人教版高考物理一轮复习专题7电场第1讲库仑定律电场强度电场线课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题7电场第1讲库仑定律电场强度电场线课件，共57页。PPT课件主要包含了形状和大小，电子的得失，距离二次方，点电荷，电场力F，电荷量q，正电荷，负电荷，答案ACD，答案BC等内容，欢迎下载使用。
必 备 知 识·深 悟 固 基
一、电荷和电荷守恒定律1．电荷(1)元电荷：电荷量为e＝______________的电荷叫作元电荷．质子和电子均带元电荷的电荷量．(2)点电荷： ____________对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷．
1.60×10－19 C　
2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持________．(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是________________．
二、库仑定律1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成________，与它们的____________成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．公式：____________，式中的k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量．3．适用条件：________；________；真空中．
2．点电荷场强的计算式(1)公式：设在场源点电荷Q形成的电场中，与Q相距r点的场强E＝________．(2)适用条件：真空中的________形成的电场．3．匀强电场：各点场强的大小和方向都相同的电场，公式E＝___.
四、电场线及其特点1．电场线：画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的________方向表示该点的电场强度方向．2．电场线的特点(1)电场线从________或无限远处出发并终止于________或无限远处．(2)电场线不相交．(3)电场线越密的地方场强越大．
(1)元电荷是最小的电荷单位，不是带电体，也不是点电荷，任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，说明电荷量是不连续的．(2)平方反比规律，类似于万有引力定律，不能错误地认为：当距离r接近于0时，F趋近于无限大，因为当r接近0时，两个带电体不能视为点电荷．(3)比值定义法，电场强度是描述电场性质的物理量，与放入的试探电荷无关．
1．[库仑定律]有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间的距离为3r．现使两球带上等量的异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么(　　)【答案】B
2．[电场强度]电场中有一点P，下列说法正确的是(　　)A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，同一电荷在P点所受静电力越大D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向【答案】C
3．[电场线](多选)某电场区域的电场线如图所示，a，b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是(　　)
A．负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力B．a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右C．正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D．a点的场强一定大于b点的场强【答案】BCD
关 键 能 力·突 破 要 点
考点1　库仑定律的理解与平衡问题　[基础考点]
1．库仑定律适用条件的三点解释(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离．(2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．(3)当r→0时，带电体不能看成点电荷，库仑力不趋于无穷大．
2．解决库仑力作用下平衡问题的步骤
3．点电荷平衡问题的三条规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷距电荷量小的电荷近，距电荷量大的电荷远．
例1　关于库仑定律，以下说法中正确的是(　　)A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体B．库仑定律是实验定律C．库仑定律仅适用于静止的点电荷间的相互作用D．根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大【答案】B　
【解析】库仑定律适用于点电荷，点电荷是指放入电场时对该处的电场无影响的带电体，不一定就是体积很小的带电体，A错误；库仑定律是通过实验得出的规律，所以是实验定律，B正确；库仑定律对静止的点电荷和运动的点电荷间的相互作用都是适用的，C错误；当两个点电荷间的距离趋近于零时，就不能看作点电荷了，于是库仑定律就不再适用了，D错误．
1．(多选)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m．已测得每个小球质量是8.0×10－4 kg，带电小球可视为点电荷，g取10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，则(　　)
2．(2021年湖南名校模拟)(多选)如图所示，A、B、C为放置在光滑绝缘水平面上的三个带电小球，球A固定且带电荷量为＋Q；小球B和C带电荷量分别为－q和＋2q，由长为L的绝缘细杆相连，静止在水平面上．若A与B相距d，A、B和C视为点电荷，且三者在同一直线上，下列说法正确的是(　　)
