2012高三物理一轮复习（福建专版）课件：6.1电场力的性质.ppt

1、 选 修 31 第1讲 电场力的性质 1电荷：自然界中存在着两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷 2电荷量：物体所带的多少，国际单位是 3元电荷：电荷量的最小单位：1e1.61019 C.正负电荷库仑 4几种常见的电荷(1)点电荷：形状和大小对研究问题的影响可 的带电体称为点电荷(2)场源电荷：电场是由电荷产生的，我们把产生的电荷叫做场源电荷(3)试探电荷(检验电荷)：研究电场的基本方法之一是放入一带电荷量很小的点电荷，考查其受力情况及能量情况，这样的电荷称为试探电荷或检验电荷忽略不计电场 5电荷守恒定律(1)物体有三种起电方式，分别是 起电 起电 起电(2)电荷

2、守恒定律 电荷既不能被，也不能被，它只能从一个物体到另一物体，或者从物体的一部分 到另一部分，在转移过程中，电荷总量摩擦接触感应创造消灭转移转移不变(1)任何带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍(2)不管是哪种起电方式，它们的实质都是电子的转移题组演练库仑定律 1内容：在中两个点电荷的相互作用力跟它们的成正比，跟它们间的成反比，作用力的方向在 2表达式：Fk ，式中k，叫 3适用条件：中的.真空距离的平方它们的连线上9.0109 Nm2/C2静电力常量真空点电荷题组演练电荷量的乘积电场、电场强度 1电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有静止电荷产生的电场称为 2电场强度(1)定义：放

3、入电场中某点的试探电荷受的F跟它的的比值力的作用静电场电场力电荷量q【提示】不能因电场的场强大小决定于电场本身，而与试探电荷的受力和所带电荷量无关EF/q为场强的定义式，非决定式(3)单位：.(4)矢量性：规定在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向 3点电荷场强的计算式(1)设在场源点电荷Q形成的电场中，有一点P与Q相距r，则P点的场强E(2)适用条件：真空中的 形成的电场.N/C或V/m正电荷点电荷题组演练电场线 1电场线及特点电场线电场线是画在电场中的一条条，曲线上每点的表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，而是为了而假想的线电场线的特点静电场中电场线从出发终止于电场线

4、在电场中不在同一电场里，电场线的地方场强越大的电场线是均匀分布的平行直线有方向的曲线切线方向描述电场正电荷或无限远处负电荷或无限远处相交越密匀强电场 2.几种典型电场的电场线题组演练 一、电场强度的叠加原理及三个表达式的比较 1叠加原理 多个电荷在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矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则 2场强三个表达式的比较定义式决定式关系式表达式 EF/qEkQ/r2EU/d适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小及方向与试探电荷的电荷量及存在与否无关.Q：场源电荷的电荷量r：研究点到场源电荷的距离，用于均匀带

5、电球体(或球壳)时，r是球心到研究点的距离，Q是整个球体的带电荷量.U：电场中两点的电势差d：两点沿电场方向的距离.【答案】A 二、等量同种和异种点电荷的电场 两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线图示比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷交点O处的场强为零最大由O沿中垂线向外场强的变化向外先增大后减小向外逐渐减小关于O点对称的两点A与A，B与B场强的关系等大、反向 等大、同向 2(2009年上海)两带电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()【解析】根据两等量异种点电荷周围的电场线可直观地看

6、出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同，所以两点电荷的连线上的场强先减小后增大，A正确【答案】A(2009年浙江卷)如右图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)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个小球处在静止状态时，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()【答案】C分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化分析方法是：(1)确定研究对象如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离(2)对研究对象进行受力

7、分析(3)列平衡方程(F合0或Fx0，Fy0)11：(2009年合肥模拟)在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如右图所示现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()【答案】D(2010年广州测试二)如图所示，在绝缘的光滑水平面上有A、B两个点电荷，A带正电，B带负电，电荷量都是q，它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场求：两电荷都处于静止状态时，AB连线的中点处场强大小和方向(已知静电力常数为k)【解析】设点电荷

8、在AB连线中点处产生的场强为E1，所加的匀强电场的场强为E0，AB连线中点处的合场强为E.根据点电荷场强的计算公式：A点电荷在AB连线中点处产生的场强为：电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果 21.如右图所示，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点处的电荷量为q处，其余各点处的电荷量均为q，则圆心O处()【解析】在A处放一个q的点电荷与在A处同时放一个q和2q的点电荷的效果相当，因此可以认为O处的场是5个q和一个2q的点电荷产生的场合成的，5个q处于对称位置上，在圆心O处产生的合场强为0，所

9、以O点的场强相当于2q在O处产生的场强故选C.【答案】C如右图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如右图中虚线所示，则()Aa一定带正电，b一定带负电 Ba的速度将减小，b的速度将增大 Ca的加速度将减小，b的加速度将增大 D两个粒子的动能，一个增加一个减小【解析】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电若电场线为负点电荷的电场线，则a为负电荷，b为正电荷，A错由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，选C.【答案】C(

10、1)粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧，由此判断电场的方向或电性(2)由电场线的疏密情况判断带电粒子的加速度情况(3)由动能定理判断带电粒子动能的变化【答案】C 1如右图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则q2/q1为()【答案】C 2如右图，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且a

11、bbcl，b、c关于两电荷连线对称质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则()A小环通过b点时速度为 B小环通过c点时速度为 C小环从b到c速度可能先减小后增大 D小环做匀速直线运动【解析】中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直不做功，故小环做自由落体运动【答案】A 3如右图所示，在光滑绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD，AB段为直线形挡板，BCD段是半径为R的圆弧形挡板，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆直径MN平行现有一带电荷量为q、质量为m的小球静止从挡板上的A点释放，并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出，则()A小球运动到N点时，挡

12、板对小球的弹力可能为零 B小球运动到N点时，挡板对小球的弹力可能为Eq C小球运动到M点时，挡板对小球的弹力可能为零 D小球运动到C点时，挡板对小球的弹力一定大于mg【解析】小球沿光滑轨道内侧运动到D点抛出，说明小球在N、C、M点的速度均不为零，对N点，FNEqm ，FN必大于Eq，A、B均错误；在C点：FCm ，无法比较FC与mg的大小，D错【答案】C 4如右图，两等量异号的点电荷相距为2a.M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且La.略去(a/L)n(n2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度()大小之比为2，方向相反 大小之比为1

13、，方向相反 大小均与a成正比，方向相反 大小均与L的平方成反比，方向相互垂直 AB CD【答案】AC 5如右图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E1.25104 N/C，一根长L1.5 m、与水平方向的夹角为37的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q4.5106 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q1.0106 C，质量m1.0102 kg.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动(静电力常量k9.0109Nm2/C2，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？【解析】(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得(2)小球B速度最大时合力为零，即【答案】(1)3.2 m/s2(2)0.9 m