人教版高考物理一轮复习第7章静电场第1讲电场力的性质课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第7章静电场第1讲电场力的性质课件，共60页。PPT课件主要包含了第1讲电场力的性质，知识点1，电荷守恒定律，保持不变，摩擦起电，接触起电，得失电子，知识点2，库仑定律，知识点3等内容，欢迎下载使用。

1 知识梳理·双基自测
1．两种电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带_____电，丝绸摩擦过的玻璃棒带_____电。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电的物体能吸引轻小物体。2．元电荷最小的电荷量，其值为e＝________________。其他带电体的电荷量皆为元电荷的_______倍。注意：元电荷不是带电体，也不是点电荷。
1.60×10－19C　
3．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转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量___________。(2)起电方式：___________、___________、感应起电。(3)带电实质：物体带电的实质是___________。
1．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的_______和_______对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。2．库仑定律
注意：均匀带电的绝缘球可以视为点电荷，而距离较近的带电金属球不能视为点电荷，因为金属球相互靠近时，表面所带电荷要重新分布。
1．电场基本性质：对放入其中的电荷产生_____的作用。2．电场强度(1)定义式：E＝_____，适用于___________，是矢量。单位：N/C或_______。(2)点电荷的电场强度：E＝_____，适用于计算_______中的点电荷产生的电场。
(3)方向：规定_________在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。(4)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的_________。
3．电场线(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的，是假想的、客观不存在的，它有以下特点：①电场线从________或无限远处出发，终止于无限远处或________；②电场线在电场中不相交；③在同一电场里，电场线_______的地方电场强度越大；④电场线上某点的切线方向表示该点的_______________；⑤沿电场线方向电势逐渐_______；⑥电场线和等势面在相交处___________。
(2)几种典型电场的电场线
思考：(1)两个完全相同的带电金属球接触时，电荷量如何分配？(2)已知一条电场线如图，能否比较任意两点场强的大小及电势高低。(3)什么情况下带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线重合？
[答案]　(1)平分　(2)不能，能。(3)带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度决定。带电粒子在电场力作用下同时满足下列条件，轨迹才能与电场线重合。①电场线是直线。②带电粒子的初速度为零或不为零但速度方向与电场线平行。③带电粒子仅受电场力作用或所受合外力的方向和电场线平行。
一、堵点疏通1．只有体积足够小的带电体才能看成点电荷，大的带电体不能看成点电荷。(　　)2．任何带电体的带电荷量都是元电荷的整数倍。(　　)3．任意两个带电体间的库仑力都可以用库仑定律计算。(　　)4．电场中某点的电场强度与放在该点的电荷所受静电力成正比，与电荷的电荷量成反比。(　　)
5．当电场线是直线时，只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。(　　)6．当电场线是曲线时，初速为零且只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。(　　)
二、对点激活1．关于点电荷和元电荷，下列说法正确的是(　　)A．一个很小的带电体，不论在何种情况下均可视为点电荷B．点电荷所带的电荷量一定很小C．点电荷所带的电荷量一定是元电荷的整数倍D．元电荷就是点电荷
[解析]　带电体可以看作点电荷的条件是带电体的形状、大小及电荷分布状况对所研究问题的影响可以忽略不计，与带电体自身的大小、形状以及电荷分布状况无关，选项A，B错误；任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，选项C正确；元电荷是最小的电荷量，点电荷是一种理想化模型，是特殊的带电体，两者意义不同，选项D错误。
3．以下关于电场线的说法中正确的是(　　)A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B．沿电场线的方向，电场强度越来越小C．电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大D．顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变
[解析]　本题考查对电场线的理解。电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点所受电场力方向相同，与负电荷在该点受到的电场力方向相反，选项A错误；匀强电场中沿电场线的方向，电场强度不变，选项B错误；电场线越密的地方，电场强度就越大，则同一试探电荷所受的电场力就越大，选项C正确；顺着电场线移动电荷，若是非匀强电场，则电荷所受电场力大小改变，选项D错误。
2 核心考点·重点突破
(1)近似条件：在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理。当带电体间的距离远大于它们本身尺度时，可把带电体看作点电荷。(2)计算方法：注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断作用力F是引力还是斥力。
库仑定律及库仑力作用下的平衡
特别提醒：不可由r→0时，得出F→∞的结论，虽然从数学角度成立，但从物理角度分析，当r→0时，两带电体不能视为点电荷，公式已不适用。
〔变式训练1〕(2021·武汉调研)a、b、c三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态。已知a所带的电荷量为＋Q，b所带的电荷量为－q，且Q>q。关于电荷c，下列判断正确的是(　　)A．c一定带负电B．c所带的电荷量一定大于qC．c可能处在a、b之间D．如果固定a、b，仍让c处于平衡状态，则c的电性、电荷量、位置都将唯一确定
