，不考慮點電荷客觀不存在，是一種帶電體的理想化模型，不考慮其大小和分布情況，把電荷量看作集中于一點的電荷。其大小和分布情況，把電荷量看作集中于一點的電荷。(2)當討論帶電體之間的相互作用時，帶電體的形狀和大小對當討論帶電體之間的相互作用時，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計，這些帶電體就可以看作是相互作用力的影響可以忽略不計，這些帶電體就可以看作是點電荷。點電荷。(3)點電荷不能理解為體積很小的電荷，也不能理解為電荷量點電荷不能理解為體積很小的電荷，也

8、不能理解為電荷量很少的電荷。很少的電荷。 典例剖析典例剖析【例【例1】 毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為()A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上解析摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體解析摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上上，電中性的物體若缺少了電子帶正電電中性的物體若缺少了電子帶正電，多了電子就帶

9、負電。多了電子就帶負電。由于毛皮的原子核束縛電子的本領比橡膠棒弱由于毛皮的原子核束縛電子的本領比橡膠棒弱，在摩擦的過在摩擦的過程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，缺少了電子的毛皮缺少了電子的毛皮帶正電帶正電，而原子核內(nèi)的質(zhì)子帶正電荷而原子核內(nèi)的質(zhì)子帶正電荷，不能自由移動，所以，不能自由移動，所以選項選項A正確。正確。答案答案A 【例【例2】 完全相同的金屬小球完全相同的金屬小球A、B，A球帶電荷量為球帶電荷量為16Q，B球帶電荷量為球帶電荷量為8Q，現(xiàn)將，現(xiàn)將A與與B接觸后分開，則接觸后分開，則A、B兩球的帶兩球的帶電荷量分別為電荷量分別為()A.8Q，16Q

10、 B.8Q，8QC.4Q，4Q D.4Q，4Q 答案答案C針對訓練針對訓練1.如圖所示，在真空中，把一個絕緣導體向帶負電的球如圖所示，在真空中，把一個絕緣導體向帶負電的球P慢慢靠慢慢靠近，關于絕緣導體兩端的電荷，下列說法中不正確的是近，關于絕緣導體兩端的電荷，下列說法中不正確的是()A.兩端的感應電荷越來越多兩端的感應電荷越來越多B.兩端的感應電荷是同種電荷兩端的感應電荷是同種電荷C.兩端的感應電荷是異種電荷兩端的感應電荷是異種電荷D.兩端的感應電荷電荷量相等兩端的感應電荷電荷量相等解析由于導體內(nèi)有大量可以自由移動的電子解析由于導體內(nèi)有大量可以自由移動的電子，當慢慢靠近帶當慢慢靠近帶負電的球負

11、電的球P時時，由于同種電荷相互排斥由于同種電荷相互排斥，導體上靠近導體上靠近P的一端的的一端的電子被排斥到遠端電子被排斥到遠端，從而顯出正電荷從而顯出正電荷，遠離遠離P的一端帶上了等的一端帶上了等量的負電荷。導體離量的負電荷。導體離P球距離越近球距離越近，電子被排斥得越多電子被排斥得越多，感應感應電荷越多。電荷越多。答案答案B 2.關于元電荷，下列說法中不正確的是關于元電荷，下列說法中不正確的是() A.元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍C.元電荷的值通常取元電荷的值通常取e1.601

12、019CD.電荷量電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根用實驗測得的的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根用實驗測得的解析解析科學實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量科學實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，人人們把這個最小的電荷量叫做元電荷。質(zhì)子所帶的電荷量與它相們把這個最小的電荷量叫做元電荷。質(zhì)子所帶的電荷量與它相同同，但符號相反。實驗得出但符號相反。實驗得出，所有帶電體的電荷量或者等于所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是或者是e的整數(shù)倍的整數(shù)倍，這就是說這就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。電荷量量。電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根測得的。的數(shù)值最

13、早是由美國物理學家密立根測得的。答案答案A 考點二庫侖定律考點二庫侖定律(c/)要點突破要點突破庫侖定律應用庫侖定律應用1.在用庫侖定律公式進行計算時，無論是正電荷還是負電荷，均在用庫侖定律公式進行計算時，無論是正電荷還是負電荷，均代入電荷量的絕對值計算庫侖力的大小。代入電荷量的絕對值計算庫侖力的大小。2.作用力的方向判斷：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩作用力的方向判斷：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向。電荷連線方向。3.兩個點電荷間相互作用力滿足牛頓第三定律，大小相等、方向兩個點電荷間相互作用力滿足牛頓第三定律，大小相等、方向相反。相反。答案答案C【例【例2】 (201

