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1、靜電場,第 七 章,考 試 說 明,第1講 電場力的性質(zhì),知識梳理自測,1兩種電荷 毛皮摩擦過的橡膠棒帶______電，絲綢摩擦過的玻璃棒帶______電。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，帶電的物體能吸引輕小物體。 2元電荷 最小的電荷量，其值為e__________________________。 其他帶電體的電荷量皆為元電荷的________倍。,知識點1,電荷守恒定律,負,正,1.601019C,整數(shù),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________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__________

2、__。 (2)起電方式：____________、____________、感應(yīng)起電。 (3)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是____________。,轉(zhuǎn)移,保持不變,摩擦起電,接觸起電,得失電子,1點電荷 是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的________和________對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點電荷。,知識點2,庫侖定律,形狀,大小,2庫侖定律,,,,,,,,1電場 基本性質(zhì)：對放入其中的電荷產(chǎn)生______的作用。 2電場強度 (1)定義式：E______，適用于____________，是矢量。單位：N/C或__________。 (2)點電荷的電場強度：E_____

3、_，適用于計算________中的點電荷產(chǎn)生的電場。,知識點3,電場強度及電場線,力,任何電場,V/m,真空,(3)方向：規(guī)定__________在電場中某點所受電場力的方向為該點的電場強度方向。 (4)電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的__________。,正電荷,矢量和,3電場線 (1)電場線是為了形象地描述電場而引入的，是假想的、客觀不存在的，它有以下特點： 電場線從__________或無限遠處出發(fā)，終止于無限遠處或__________； 電場線在電場中不相交； 在同一電場里，電場線________的地方電場強度越大； 電場線上某點的切線方向表

4、示該點的________________； 沿電場線方向電勢逐漸________； 電場線和等勢面在相交處____________。,正電荷,負電荷,越密,電場強度方向,降低,相互垂直,(2)幾種典型電場的電場線,,答案(1)平分(2)不能，能。 (3)帶電粒子在電場中的運動軌跡由帶電粒子受到的合外力和初速度決定。帶電粒子在電場力作用下滿足下列條件，軌跡才能與電場線重合。 電場線是直線。 帶電粒子的初速度為零或不為零但速度方向與電場線平行。 帶電粒子僅受電場力作用或所受合外力的方向和電場線平行。,思維診斷： (1)只有體積足夠小的帶電體才能看成點電荷，大的帶電體不能看成點電荷。() (2)任何

5、帶電體的帶電荷量都是元電荷量的整數(shù)倍。() (3)任意兩個帶電體間的庫侖力都可以用庫侖定律計算。() (4)電場中某點的電場強度與放在該點的電荷所受靜電力成正比，與電荷的電荷量成反比。() (5)當(dāng)電場線是直線時，只受靜電力的電荷的運動軌跡一定與電場線重合。 () (6)當(dāng)電場線是曲線時，初速為零且只受靜電力的電荷的運動軌跡一定與電場線重合。(), ,C,解析電場強度與試探電荷所帶電荷量以及所受電場力大小無關(guān)，只和電場本身的性質(zhì)有關(guān)，A、D錯誤，C正確；電場中某點電場強度的方向與正電荷在該點所受的電場力的方向相同，與負電荷在該點所受的電場力的方向相反，B錯誤。,2(多選)如圖所示的實驗裝

6、置為庫侖扭秤。細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡，當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系。這一實驗中用到了下列哪些方法() A微小量放大法 B極限法 C控制變量法 D逐差法,AC,解析當(dāng)小球C靠近小球A時，庫侖力使懸絲扭轉(zhuǎn)較小的角度，通過懸絲上的小鏡子反射光線放大，能比較準(zhǔn)確地測出轉(zhuǎn)動角度。同時體現(xiàn)了控制變量法，即分別控制q和r不變，研究庫侖力F與r和q的關(guān)系，故A、C正確。,A,核心考點突破,特別提醒：不可由r

7、0時，得出F的結(jié)論，雖然從數(shù)學(xué)角度成立，但從物理角度分析，當(dāng)r0時，兩帶電體不能視為點電荷，公式已不適用。,庫侖定律及庫侖力作用下的平衡,考點一,(多選)如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為。一根輕質(zhì)絕緣細線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上，則 (),例 1,AC,,類題演練 1 ,D,解析雖然兩球心間的距離l只有球殼外半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻

8、，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點，因此，可以應(yīng)用萬有引力定律求F1；而本題中由于a、b兩球殼所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍，不滿足l遠大于r的要求，故不能將兩帶電球殼看成點電荷，所以庫侖定律不適用，D正確。,(2018山東師大附中診斷)如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電Q，B帶電9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為() A正，B的右邊0.4m處 B正，B的左邊0.2m處 C負，A的左邊0.2m處 D負，A的右

