高考物理一轮复习第八章第一节静电场的性质课件

这是一份高考物理一轮复习第八章第一节静电场的性质课件，共56页。PPT课件主要包含了第1节，静电场的性质，点电荷，整数倍，电荷守恒定律，代数和，库仑定律，电荷量，在它们的连线上，的乘积等内容，欢迎下载使用。
一、电荷、电荷守恒定律
1.点电荷：当带电体的大小、形状对所研究问题的影响可忽略不计时，就可以看作带电的点，叫做________.(类似于力学中的质点)2.元电荷：元电荷不是一种电荷，而是电荷量的单位，其大小等于一个电子或一个质子所带电荷量，即 e＝1.60×10-19 C.所有带电体的电荷量都是元电荷的__________.
(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的____________保持不变.(2)物体带电的方式有________起电、感应起电、接触起电.
1.内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们的_______________成正比，跟它们间的距离的二次方成反比.作用力的方向
2.表达式：F＝____________，式中 k＝9.0×109 N·m2/C2，k叫做静电力常量 .
3.适用条件：真空中的__________.
1.电场：电荷周围存在的一种特殊物质.电场对放入其中的电荷有__________.静止电荷产生的电场称为静电场.
(1)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 与它的电荷
量的________.
(2)公式：______________.
(3)矢量性：电场强度是一个矢量，方向与_______在该点所受的电场力方向一致，与_________在该点所受的电场力方向相反.
电场中某点的电场强度由电场本身决定，与检验电
(4)真空中点电荷电场强度的决定式：__________，其中 Q 是形成电场的场源电荷.(5)电场的叠加：某点的电场等于各个电荷单独存在时在该点
产生的电场的__________.
1.电场线：在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的______方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的_____.电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线.
3.几种典型的电场线(如图 8-1-1 所示).
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(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
场的点电荷所带的电荷量.(
(4)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上的
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轨迹方向.(
答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2.西晋的《博物志·杂说上》记载：“今人梳头著髻时，有随梳解结有光者，亦有咤声.”这是关于摩擦起电产生火花并发出声
音的记载.关于摩擦起电，下列说法中正确的是(
A.两种不带电的绝缘体摩擦后，带等量异种电荷B.摩擦起电，使质子从一个物体转移到另一个物体C.摩擦能产生电子和质子D.摩擦起电表明，电荷的总量并不守恒答案：A
3.真空中有两个完全相同的均匀带电金属小球(可视为点电荷)，带电量分别为－Q 和＋3Q，将他们放在相距为 r 的两点，他们之间库仑力的大小为 F.若将他们接触一下，再放回原来的位置，
则他们之间库仑力的大小是(
4.(2023 年四川广安二模)在真空中的固定点电荷 Q 形成的电场中，将检验电荷分别放在 A、B 两点，测得检验电荷所受电场力的大小 F 与其电荷量 q 的函数关系图像如图 8-1-2 中 a、b 图线所
示，则 A、B 两点与点电荷 Q 的距离之比为(图 8-1-2
解析：图线的斜率表示电场强度，由图像可知，A、B 两点的
热点 1 库仑定律的理解及应用[热点归纳]
(1)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，
均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小.
(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.
库仑定律与力学的综合应用问题，解决的思路与解决力学问题的方法、思路是相同的，只是在原来受力的基础上多了库仑力.但需注意库仑力的特点，带电体间距离发生变化时，库仑力也要发生变化，要分析力与运动的相互影响.
考向 1 库仑力的矢量合成【典题 1】(2021 年广东珠海模拟)如图 8-1-3 所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球 a、b 和 c，相互之间的距离 lab＝4 cm，lbc＝2 cm，bc 垂直于 ac.已知小球 b 所受的库仑力的合力方向平行
于 ac 边，设小球 a 和 c 的带电量的比值为 k，则(A.a 和 c 带同种电荷，k＝4B.a 和 c 带异种电荷，k＝4C.a 和 c 带同种电荷，k＝8D.a 和 c 带异种电荷，k＝8
解析：假设 a、c 带同种电荷，则 b 受到的库仑力的合力不可
考向 2 “三个自由点电荷平衡”的问题【典题 2】两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B 两处，如图 8-1-4 所示.A处电荷带电荷量为＋Q1，B 处电荷带电荷量为－Q2，且 Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 P，放在 AB 直线上，
欲使整个系统处于平衡状态，则(A.P 为负电荷，且放于 A 左方B.P 为负电荷，且放于 B 右方C.P 为正电荷，且放于 A、B 之间D.P 为正电荷，且放于 B 右方
解析：因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用，且已知放在 A、B 两处的点电荷是异种电荷，对 P的作用力一为引力，一为斥力，所以 P 要平衡就不能放在 A、B 之间.根据库仑定律知，由于 B 处的电荷电荷量较大，P 应放在离 B 处点电荷较远而离 A处点电荷较近的地方才有可能处于平衡状态，故应放在 A 的左侧.要使放在 A、B 两处的点电荷也处于平衡状态，P 必须带负电，故应选 A.
