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单元复习【过知识】第九章静电场及其应用-2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019必修第三册）
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这是一份单元复习【过知识】第九章静电场及其应用-2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019必修第三册），共46页。PPT课件主要包含了过知识，电荷量的乘积，点电荷，定义式，点电荷场强公式，三个公式，场强公式的比较，典例选讲等内容，欢迎下载使用。
一、电荷及其守恒定律1.两种电荷：正电荷（丝绸摩擦过的玻璃棒） 负电荷（毛皮摩擦过的橡胶棒）2.两个概念：点电荷（理想化模型） 元电荷（最小带电单位e=1.6x10-19C即一个质子或电子带电量）3.三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触带电 （本质：电子的得失转移）4.验电器与静电计5.电荷守恒定律：不创生，不消灭，只转移；转移过程，电荷总量不变
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 成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。2.表达式：F＝ ，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量.3.适用条件：真空中静止的的 .
【拓展】1.不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看作点电荷了。2.当两个带电金属球距离不够大，不能看成点电荷时库仑力大小判断？要考虑表面电荷的重新分布。
三、电场强度1.意义：描述电场强弱物理量。2.方向：电场强度是矢量，正试探电荷在电场中受力方向为场强方向
5.电场强度的叠加：平行四边形定则
【拓展】“对称法”、“补偿法”和“等效法”
适用于 电场与试探电荷是否存在无关
适用于 产生的电场Q为场源电荷的电荷量
适用于 电场U为两点间的电势差，d为沿电场方向两点间的距离
四、电场线(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．(2)电场线在电场中不相交．(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向．(5)沿电场线方向电势逐渐降低．(6)电场线和等势面在相交处相互垂直．
【等量同种和异种点电荷的电场强度的比较】
9.如图6所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度.已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为( )
解析 A、B之间的距离x＝lsin 30°＝ ，所以两球间的作用力为F＝.又F＝mgtan 30°＝ mg.
10.(多选)一条直线上依次有A、B、C三点.AB＝ BC.在这三点分别放三个点电荷a、b、c，在静电力的作用下都处于平衡状态.已知a点电荷带正电，电荷量为Q，则( )A.c一定带正电B.若b也带正电，那么c带负电C.c所带的电荷量为9QD.b、c两点电荷电荷量大小之比为1∶9
解析 要保证a点电荷处于平衡状态，b、c肯定带异种电荷，若b带正电，c带负电，a、b两电荷对c电荷的电场力方向相同，无法保证c处于平衡状态，所以只能是b带负电，c带正电，即“同种电荷处在两边，异种电荷位于中间”三个点电荷才可能平衡，选项A正确，B错误；设AB＝ BC＝ l，那么BC＝2l，AC＝3l，选取a为研究对象，b、c两电荷对 a的电场力大小相等，方向相反，即 ，即qb∶qc＝1∶9，选项D正确；再选取b为研究对象，同理可得 ，即qc＝4Q，选项C错误.
15.如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q.为使小球静止在杆上，可加一匀强电场.若使小球在杆上保持静止，所加电场的方向和大小可能为( )
解析 若加竖直向上的电场，要保证小球静止，必有mg＝Eq，得E＝ ，B正确；若电场方向垂直于杆斜向上，无论场强多大，沿杆方向的合力都为mgsin θ，小球不可能保持静止，A、C错误；若电场方向水平向右，要保证小球静止，必有mgsin θ＝qEcs θ，得E＝ ，故D错误.
16.两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为＋Q的小球a、b，并悬挂在O点.当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为α＝30°，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为( )
解析 以小球a为研究对象，根据共点力平衡得F＝mgtan α，F＝ ，r＝2Lsin α，解得m＝ ，选项A正确.
17.用三根长均为L的绝缘细丝线固定两个质量为m、带电荷量分别为＋q和－q的小球，如图所示，若加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场E的大小应满足什么条件？
解析 取A为研究对象，设OA线拉力为FT1，AB线拉力为FT2，B对A的库仑力为FBA，匀强电场对A的静电力为F，根据平衡条件，水平方向有FT1cs 60°＋FT2＋FBA＝F，竖直方向有FT1sin 60°＝mg.由此可得，Eq＝ ，则E＝ ，因为FT2≥0，所以E≥ .
