高三物理电场力的性质

第六章电场第一讲电场力的性质第一课时：点电荷电荷守恒、库仑定律一．考点整理基本概念1．点电荷、元电荷：（1）元电荷：把带电体所带电荷量的叫做元电荷，用e表示，e=C，所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的倍．（2）点电荷：本身的线度比相互之间的距离的带电体叫做点电荷，点电荷是理想化模型．2．电荷守恒定律：（1）内容：电荷既不能，也不能，只能从物体的一部分到另一部分，或者从一个物体到另一个物体，在转移的过程中电荷的总量保持．（2）起电方法：起电、起电、起电．物体带电实质是物体带电的实质是得失．3．库仑定律：（1）内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的平方成．作用力的方向在它们的上．（2）公式：F=，式中k=9.0×109，叫静电力常量．（3）库仑定律的适用条件是中的电荷．二．思考与练习思维启动（一）点电荷、电荷守恒1、(2012·成都模拟)关于点电荷，以下说法正确的是()．A．足够小的电荷，就是点电荷B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷C．在实际中点电荷并不存在D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计2、(2012·浙江高考)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A．摩擦使笔套带电B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和3、如图所示，在带电荷量为＋Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将C移走，再把A、B分开，则A________电，B________电；若先将A、B分开，再移走C，则A________电，B________电，这一过程中电荷总量________。（二）库仑定律1．(2011·海南高考)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5D．n＝62、可以自由移动的点电荷q1、q2、q3放在光滑绝缘水平面上，如图所示，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。(1)如果q2为正电荷，则q1为________电荷，q3为________电荷。(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是________∶________∶________。3、如右图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()A．l＋5kq22k0l2B．l－kq2k0l2C．l－5kq24k0l2D．l－5kq22k0l2考纲下载1.物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ)2.静电现象的解释(Ⅰ)3．点电荷(Ⅰ)4.库仑定律(Ⅱ)5．静电场(Ⅰ)6.电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)7．电场线(Ⅰ)4．(2012·济南模拟)如图所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()A．可能受到2个力作用B．可能受到3个力作用C．可能受到4个力作用D．可能受到5个力作用5、如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上．已知A与B间、B与C间和C与A间的距离均为L，A球带电荷量QA＝＋q，B球带电荷量QB＝＋q.若在小球C上加一方向水平向右、大小未知的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止．求：(1)C球所带电荷量QC；(2)外力F的大小．6、(2012·上海高考)如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1＞θ2)．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB.则()A．mA一定小于mBB．qA一定大于qBC．vA一定大于vBD．EkA一定大于EkB反馈检测：1、两个半径相同的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()．2、如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m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0.4m处B．正B的左边0.2m处C．负A的左边0.2m处D．负A的右边0.2m处3、两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2，带电荷量分别是q1和q2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与中垂线方向成α1角和α2角，且两球处于同一水平线上，如图所示，若α1=α2，则下述结论正确的是（）A．q1一定等于q2B．一定满足q1/m1=q2/m2C．m1一定等于m2D．必须同时满足q1=q2、m1=m2A.47B.37C.97D.167第二课时：电场强度一．考点整理基本概念4．静电场：（1）定义：存在于周围，的一种特殊物质，电荷间相互作用通过电场产生；（2）电场的基本性质：对放入其中的电荷有．5．电场强度：（1）定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的叫做电场中该点的电场强度，它反映电场的．（2）定义式：E=；单位：N/C或V/m；（3）方向：规定电荷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）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和．（5）点电荷形成电场中某点的电场强度：真空中点电荷形成的电场：E=．（6）匀强电场场强公式：（7）三种场强公式的对比表达式比较E＝FqE＝kQr2E＝Ud公式意义电场强度定义式真空中点电荷决定式匀强电场中E与U关系式适用范围任何电场①真空②点电荷匀强电场决定因素电场本身决定，与检验电荷q无关场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定电场本身决定，d为两点沿场强方向的距离相同点矢量，单位：1N/C＝1V/m二．思考与练习思维启动1、在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图所示。Q的电场中M点的电场强度EM＝________，当拿走q后EM′＝________；M点右侧N点处的电场强度为EN，则EM________EN(填“”“＝”“”)。2、如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称。要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷＋Q，则该点电荷＋Q应放在()A．A点B．B点C．C点D．D点3．(2012·北京101中学模拟)如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m．在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示．下列说法正确的是()A．B点的电场强度的大小为0.25N/CB．A点的电场强度的方向沿x轴负方向C．点电荷Q是正电荷D．点电荷Q的位置坐标为0.3m4、如图所示，用长为l的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙且d≪r，将电量为Q的正电荷均匀分布于金属丝上，求圆心处的电场强度。5、如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电量为－q外，其余各点处的电量均为＋q，则圆心O处()A．场强大小为，方向沿OA方向B．场强大小为，方向沿AO方向C．场强大小为，方向沿OA方向D．场强大小为，方向沿AO方向6、（2013新课标）如图，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）（）A、23qkrB、2109qkrC、2QqkrD、299Qqkr甲乙7、(2013届大连一中模拟)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()A.kq2R2－EB.kq4R2C.kq4R2－ED.kq4R2＋E8、如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h/2处的场强大小为（k为静电力常量）（）A．B．C．D．9、(2011·重庆高考)如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有A．体中心、各面中心和各边中点B．体中心和各边中点C．各面中心和各边中点D．体中心和各面中心10、(2012·安徽高考)如图6－1－3所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E＝2πkσ1－xR2＋x212，方向沿x轴．现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图6－1－4所示．则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为()A．2πkσ0xr2＋x212B．2πkσ0rr2＋x212C．2πkσ0xrD．2πkσ0rx反馈检测1．电场强度E的定义式为E=F/q，根据此式，下列说法中正确的是（）①此式只适用于点电荷产生的电场②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度③式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度④在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小A．只有①②B．只有①③C．只有②④D．只有③④2．一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，以及这点的电场强度为E，图中能正确反映q、E、F三者关系的是（）3、如图6－1－7所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°。下列判断正确的是()A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大D．若将点电荷－q从O移向C，电势能增大图6－1－3图6－1－4