[解析]　根据点电荷所受的电场力方向以及受力平衡来确定各自电性，可以得出三个点电荷若要平衡应处于同一条直线上，处于两端的点电荷的电性相同且与中间点电荷的电性相反，即“两同夹一异”，又因为Q>q, 根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件确定各自电荷量的大小，因此一定为“两大夹一小”，c所带电荷量一定大于q，且c必须带正电，在b的另一侧，A、C错误，B正确；如果固定a、b，因Q>q，则在a、b形成的静电场中，只有b的另一边仅存在一点场强为零，c放在此时受力平衡，因位置固定，c的电荷量和电性均不确定，D错误。
2．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。(2)运算法则：平行四边形定则。
3．等量同种和等量异种电荷的电场强度的比较
电场中某点的实际场强等于几个场源电荷单独存在时产生的电场强度的矢量和。同一直线上的场强的叠加可简化为代数运算；不在同一直线上的两个场强的叠加，用平行四边形定则求合场强。分析电场叠加问题的一般步骤是：(1)确定研究点的空间位置；(2)分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向。(3)依次利用平行四边形定则求出电场强度的矢量和。
电场叠加问题的分析思路
〔变式训练3〕利用微元法求场强如图所示，均匀带正电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强。
2．运动情况反映受力情况(1)物体静止(保持)：F合＝0。(2)做直线运动①匀速直线运动：F合＝0。②变速直线运动：F合≠0，且F合与速度方向总是一致。(3)做曲线运动：F合≠0，F合与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹的一侧。(4)F合与v的夹角为α，加速运动：0≤α<90°；减速运动；90°<α≤180°。(5)匀变速运动：F合＝恒量。
　如图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2 kg、带电荷量为q＝＋2.0×10－6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1。t＝0时刻开始，空间加上一个电场强度大小和方向呈周期性变化的电场，取水平向右为正方向，g取10 m/s2。求：
(1)0～2 s内小物块加速度的大小；(2)2～4 s内小物块加速度的大小；(3)14 s末小物块的速度大小；(4)前14 s内小物块的位移大小。
[答案](1)2 m/s2　(2)2 m/s2　(3)4 m/s　(4)28 m
(1)建立物体受力图景。①弄清物理情境，选定研究对象。②对研究对象按顺序进行受力分析，画出受力图。③应用力学规律进行归类建模。(2)建立能量转化图景：各种不同的能量之间相互转化时，遵守能量守恒定律，运用能量观点，建立能量转化图景是分析解决力、电综合问题的有效途径。
分析力、电综合的问题的三种途径
(3)运用等效思维法构建物理模型：电场力和重力做功均与路径无关，在同一问题中可将它们合成一个等效重力，从而使问题简化。在对物理过程分析的基础上构建相应的物理模型，是一种科学的思维方法。
3 名师讲坛·素养提升
电场线　带电粒子运动轨迹判断1．判断速度方向：带电粒子轨迹的切线方向为该点处的速度方向。2．判断电场力(或场强)的方向：带电粒子所受电场力方向(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正、负判断场强的方向。3．判断电场力做功的正、负及电势能的增、减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。
(多选)如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a，b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，不计两粒子间的相互作用，则(　　)A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增大C．a的加速度将减小，b的加速度将增大D．两个粒子的动能均增大
[解析]　根据两粒子的偏转方向，可知两粒子带异种电荷，但无法确定其具体电性，故A错误；由粒子受力方向与速度方向的关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子的速度、动能均增大，故B错误，D正确；从两粒子的运动轨迹判断，a粒子的运动轨迹所在的电场线逐渐变得稀疏，b粒子的运动轨迹所在的电场线逐渐变密，说明a的加速度减小，b的加速度增大，故C正确。
〔变式训练6〕A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其v－t图像如图所示。则电场可能是(　　)[解析]　由图像可知，速度在逐渐增大，图像的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的加速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相同。故A、B、C错误，D正确。
4 2年高考·1年模拟
1．(2020·浙江7月选考)国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是(　　)A．F·V　B．A·sC．J/VD．N·m/V[解析]　国际单位制中基本单位有7个，即kg、m、s、A、cd、K、ml。根据排除法，可以排除A、C、D．根据Q＝It可知，可用A·s表示库仑(C)，因此选项B正确。
2．(2019·全国卷Ⅰ，15)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷
[解析]　A、B错：细绳竖直，把P、Q看作整体，在水平方向不受力，对外不显电性，带异种电荷。C错，D对：若P带正电荷，它受电场力向右，Q对它吸引力向若，不平衡，P带负电、Q带正电时符合题意。
3．(2020·江苏南通一调)如图所示，A小球带负电，B小球不带电，A、B两小球用一根细线连接，另两根细线将A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，三根细线长度相同，空间存在匀强电场E。两小球处于静止状态时，三根细线均处于伸直状态。且OB细线恰好沿竖直方向。则该电场E可能为图中的(　　)A．E1　B．E2　　　　C．E3　D．E4
[解析]　因为B球静止不动，故B球受力平衡；因OB竖直，故小球B只受重力及OB的拉力作用，AB上没有弹力。对A球受力分析可知，A受重力，OA的拉力及电场力作用而处于平衡状态，因此三力合力应为零，由力的合成知识可知，电场力沿重力与OA的拉力的合力的反方向，因小球A带负电，故电场E的方向应为E2的方向，故B正确，A、C、D错误。故选B项。