14、5浙江浙江10月學考月學考)如圖所示，一質(zhì)量為如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為Q的小球的小球A系在長為系在長為l的絕緣輕繩下端，另一電荷量也為的絕緣輕繩下端，另一電荷量也為Q的小的小球球B位于懸掛點的正下方位于懸掛點的正下方(A、B均視為點電荷均視為點電荷)，輕繩與豎直方，輕繩與豎直方向成向成30角，小球角，小球A、B靜止于同一高度。已知重力加速度為靜止于同一高度。已知重力加速度為g，靜電力常量為靜電力常量為k，則兩球間的靜電力為，則兩球間的靜電力為()答案答案A【例【例3】 如圖所示，在一條直線上有兩個相距如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4 m的點電荷的點電荷A、B，A的電荷量為

15、的電荷量為Q，B的電荷量為的電荷量為9Q?，F(xiàn)引入第三個點電?，F(xiàn)引入第三個點電荷荷C，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)，問：，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)，問：C應帶什么性質(zhì)的應帶什么性質(zhì)的電？應放于何處？所帶電荷量為多少？電？應放于何處？所帶電荷量為多少？【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】三個點電荷的平衡問題處理方法三個點電荷的平衡問題處理方法三個點電荷的平衡實質(zhì)是每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小三個點電荷的平衡實質(zhì)是每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等相等，方向相反方向相反，或者兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為或者兩個點電荷在第三個點電荷處的合場強為零。該模型滿足以下規(guī)律：零。該模型滿足以下規(guī)律：

16、(1)“三點共線三點共線”三個點電荷分布在同一條直線上；三個點電荷分布在同一條直線上；(2)“兩同夾異兩同夾異”正負電荷相互間隔；正負電荷相互間隔；(3)“兩大夾小兩大夾小”中間電荷的電荷量最?。恢虚g電荷的電荷量最??；(4)“近小遠大近小遠大”中間電荷靠近電荷量較小的電荷。中間電荷靠近電荷量較小的電荷。答案答案B答案答案D考點三電場強度考點三電場強度(c/c)要點突破要點突破1.幾種典型電場的電場線幾種典型電場的電場線(如圖所示如圖所示)。2.等量同種和異種點電荷的電場強度的比較等量同種和異種點電荷的電場強度的比較比較項目比較項目等量異種點電荷等量異種點電荷等量同種點電荷等量同種點電荷電場線分

17、布圖電場線分布圖連線中點連線中點O處的場強處的場強連線上連線上O點場強最小，點場強最小，指向負電荷一方指向負電荷一方為零為零連線上的場強大小連線上的場強大小(從左從左到右到右)沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大 沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由沿中垂線由O點向外場點向外場強大小強大小O點最大，向外逐漸減點最大，向外逐漸減小小O點最小，向外先變大點最小，向外先變大后變小后變小關于關于O點對稱的點對稱的A與與A、B與與B的場強的場強等大同向等大同向等大反向等大反向典例剖析典例剖析【例【例1】 (2017杭州期中杭州期中)如圖所示，如圖所示，M、N為兩個等量同種正電為兩個等量

18、同種正電荷荷Q，在其連線的中垂線上任意一點，在其連線的中垂線上任意一點P自由釋放一個負電荷自由釋放一個負電荷q，不計重力影響，關于點電荷不計重力影響，關于點電荷q的運動下列說法正確的是的運動下列說法正確的是()A.從從PO的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B.從從PO的過程中，加速度越來越小，到的過程中，加速度越來越小，到O點速度達到最大值點速度達到最大值C.點電荷越過點電荷越過O點時加速度為零，速度達到最大值點時加速度為零，速度達到最大值D.點電荷越過點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到速度

19、為零速度為零 解析如圖所示解析如圖所示，根據(jù)電場疊加原理知：根據(jù)電場疊加原理知：O點場強為零點場強為零，從從O點點沿中垂線向外沿中垂線向外，場強先變大后變小。點電荷從場強先變大后變小。點電荷從PO的過程中的過程中，靜電力可能是先變大后變小靜電力可能是先變大后變小，加速度隨之先變大后變小；也可能加速度隨之先變大后變小；也可能靜電力一直變小靜電力一直變小，加速度一直變小加速度一直變小，關鍵是關鍵是P點位置的不確定性。點位置的不確定性。不過不過，在到達在到達O點之前點之前，靜電力一直表現(xiàn)為引力靜電力一直表現(xiàn)為引力，速度一定是一速度一定是一直變大的直變大的，在在O點時加速度是零點時加速度是零，速度最大