考点2　电场线与运动轨迹问题　[能力考点]
甲　　　　　乙　　　　　　　　丙
丁　　　　　　戊　　　　　　　　己
例2　(2021年南京模拟)如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生较强的电场．水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而加速干燥．图中虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹．下列说法正确的是(　　)
A．A处的电场强度大于C处B．A处的电势低于C处C．水分子做匀变速曲线运动D．水分子由A运动到C的过程中动能减少【答案】B　
【解析】电场线密的地方电场强度大，A处的电场强度小于C处，A错误；顺着电场线方向电势降低，A处的电势低于C处，B正确；水分子受到的电场力是变力，所以做非匀变速运动，C错误；水分子由A运动到C的过程中电场力做正功，由动能定理，可知动能增大，D错误．
1．(多选)如图所示，实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用，根据此图可判断出(　　)A．带电粒子所带电荷的符号B．场强的方向C．带电粒子在a、b两点受力的大致方向D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大【答案】CD
2．(2021年河南名校联考)如图所示，倾角为θ的光滑斜面上，一带电小球沿与CD平行的方向(垂直AD方向)射入，斜面所在区域存在与AD平行的匀强电场，小球运动轨迹如图中虚线所示，则(　　)
A．若小球带正电荷，则电场方向一定沿斜面向下B．小球从M点运动到N点电势能一定增加C．小球从M点运动到N点动能一定增加D．小球从M点运动到N点机械能一定增加【答案】C　
【解析】由小球的运动轨迹和小球的受力分析，可知小球沿斜面方向所受重力与电场力的合力一定沿斜面向下，但具体不知小球所受电场力方向，故不能确定电场的方向，A错误；因不知电场力做功情况，B、D错误；合力对微粒做正功，由动能定理知微粒从M点到N点动能一定增加，C正确．
考点3　电场强度的计算　[能力考点]
1．电场强度的性质(1)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向．(2)唯一性：电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，而由形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置决定．(3)叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生场强的矢量和．
2．电场强度的三个公式的比较
3．电场强度的计算与叠加在一般情况下，可由上述三个公式计算电场强度，但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时，上述公式无法直接应用．这时，需要转换思考角度，灵活运用叠加法、对称法、补偿法、微元法、等效法，可以化难为易．
考点4　带电体的力、电综合应用　[能力考点]
1．带电体在电场中做加速运动的两种情境(1)做直线运动：垂直直线方向的合力一定为零，而沿直线方向合力可能为零，也可能不为零．(2)做曲线运动：有抛体运动、圆周运动和一般曲线运动三种情况，对于一般曲线运动往往采用能量的知识求解．
2．解决力、电综合问题的一般思路
例4　(2021年北京名校模拟)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝3.0×104 N/C．有一个质量m＝4.0×10－3 kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°．g取10 m/s2，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，不计空气阻力．
(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求剪断后小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始，经过时间t＝0.20 s，求这一段时间内小球电势能的变化量．
1．(2021届湖南模拟)如图，两个带等量正电的点电荷，分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点，一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点间，且圆形细管圆心O位于A、B连线的中点，细管与A、B连线
及中垂线交点分别为C、E、D、F．一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动，不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　)
A．小球从C运动到D的过程中，速度先减小后增大B．在两个带正电的点电荷产生的电场中，C点的电势比F点的电势低C．小球在C、E两点的速度大小相等，有相同的电势能D．小球在D、F两点所受的电场力相同【答案】C　
【解析】小球从C到D的过程中电场力的方向一直与速度方向是钝角，电场力一直做负功，速度一直减小，A错误；由等量正电荷的电场线的分布可知，电场线在OC方向由C指向O，在OF方向则由O指向F，顺着电场线电势降低，因此有φC＞φO＞φF，B错误；
2．(2021年福州名校联考)如图所示，把质量为2 g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为4×10－6 C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向成45°角，g取10 m/s2，k＝9.0×109 N·m2/C2．求：
(1)A球所带的电荷量；(2)若改变小球B的位置，仍可使A球静止在原来的位置，且A、B间的库仑力最小，最小库仑力大小．