物理第七章 靜電場 第1節(jié) 電場力的性質(zhì) 新人教版

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1、第七章靜電場-2-3-第1節(jié)電場力的性質(zhì)-5-知識梳理考點(diǎn)自診一、電荷電荷守恒定律1.兩種電荷毛皮摩擦過的橡膠棒帶 負(fù)電,絲綢摩擦過的玻璃棒帶 正電。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。2.元電荷最小的電荷量,其值為e= 1.6010-19 C。3.電荷守恒定律(1)內(nèi)容:電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體 轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量 保持不變。(2)起電方式: 摩擦起電、 接觸起電、感應(yīng)起電。(3)帶電實(shí)質(zhì):物體帶電的實(shí)質(zhì)是 得失電子。-6-知識梳理考點(diǎn)自診二、點(diǎn)電荷及庫侖定律1.點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型,當(dāng)帶電體本身的

2、 形狀和 大小對研究的問題影響很小時,可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。2.庫侖定律-7-知識梳理考點(diǎn)自診三、電場電場強(qiáng)度及電場線1.電場基本性質(zhì):對放入其中的電荷產(chǎn)生 力的作用。2.電場強(qiáng)度(1)定義式:E= ,適用于 任何電場,是矢量。單位:N/C或 V/m。(2)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度:E= k ,適用于計算 真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場。(3)方向:規(guī)定 正電荷在電場中某點(diǎn)所受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。(4)電場強(qiáng)度的疊加:電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的 矢量和。-8-知識梳理考點(diǎn)自診3.電場線(1)定義:為了形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的 強(qiáng)弱及 方向,在電場中畫出一

3、些曲線,曲線上每一點(diǎn)的 切線方向都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致,曲線的 疏密表示電場的強(qiáng)弱。(2)電場線特點(diǎn):-9-知識梳理考點(diǎn)自診(3)幾種典型電場的電場線-10-知識梳理考點(diǎn)自診(4)兩種等量點(diǎn)電荷的電場的比較-11-知識梳理考點(diǎn)自診1.保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),抵制盜版是我們每個公民的責(zé)任與義務(wù)。盜版書籍影響我們的學(xué)習(xí)效率,甚至給我們的學(xué)習(xí)帶來隱患。小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書,做練習(xí)時,他發(fā)現(xiàn)有一個關(guān)鍵數(shù)字看不清,拿來問老師,如果你是老師,你認(rèn)為可能是下列數(shù)字中的()A.6.210-19CB.6.410-19CC.6.610-19CD.6.810-19C 答案解析解析關(guān)閉任何帶電體的電荷量都

4、是元電荷的整數(shù)倍,即是1.610-19C的整數(shù)倍,由計算可知,只有B選項(xiàng)是1.610-19C的整數(shù)倍,故選項(xiàng)B正確。 答案解析關(guān)閉B-12-知識梳理考點(diǎn)自診2.(2017山西孝義月考)由庫侖定律可知,真空中兩個靜止的點(diǎn)電荷,電荷量分別為q1和q2,其間距離為r時,它們之間相互作用力的大小為F=k ,式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示,k的單位應(yīng)為()A.kgA2m3B.kgA-2m3s-4C.kgm2C-2D.Nm2A-2 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-13-知識梳理考點(diǎn)自診3.(2017重慶名校聯(lián)盟第一次聯(lián)考)真空中有兩個相同的帶電金屬小球(可看成點(diǎn)電荷),電荷量分別為9Q、

5、-Q,當(dāng)它們靜止于空間某兩點(diǎn)時,靜電力大小為F?，F(xiàn)用絕緣手柄將兩球接觸后再放回原處,則它們間靜電力的大小為() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-14-知識梳理考點(diǎn)自診4.右圖為真空中兩點(diǎn)電荷A、B形成的電場中的一簇電場線,該電場線關(guān)于虛線對稱,O點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),a、b為其連線的中垂線上對稱的兩點(diǎn),則下列說法正確的是()A.A、B可能帶等量異號的正、負(fù)電荷B.A、B可能帶不等量的正電荷C.a、b兩點(diǎn)處無電場線,故其電場強(qiáng)度為零D.同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場力大小相等,方向相反 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)題圖中的電場線分布可知,A、B帶等量的正電荷,選項(xiàng)A、B錯誤;a、b兩點(diǎn)處雖然