18.如图所示，两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点O等距离的两点a、b，在连线上有距中点O等距离的两点c、d，则下列场强大小关系式正确的是( )A.Ea＝EbEd D.Ec>EO>Ed
解析 根据电场线越密场强越大，则由两个等量异号的点电荷电场线的分布情况(如图所示)可知，中垂线上中点O的场强最大，而且根据对称性可知，a、b两处电场线疏密相同，场强大小相等，Ea＝EbEO.所以有Ea＝Eb
一、电荷及其守恒定律1.两种电荷：正电荷（丝绸摩擦过的玻璃棒） 负电荷（毛皮摩擦过的橡胶棒）2.两个概念：点电荷（理想化模型） 元电荷（最小带电单位e=1.6x10-19C即一个质子或电子带电量）3.三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触带电 （本质：电子的得失转移）4.验电器与静电计5.电荷守恒定律：不创生，不消灭，只转移；转移过程，电荷总量不变
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 成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。2.表达式：F＝ ，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量.3.适用条件：真空中静止的的 .
【拓展】1.不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r→0时，两个带电体已不能看作点电荷了。2.当两个带电金属球距离不够大，不能看成点电荷时库仑力大小判断？要考虑表面电荷的重新分布。
三、电场强度1.意义：描述电场强弱物理量。2.方向：电场强度是矢量，正试探电荷在电场中受力方向为场强方向
5.电场强度的叠加：平行四边形定则
【拓展】“对称法”、“补偿法”和“等效法”
适用于 电场与试探电荷是否存在无关
适用于 产生的电场Q为场源电荷的电荷量
适用于 电场U为两点间的电势差，d为沿电场方向两点间的距离
四、电场线(1)电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．(2)电场线在电场中不相交．(3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向．(5)沿电场线方向电势逐渐降低．(6)电场线和等势面在相交处相互垂直．
【等量同种和异种点电荷的电场强度的比较】
9.如图6所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度.已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为( )
解析 A、B之间的距离x＝lsin 30°＝ ，所以两球间的作用力为F＝.又F＝mgtan 30°＝ mg.
10.(多选)一条直线上依次有A、B、C三点.AB＝ BC.在这三点分别放三个点电荷a、b、c，在静电力的作用下都处于平衡状态.已知a点电荷带正电，电荷量为Q，则( )A.c一定带正电B.若b也带正电，那么c带负电C.c所带的电荷量为9QD.b、c两点电荷电荷量大小之比为1∶9
解析 要保证a点电荷处于平衡状态，b、c肯定带异种电荷，若b带正电，c带负电，a、b两电荷对c电荷的电场力方向相同，无法保证c处于平衡状态，所以只能是b带负电，c带正电，即“同种电荷处在两边，异种电荷位于中间”三个点电荷才可能平衡，选项A正确，B错误；设AB＝ BC＝ l，那么BC＝2l，AC＝3l，选取a为研究对象，b、c两电荷对 a的电场力大小相等，方向相反，即 ，即qb∶qc＝1∶9，选项D正确；再选取b为研究对象，同理可得 ，即qc＝4Q，选项C错误.
15.如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电小球，质量为m，带电荷量为q.为使小球静止在杆上，可加一匀强电场.若使小球在杆上保持静止，所加电场的方向和大小可能为( )
解析 若加竖直向上的电场，要保证小球静止，必有mg＝Eq，得E＝ ，B正确；若电场方向垂直于杆斜向上，无论场强多大，沿杆方向的合力都为mgsin θ，小球不可能保持静止，A、C错误；若电场方向水平向右，要保证小球静止，必有mgsin θ＝qEcs θ，得E＝ ，故D错误.
16.两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为＋Q的小球a、b，并悬挂在O点.当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为α＝30°，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为( )
解析 以小球a为研究对象，根据共点力平衡得F＝mgtan α，F＝ ，r＝2Lsin α，解得m＝ ，选项A正确.
17.用三根长均为L的绝缘细丝线固定两个质量为m、带电荷量分别为＋q和－q的小球，如图所示，若加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场E的大小应满足什么条件？
解析 取A为研究对象，设OA线拉力为FT1，AB线拉力为FT2，B对A的库仑力为FBA，匀强电场对A的静电力为F，根据平衡条件，水平方向有FT1cs 60°＋FT2＋FBA＝F，竖直方向有FT1sin 60°＝mg.由此可得，Eq＝ ，则E＝ ，因为FT2≥0，所以E≥ .
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解析 根据电场线越密场强越大，则由两个等量异号的点电荷电场线的分布情况(如图所示)可知，中垂线上中点O的场强最大，而且根据对称性可知，a、b两处电场线疏密相同，场强大小相等，Ea＝Eb
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