方法技巧 “三个自由点电荷平衡”的问题
(1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置.
考向 3 库仑力作用下的平衡与运动问题【典题 3】(多选，2023 年山西运城三模)如图 8-1-5 所示，水平向右的匀强电场中有 a、b 两个可视为质点的带电小球，小球所带电荷量的大小相同、电性未知.现将两小球用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，细线与竖直方向的夹角分别为α、β，且α0，则三个点电荷的电荷量可能为(图 8-1-6
P 点电场强度为零，三个电荷必然有正有负，产
生的电场强度有向上的分量也有向下的分量，有向左的分量也有向右的分量，排除 AB 选项后，从 CD 选项中选一个进行验证，然后得到正确答案.
将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，然后再应用对称的特点进行分析，有时还要用到微元思想.
【典题 5】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图 8-1-7 所示，在半球面 AB 上均匀分布正电荷，总电荷量为 q，球面半径为 R，CD 为通过半球面顶点与球心 O 的轴线，在轴线上有 M、N 两点，OM＝ON＝2R.已知 M
点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为(图 8-1-7
－E′，E′为带电荷量为－q 的右半球面
解析：左半球面 AB 上的正电荷在 M 点产生的电场等效为带正电荷量为 2q 的整个球面的电场和带电荷量为－q 的右半球面的
电场的合电场，则 E＝
在 M 点产生的场强大小.带电荷量为－q 的右半球面在 M 点的场强大小与带正电荷量为 q 的左半球面 AB 在 N 点的场强大小相等，
可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷，再利用公式和场强叠加原理求出合场强.
【典题 6】(2023 年上海一模)如图 8-1-8 所示，一半径为 R 的绝缘环上均匀地带有电荷量为＋Q 的电荷，在位于圆环平面的对称轴上有一点 P，它与环心 O 的距离 OP＝L，则 P 点的场强为
解析：绝缘环带电量为 Q，单位长度所带电荷量为 q＝
画出圆环边缘到 P 点的距离，单位长度所带电荷量在 P 点的场强方向沿箭头方向，如图 D30 所示.图 D30
答案：C方法点拨：整个带电圆环不能看作点电荷，但可以将带电圆环看作无数个点电荷，然后将所有点电荷的电场强度矢量合成.
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，
可以使复杂电场的叠加计算简化.
【典题 7】(多选，2023 年河北保定一模)如图 8-1-9 所示，电荷量为＋Q 的点电荷与半径为 R 的均匀带电圆形薄板相距 2R，点电荷与圆心 O 连线垂直薄板，A 点位于点电荷与圆心 O 连线的中
点，B 与 A 关于 O 对称，若 A 点的电场强度为 0，则(图 8-1-9
A.圆形薄板所带电荷量为＋Q
在保证效果相同的条件下，将复杂的电场情景等效为简单的
【典题 8】MN 为足够大的不带电的金属板，在其右侧距离为d 的位置放一个电荷量为＋q 的点电荷 O，金属板右侧空间的电场分布如图 8-1-10 甲所示，P 是金属板表面上与点电荷 O 距离为 r的一点.几位同学想求出 P 点的电场强度大小，但发现问题很难，经过研究，他们发现图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中是两等量异种点电荷的电场线分布，其电荷量的大小均为 q，它们之间的距离为 2d，虚线是两点电荷连线的中垂线.由此它们分别对甲图 P 点的电场强度方向和大小做出以
下判断，其中正确的是(
解析：据题意，从乙图可以看出，P 点电场方向为水平向左.
热点 3 电场线及电场线与带电粒子运动轨迹的综合题[热点归纳]
2.等量异种和同种点电荷的电场线比较.
【典题 9】(2023 年全国甲卷)在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集.下列 4 幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可
能的运动轨迹，则其中正确的是(