6、沒有畫電場線,但其電場強(qiáng)度一定不為零,選項(xiàng)C錯誤;由題圖可知,a、b兩點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,同一試探電荷在a、b兩點(diǎn)處所受電場力大小相等,方向相反,選項(xiàng)D正確。 答案解析關(guān)閉D-15-知識梳理考點(diǎn)自診5.(2017陜西渭南教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖所示,在x軸上放置兩正點(diǎn)電荷Q1、Q2,當(dāng)空間存在沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場時,y軸上A點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于零,已知勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E,兩點(diǎn)電荷到A的距離分別為r1、r2,則在y軸上與A點(diǎn)對稱的B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為() 答案解析解析關(guān)閉A點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,說明兩點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的合電場強(qiáng)度與勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度等大反向,即豎直向上,大小為E,根據(jù)對稱性,兩點(diǎn)

7、電荷在B處產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度豎直向下,大小為E,所以B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2E,方向豎直向下,C正確。 答案解析關(guān)閉C-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三庫侖定律及庫侖力作用下的平衡問題庫侖定律及庫侖力作用下的平衡問題1.對庫侖定律的理解(1)F=k ,r指兩點(diǎn)電荷間的距離。對可視為點(diǎn)電荷的兩個均勻帶電球,r為兩球的球心間距。(2)當(dāng)兩個電荷間的距離r0時,電荷不能視為點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限大。2.“三個自由點(diǎn)電荷平衡”的問題(1)平衡的條件:每個點(diǎn)電荷受到另外兩個點(diǎn)電荷的合力為零,或每個點(diǎn)電荷處于另外兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為零的位置。(2)-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例1(

8、2017黑龍江省牡丹江市重點(diǎn)高中一聯(lián))兩個可自由移動的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處,如圖所示。A處電荷帶正電荷量Q1,B處電荷帶負(fù)電荷量Q2,且Q2=4Q1,另取一個可以自由移動的點(diǎn)電荷Q3,放在AB直線上,欲使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),則()A.Q3為負(fù)電荷,且放于A左方B.Q3為負(fù)電荷,且放于B右方C.Q3為正電荷,且放于A、B之間D.Q3為正電荷,且放于B右方 答案解析解析關(guān)閉因?yàn)槊總€電荷都受到其余兩個電荷的庫侖力作用,且已知Q1和Q2是異種電荷,對Q3的作用力一為引力,一為斥力,所以Q3要平衡就不能放在A、B之間。根據(jù)庫侖定律知,由于B處的電荷Q2電荷量較大,Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的

9、地方才有可能處于平衡,故應(yīng)放在Q1的左側(cè)。要使Q1和Q2也處于平衡狀態(tài),Q3必須帶負(fù)電,故選項(xiàng)A正確。 答案解析關(guān)閉A-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三思維點(diǎn)撥確定研究對象受力分析列方程求解。分析點(diǎn)電荷平衡問題的方法和步驟點(diǎn)電荷平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的,只是在原來受力的基礎(chǔ)上多分析一個電場力。具體步驟如下:-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三即學(xué)即練即學(xué)即練1.(2017河南安陽調(diào)研)兩個分別帶有電荷量-Q和+5Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫侖力的大小為F,兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?則兩球間庫侖力的大小為() 答案解析解析關(guān)閉

