高三物理一轮复习课件 电场力的性质

课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第六章静电场物理静电场第六章[备考指南]Ⅰ电场线Ⅱ电场强度、点电荷的电场强度Ⅰ静电场Ⅱ库仑定律Ⅰ点电荷Ⅰ静电现象的解释Ⅰ物质的电结构、电荷守恒一、电场力的性质要求内容考点课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第六章静电场物理Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ常见电容器Ⅰ示波管Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅰ匀强电场中电势差与电场强度的关系三、电容器带电粒子在电场中的运动Ⅱ电势差Ⅰ电势能、电势二、电场能的性质要求内容考点课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第六章静电场物理明热点：预计2016年的高考中，对本章知识的考查仍将是热点之一，主要以选择题的方式考查静电场的基本知识，以综合题的方式考查静电场知识与其他知识的综合应用。找规律：高考对本章知识的考查主要以选择、计算为主，主要考点有：(1)电场的基本概念和规律；(2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题；(3)带电粒子在电场中的加速、偏转等问题。把握考情课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束第1节电场力的性质电场力的性质课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束电场力的性质课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。()(2)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等。()(3)根据F＝kq1q2r2，当r→0时，F→∞。()(4)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。()(5)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。()√√××√课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束(8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。()(7)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。()(6)在真空中，电场强度的表达式E＝kQr2中的Q就是产生电场的点电荷。()√××课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束(1)1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。(3)1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。(2)1837年，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。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束要点一库仑定律的理解与应用1．库仑定律适用条件的三点理解(3)库仑力在r＝10－15～10－9m的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞。其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看成点电荷了。(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。(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。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束2．应用库仑定律的四条提醒(4)库仑力存在极大值，由公式F＝kq1q2r2可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定的条件下，当q1＝q2时，F最大。(3)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。(2)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。(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，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束[多角练通]1．(2015·金陵中学模拟)如图6­1­1所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是()A．F8B．F4C．3F8D．3F4图6­1­1课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束解析：A、B两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，设它们带的电荷量分别为＋q、－q。当第三个不带电的C球与A球接触后，A、C两球带电荷量平分，每个球带电荷量为q1＝＋q2，当再把C球与B球接触后，两球的电荷先中和再平分，每球带电荷量q2＝－q4。由库仑定律F＝kq1q2r2知，当移开C球后，A、B两球之间的相互作用力的大小变为F′＝F8，A项正确。答案：A课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束2．如图6­1­2所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为()A．F引＝Gm2l2，F库＝kQ2l2B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2C．F引≠Gm2l2，F库＝kQ2l2D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l2图6­1­2课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有半径的3倍，表面的电荷分布并不均匀，不能把两球壳看成相距l的点电荷，故D正确。答案：D课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束要点二库仑力作用下的平衡问题1．解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下：课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束2．“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。(2)课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束[典例](多选)(2014·浙江高考)如图6­1­3所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则()图6­1­3课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束A．小球A与B之间库仑力的大小为kq2d2B．当qd＝mgsinθk时，细线上的拉力为0C．当qd＝mgtanθk时，细线上的拉力为0D．当qd＝mgktanθ时，斜面对小球A的支持力为0课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束[解析]根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为F＝kq2d2，选项A正确；当细线上的拉力为0时，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，由平衡条件得kq2d2＝mgtanθ，解得qd＝mgtanθk，选项B错误，C正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，选项D错误。[答案]AC课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束[方法规律]库仑力作用下的平衡问题，高考中多以选择题的形式出现，关键是做好受力分析与平衡条件的应用，把库仑力当成一个普通力，通过合成法或正交分解法解决此类问题。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束[针对训练]1．(2013·全国卷Ⅱ)如图6­1­4，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上：a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场电场强度的大小为()A．3kq3l2B．3kql2C．3kql2D．23kql2图6­1­4课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束解析：以小球c为研究对象，其受力如图甲所示，其中F库＝kqqcl2，由平衡条件得：2F库cos30°＝Eqc。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束即：3kqqcl2＝Eqc，E＝3kql2此时a的受力如图乙所示，kq2l22＋3kq2l22＝kqqcl22得qc＝2q即当qc＝2q时a可处于平衡状态，同理b亦恰好平衡，故选项B正确。答案：B课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束2．如图6­1­5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处解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确。图6­1­5答案：C课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束3．(2015·湖南怀化调研)如图6­1­6所示，A、B两小球带等量同号电荷，A固定在竖直放置的L＝10cm长的绝缘支柱上，B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处，斜面倾角为θ＝30°，B的质量为m＝103×10－3kg。求：(2)B球带的电荷量大小(g取10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，结果保留两位有效数字)。(1)B球对斜面的压力大小。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束解析：(1)令B球对斜面的支持力为FN，带的电荷量Q，A、B相距r。对B球受力分析如图所示。FNcosθ＝mg，①得FN＝0.20N。据牛顿第三定律得B球对斜面的压力FN′＝0.20N。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束(2)两小球之间的库仑力F＝kQ2r2，F＝mgtanθ，②又L＝rtanθ，③代入数据联立解得：Q＝Lmgktanθ＝33×10－6C≈5.8×10－7C。答案：(1)0.2N(2)5.8×10－7C课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第1节电场力的性质质量铸就品牌品质赢得未来物理结束要点三电场强度的叠加问题1．电场强度三个表达式的比较E＝FqE＝kQr2E＝Ud公式意义匀强电场中E与U的关系式真空中点电荷电场强度的决定式电场强度定义式适用条件匀强电场①真空②点电荷一切电场课前基础·简要回顾课