江苏版高考物理一轮复习第7章第1节电场力的性质课件

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一、点电荷　电荷守恒定律　库仑定律1．点电荷　元电荷(1)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的____________________________________对它们之间的作用力的影响的理想化模型。点电荷是一种理想化模型。(2)元电荷：把最小的电荷量叫作元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19 C。所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。
大小、形状及电荷分布状况
(3)带电实质：物体____________。(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的导体，接触后再分开，二者带______电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先______，余下的电荷再______。
3．库仑定律(1)内容：______中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的______成正比，与它们的距离的______成反比。作用力的方向在它们的_________。(2)表达式：F＝______，式中k＝________ N·m2/C2，叫静电力常量。
(3)适用条件：______中静止的_________。①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。②当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。(4)库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互______，异种电荷相互______。
二、静电场　电场强度　电场线1．静电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。(2)基本性质：对放入其中的电荷有____________。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的试探电荷受到的_________与它的_________之比。(2)定义式：E＝___，是矢量，单位：N/C或V/m。(3)点电荷的场强：E＝___。(4)矢标性：规定_________在电场中某点_____________________为该点的电场强度方向。
3．电场线(1)定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的______及______，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的____________都跟该点的电场强度方向一致，曲线的______表示电场强度的大小。(2)电场线的特点。①电场线从正电荷出发，终止于________________________，或来自于无穷远处，终止于负电荷。
②电场线在电场中_________。③在同一电场中，电场线越密的地方场强越大。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____________。
(3)几种典型电场的电场线。
一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。(　　)(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。(　　)
(4)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。(　　)(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。(　　)(6)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。(　　)
二、教材习题衍生1．(库仑定律的理解及应用)如图所示，半径相同的两个金属小球A、B是带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的距离远大于小球的直径，两球之间的相互吸引力大小为F。今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是(　　)
2．(电场线的理解及应用)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，下列说法不正确的是(　　)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]　A
3．(电场强度的理解与计算)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点，放在A、B两点的检验电荷受到的静电力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示。以x轴的正方向为静电力的正方向，则下列说法错误的是(　　)　　　　　　　　　　甲　　　 　　　乙
A．点电荷Q一定为正电荷B．点电荷Q在A、B之间C．A点的电场强度大小为2×103 N/CD．同一电荷在A点受到的静电力比B点的大[答案]　A
考点1　库仑定律的理解及应用
2．(库仑定律及矢量合成)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　)
3．(库仑力作用下的平衡问题)(2023·江苏省震泽中学月考)如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A的间距为l。O点与小球B的间距为l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则(　　)
4．(三个自由电荷的平衡问题)如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为(　　)A．正，B的右边0.4 m处B．正，B的左边0.2 m处C．负，A的左边0.2 m处D．负，A的右边0.2 m处
1．应用库仑定律的三条提醒(1)作用力的方向判断根据：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。(2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。(3)库仑力存在极大值，在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下，当q1＝q2时，F最大。
2．三个自由点电荷的平衡问题
考点2　电场强度的理解与计算
2.电场强度的三个计算公式
1.a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，∠abc＝120°。现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有(　　)A．d点电场强度的方向由d指向OB．O点电场强度的方向由d指向OC．O点的电场强度大于d点的电场强度D．O点的电场强度小于d点的电场强度
2.(2022·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，环上均匀分布着电荷量为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(　　)
3.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)
4．(2021·江苏卷)一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，OA＝OB，现垂直于AB将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则(　　)A．O、C两点电势相等　B．A点的电场强度大于B点　C．沿直线从A到B电势先升高后降低　D．沿直线从A到B电场强度逐渐增大
A　[由于O、C点连线所在平面构成等势面，故O、C两点电势相等，故A正确；将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在A点产生的电场强度大小分别为E1和E2由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知E1＝E2根据对称性，左右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和E1，且E1＝E2在图示电场中，A的电场强度大小为E1，方向向左，B的电场强度大小为E2，方向向左，所以A点的电场强度与B点的电场强度相同，故从A到B场强不可能逐渐增大，故BD错误；根据电场叠加原理可知，AB轴上电场线的方向向左，沿着电场线的方向电势降低，则B点电势高于A点电势，故C错误。]
5.(2023·苏州中学模拟)如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，带电荷量为＋Q，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电荷量为q的小球(大小不计)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则小球所处位置的电场强度为(　　)
考点3　电场线的理解及应用
2．两种等量点电荷的电场线
1.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(　　)A．c点的电场强度大于b点的电场强度B．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点C．b点的电场强度大于d点的电场强度D．a点和b点的电场强度方向相同
C　[电场线的疏密表示电场强度的大小，由题图可知Eb>Ec，Eb>Ed，C正确，A错误；由于电场线是曲线，由a点释放的正电荷不可能沿电场线运动，B错误；电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线不同向，D错误。]
2.(2023·南通中学模拟)某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点，电场线及运动轨迹如图所示。由此可以判定粒子在a、b两点(　　)A．在a点的加速度较大B．在a点电势能较大C．在b点的速率较大D．在b点所受电场力较大
3．反天刀鱼是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀鱼周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是(　　)A．头部带负电B．A点电场强度大于B点电场强度C．负离子运动到A点时，其加速度方向向右D．图中从A至C的虚线可以是负离子的运动轨迹
B　[电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷，根据电场线由鱼的头部出发可知，头部带正电，故A错误；电场线疏密程度表示电场强度大小，A处电场线比B处密，所以A处电场强度大于B处电场强度，故B正确；负离子在A点受到的电场力向左，其加速度方向向左，故C错误；正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向，且指向运动轨迹的凹侧，故D错误。]