10、答案解析關(guān)閉-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.(2017四川彭州中學(xué)期中)有兩個完全相同的金屬小球A、B(它們的大小可忽略不計),A的電荷量為7Q,B的電荷量為-Q,當(dāng)A、B在真空中相距為r時,兩球之間的相互作用的庫侖力大小為F;現(xiàn)用絕緣工具使A、B球相互接觸后再放回原處,則A、B間的相互作用的庫侖力大小是() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三3.如圖所示,電荷量為q1和q2的兩個點(diǎn)電荷分別位于P點(diǎn)和Q點(diǎn)。已知在P、Q連線上某點(diǎn)R處的電場強(qiáng)度為零,且PR=2RQ。則()A.q1=2q2B.q1=4q2C.q1=-2q2D.q1=-4q2 答案解析解析關(guān)閉 答案解

11、析關(guān)閉-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三電場強(qiáng)度的疊加與計算電場強(qiáng)度的疊加與計算1.求解電場強(qiáng)度的常規(guī)方法-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.求解電場強(qiáng)度的非常規(guī)思維方法(1)等效法:在保證效果相同的前提下,將復(fù)雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景。例如:一個點(diǎn)電荷+q與一個無限大薄金屬板形成的電場,等效為兩個異種點(diǎn)電荷形成的電場,如圖甲、乙所示。-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)對稱法:利用空間上對稱分布的電荷形成的電場具有對稱性的特點(diǎn),使復(fù)雜電場的疊加計算問題大為簡化。(3)填補(bǔ)法:將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán),或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面,從而化難為易、事半功倍。(4)微元法:將帶電體分成

12、許多元電荷,每個元電荷看成點(diǎn)電荷,先根據(jù)庫侖定律求出每個元電荷的電場強(qiáng)度,再結(jié)合對稱性和電場強(qiáng)度疊加原理求出合電場強(qiáng)度。-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例2(2017陜西渭南二模)如圖所示,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為零,則d點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-26-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三思維點(diǎn)撥由于d點(diǎn)和b點(diǎn)相對于圓盤是對稱的,因此Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度和在b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小

13、相等、方向相反。-27-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三即學(xué)即練即學(xué)即練4.(2017安徽蚌埠質(zhì)檢)如圖所示,O是半徑為R的正N邊形(N為大于3的偶數(shù))的外接圓的圓心,在正N邊形的一個頂點(diǎn)A放置一個電荷量為+2q的點(diǎn)電荷,其余頂點(diǎn)分別放置電荷量均為-q的點(diǎn)電荷(未畫出)。則圓心O處的電場強(qiáng)度大小為() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-28-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三5.(2017山西太原三模)如圖所示,MN為很大的不帶電薄金屬板(可認(rèn)為無限大),金屬板接地。在金屬板的左側(cè)距離為2d的位置固定一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖所示的電場。過正點(diǎn)電荷Q所在的點(diǎn)作MN的垂線,P為垂線段的中點(diǎn),已知

14、P點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為E0,則金屬板上感應(yīng)電荷在P點(diǎn)激發(fā)的電場強(qiáng)度E的大小為() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-29-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三6.(2017廣東普寧月考)一段均勻帶電的半圓形細(xì)線在其圓心O處 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-30-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三7.如圖所示,一個半徑為R的圓環(huán)均勻帶電,ab為一極小的缺口,缺口長為L(LEb,則粒子在a處受電場力較大,加速度較大,C對。粒子的速度沿虛線的切線,與電場力方向夾角大于90,因此ab粒子減速,D對。 答案解析關(guān)閉BCD-35-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三9.(多選)(2017陜西安康石泉縣月考)兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電

15、場線分布如圖所示。c點(diǎn)是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn),d點(diǎn)在正電荷的正上方,c、d兩點(diǎn)到正電荷的距離相等,則()A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D.c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)電場線的分布圖,a、b兩點(diǎn)中,a點(diǎn)的電場線較密,則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大,選項(xiàng)A正確;沿電場線的方向電勢降低,a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢,選項(xiàng)B錯誤;由于c、d關(guān)于正電荷對稱,正電荷在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反。兩負(fù)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為0,在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向向下,根據(jù)電場的疊加原理,c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大,選項(xiàng)C正確;c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)離負(fù)電荷的距離更小,c點(diǎn)電勢比d點(diǎn)低,選項(xiàng)D正確。 答案解析關(guān)閉ACD