20、速度最大，該電場關于直線該電場關于直線MN對稱對稱，電荷越過電荷越過O點后的運動也不一定是單調(diào)變化的。有些點后的運動也不一定是單調(diào)變化的。有些粗心的同學容易認為從粗心的同學容易認為從PO電荷距離兩個場源電荷越來越近電荷距離兩個場源電荷越來越近，靜電力就會越來越大而錯選靜電力就會越來越大而錯選A。其實。其實，點電荷與場源電荷的兩個點電荷與場源電荷的兩個靜電力確實是變大的靜電力確實是變大的，只是兩個靜電力的合力未必變大，這要看，只是兩個靜電力的合力未必變大，這要看電場的矢量合成情況。電場的矢量合成情況。答案答案C【例【例2】 如圖中邊長為如圖中邊長為a的正三角形的正三角形ABC的三個頂點分別固定三

21、的三個頂點分別固定三個點電荷個點電荷q、q、q，則該三角形中心，則該三角形中心O點處的場強為點處的場強為()答案答案A【例【例3】 如圖甲所示，在一個點電荷如圖甲所示，在一個點電荷Q形成的電場中，形成的電場中，Ox坐標軸坐標軸與它的電場線重合，坐標軸上與它的電場線重合，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為兩點的坐標分別為2.0 m和和5.0 m。放在。放在A、B兩點的試探電荷受到的電場力方向都跟兩點的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的軸的正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電荷量的關系圖象正方向相同，電場力的大小跟試探電荷所帶電荷量的關系圖象如圖乙中直線如圖乙中直線a、b所示，放在所示，放在A點的

22、電荷帶正電，放在點的電荷帶正電，放在B點的電點的電荷帶負電。求：荷帶負電。求：(1)B點的電場強度的大小和方向；點的電場強度的大小和方向；(2)試判斷點電荷試判斷點電荷Q的電性，并說明理由；的電性，并說明理由；(3)點電荷點電荷Q的位置坐標。的位置坐標。 答案答案(1)2.5 N/C方向沿方向沿x軸負方向軸負方向(2)負電荷，理由見解析負電荷，理由見解析(3)2.6 m 答案答案C2.如圖所示，一電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由如圖所示，一電子沿等量異種點電荷連線的中垂線由AOB勻速飛過，電子重力不計，則電子除受電場力外，所受另一個勻速飛過，電子重力不計，則電子除受電場力外，所受另一個力的大

23、小和方向的變化情況是力的大小和方向的變化情況是()A.先變大后變小，方向水平向左先變大后變小，方向水平向左B.先變大后變小，方向水平向右先變大后變小，方向水平向右C.先變小后變大，方向水平向左先變小后變大，方向水平向左D.先變小后變大，方向水平向右先變小后變大，方向水平向右 解析作出描述等量異種點電荷電場分布情況的電場線解析作出描述等量異種點電荷電場分布情況的電場線，如圖所如圖所示。由圖可見示。由圖可見，AOB直線上各點場強的方向均水平向右直線上各點場強的方向均水平向右，大大小為先增大后減小小為先增大后減小，因此電子所受電場力的方向始終水平向左，因此電子所受電場力的方向始終水平向左，先增大后減

24、小，所受另外一個力與電場力大小相等，方向相反，先增大后減小，所受另外一個力與電場力大小相等，方向相反，B正確。正確。答案答案B1.(2015浙江浙江1月學考月學考)如圖所示，摩擦過的塑料刻度尺能夠吸引如圖所示，摩擦過的塑料刻度尺能夠吸引輕小的紙片，這是由于它們之間存在輕小的紙片，這是由于它們之間存在()A.靜電力靜電力 B.B.安培力安培力C.洛倫茲力洛倫茲力 D.D.彈力彈力答案答案A 答案答案A答案答案D 4.(2017溫州模擬溫州模擬)在如圖所示各種電場中，在如圖所示各種電場中，A、B兩點電場強度兩點電場強度相同的是相同的是()解析電場強度是矢量解析電場強度是矢量，電場強度相同指大小相等

25、、方向相電場強度相同指大小相等、方向相同。故答案為同。故答案為C。答案答案C 5.如圖所示，關于如圖所示，關于a、b兩點的電場強度的大小及方向，下表述正兩點的電場強度的大小及方向，下表述正確的是確的是()A.EaEb方向相同方向相同 B.B.E Ea aEb方向不同方向不同C.EaEb方向相同方向相同 D.D.E Ea aEb方向不同方向不同解析解析電場線的疏密表示電場的強弱電場線的疏密表示電場的強弱，a點電場較強；電場線點電場較強；電場線的切線方向表示電場方向的切線方向表示電場方向，a、b兩點的電場方向不相同兩點的電場方向不相同，B正正確。確。答案答案B 6.如圖所示，豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個方如圖所示，豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個方向水平向右的勻強電場區(qū)域，電場強度向水平向右的勻強電場區(qū)域，電場強度E3104 N/C。在兩。在兩板間用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量板間用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量m5103 kg的帶電小球，靜的帶電小球，靜止時小球偏離豎直方向的夾角止時小球偏離豎直方向的夾角60(g取取10 m/s2)，則，則()答案答案D