2024届高考物理一轮复习专题七电场第1讲库仑定律、电场强度、电场线课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题七电场第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B，答案ACD等内容，欢迎下载使用。
一、电荷和电荷守恒定律1.电荷.(1)元电荷：物体所能携带的最小电荷量为e＝_______________，叫作元电荷.质子和电子所带电荷量均为该值. (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.
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
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.
【解析】带电小球a在光滑绝缘斜面上，对其受力分析，受重力、支持力和带电小球b对它的库仑力.两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，即带电小球b对它的库仑力与重力和支持力的合力平衡，故带电小球b对小球a的库仑力沿斜面向上.综上所述只有B正确.
例2　(2022年湛江一模)(多选)真空中某电场的电场线如图中实线所示，M、O、N为同一根电场线上的不同位置的点，两个带电粒子a、b均从P点以相同速度射入该电场区域，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是(　　)A.a粒子带正电，b粒子带负电B.电场力对a、b粒子均做正功C.a、b带电粒子的电势能均减小D.若在O点由静止释放a粒子，仅在电场力的作用下，a粒子将沿电场线运动到M点【答案】BC　
【解析】根据粒子的受力和运动轨迹可知，a粒子带负电，b粒子带正电，A错误；电场力对a、b两个粒子均做正功，电势能均减小，B、C正确；由于M、O、N所在电场线为曲线，电场线不是粒子的运动轨迹，所以在O点由静止释放带电粒子，不可能沿电场线运动到M点，D错误.
[解题方略]　电场线中带电粒子的运动分析1.“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况.2.“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况.
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.(2022年江门模拟)如图所示是电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是(　　) A.C点的电势比A点低B.A点的电场强度比B点的电场强度大C.电子从A运动到B的过程电势能增大D.从A到B电子的加速度不断增大【答案】B　
【解析】沿电场线电势逐渐降低，可知C点的电势比A点高，A错误；电场线越密集则场强越大，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，B正确；电子从A运动到B的过程，电场力做正功，则电势能减小，C错误；从A到B电子所受的电场力逐渐减小，则电子的加速度不断减小，D错误.
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
例4　(2022年山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷.点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷.将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零.圆环上剩余电荷分布不变，q为(　　)
[解题方略]　求电场强度大小的方法1.点电荷电场、匀强电场场强叠加一般应用合成法即可.2.均匀带电体与点电荷场强叠加一般应用对称法.3.计算均匀带电体某点场强一般应用补偿法或微元法.
1.如图，四根彼此绝缘带电导体棒围成一个正方形线框(忽略导体棒的形状大小)，线框在正方形中心O点产生的电场强度大小为E0，方向竖直向下；若仅撤去导体棒C，则O点场强大小变为E1，方向竖直向上，则若将导体棒C叠于A棒处，则O点场强大小变为(　　)A.E1－E0B.E1－2E0C.2E1＋E0D.2E1 【答案】C　
【解析】正方形线框在O点产生的电场竖直向下，则表明左右带电导体棒产生的电场为零.A、C产生的电场竖直向下.撤去C，O点处的场强竖直向上，表明A带负电，C带负电.则C在O点产生的电场强度为EC＝E1＋E0，将C叠于A棒处，则O点处场强大小为E'＝2E1＋E0，故C正确.
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.
(1)比例系数k；(2)油滴A、B的带电量和电性；B上升距离h2电势能的变化量；(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向.
【解析】静电屏蔽是把一个电学仪器放在封闭的金属壳内，即使外部有电场，但由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的电学仪器也不会产生影响的现象，熔喷无纺布不是通过这种作用阻隔病毒侵入的，A错误；口罩熔喷布静电处理后的静电能使不带电的微小颗粒物极化并对其吸附，如同橡胶棒摩擦毛皮后能吸附小纸屑一样，B错误；若将甲图中杂乱无章的驻极体材料变为乙图中有规律的情况，由于静电作用后，驻极体材料分子中的正电荷在左，负电荷在右，所以无纺布应放入向左的强电场中进行处理，C正确；静电处理过程中，驻极体材料分子变得较为规则的分布，是电场力对其做正功的结果，电场力做正功，驻极体材料分子中的电荷电势能减少，D错误.
2.(2022年佛山二模)如图所示，在竖直平面内有内壁光滑的绝缘细管abcde，其中ab、de段水平，bc段为倾角θ＝37°的直线管，cd段为半径R＝0.6 m、圆心角θ＝37°的圆弧管，其左端与bc相切、右端与de相切，且其圆心O与ab在同一水平线上，各段间平滑连接.Od连线左侧空间有水平向右的匀强电场.de段内有一轻质刚性阀门，阀门左侧紧挨放置一质量m＝0.1 kg的刚性小球B，其左侧连接一劲度系数k＝50 N/m的轻质绝缘弹簧，当球B对阀门的作用力F达到5 N时，阀门将瞬间打开并消隐，此过程中球B无能量损失.现在ab段距b点x0＝0.4 m处静止释放另一质量也为m、带电量q＝＋1.0×10－6 C的小球A，小球经过bc段时恰好匀速运动，设小球在运动全过程电量不变，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：
(1)电场强度大小；(2)球A经过圆弧末端d点时受到的弹力大小；(3)球A的最终速度(设de管足够长).