9、邊0.2m處 解析要使三個電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”“兩大夾小”的原則，所以選項C正確。,類題演練 2 ,C,,,1場強公式的比較,電場強度的理解及應(yīng)用,考點二,2電場的疊加 (1)電場疊加：多個電荷在空間某處產(chǎn)生的電場強度為各電荷單獨在該處所產(chǎn)生的電場強度的矢量和。 (2)運算法則：平行四邊形定則。,3等量同種和等量異種電荷的電場強度的比較,4電場線的應(yīng)用,,例 2,AB,類題演練 3 ,A,,,利用微元法求場強 如圖所示，均勻帶正電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點，OPL，試求P點的場強。,類題演練 4 ,,類題演練 5 ,C,,,1解

10、答思路,帶電體的力電綜合問題,考點三,,2運動情況反映受力情況 (1)物體靜止(保持)：F合0。 (2)做直線運動 勻速直線運動：F合0。 變速直線運動：F合0，且F合與速度方向總是一致。 (3)做曲線運動：F合0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，且總指向運動軌跡曲線凹的一側(cè)。 (4)F合與v的夾角為，加速運動：0<90；減速運動；90<180。 (5)勻變速運動：F合恒量。,例 3,,(1)絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？ (2)滑塊B最后停在離出發(fā)點水平距離為多大處？,解題導(dǎo)思：(1)開始時A、B能保持相對靜止，說明電場力________最大靜摩擦力，此時B對A的壓力_______

11、_mg。 (2)B相對于A滑動，說明電場力________靜摩擦力，此時B對A的壓力________mg。說明絕緣板A向上做______________。,小于,等于,大于,小于,勻減速運動,答案(1)1.25m/s25m/s2(2)0.04m,規(guī)律總結(jié)： 分析力、電綜合的問題的三種途徑 (1)建立物體受力圖景。 弄清物理情境，選定研究對象。 對研究對象按順序進行受力分析，畫出受力圖。 應(yīng)用力學(xué)規(guī)律進行歸類建模。 (2)建立能量轉(zhuǎn)化圖景：各種不同的能量之間相互轉(zhuǎn)化時，遵守能量守恒定律，運用能量觀點，建立能量轉(zhuǎn)化圖景是分析解決力、電綜合問題的有效途徑。 (3)運用等效思維法構(gòu)建物理模型：電場力和

12、重力做功均與路徑無關(guān)，在同一問題中可將它們合成一個等效重力，從而使問題簡化。在對物理過程分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，是一種科學(xué)的思維方法。,(2018四川成都一診)(多選)如圖所示，絕緣材料制成的半徑為R的內(nèi)壁光滑圓軌道，豎直放置在水平地面上且左右恰被光滑擋板擋住，圓心O點固定著電荷量為Q的場源點電荷。一電荷量為q、可視為質(zhì)點的帶電小球沿軌道內(nèi)壁做圓周運動，當(dāng)小球運動到最高點A時，地面對軌道的彈力恰好為零。若軌道與小球的質(zhì)量均為m，Qq0，忽略小球的電荷對Q形成的電場的影響，重力加速度為g，靜電力常量為k。下列說法中正確的是(),類題演練 6 ,BD,,階段培優(yōu)微專題,電場線帶電粒子運動軌

13、跡判斷 1判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向為該點處的速度方向。 2判斷電場力(或場強)的方向：帶電粒子所受電場力方向(僅受電場力作用)指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正、負判斷場強的方向。 3判斷電場力做功的正、負及電勢能的增、減：若電場力與速度方向成銳角，則電場力做正功，電勢能減?。蝗綦妶隽εc速度方向成鈍角，則電場力做負功，電勢能增加。,(2018河南鄭州模擬)某靜電場中的電場線方向不確定，分布如圖所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N，以下說法正確的是() A粒子必定帶正電荷 B該靜電場一定是孤立正電荷產(chǎn)生的 C粒子在M點的加速度小于它在N點的加速

14、度 D粒子在M點的速度大于它在N點的速度,例 4,C,解題導(dǎo)思：(1)在不知道電場線方向的情況下，能否由粒子軌跡的彎曲方向確定電場力的方向？ (2)根據(jù)電場力的方向，結(jié)合電場線的分布能否判斷粒子的電性？ (3)由電場線的分布特點，能否分析粒子加速度的大小變化？ 答案(1)能，電場力指向軌跡的凹側(cè)。 (2)不能，因為電場的方向不知道。 (3)能，在電場線密集處加速度大，在電場線稀疏處加速度小。,解析帶電粒子所受靜電力沿電場線的切線方向或其反方向，且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，靜電力方向大致向上，因不知電場線的方向，粒子的電性無法確定，所以A錯誤；電場線是彎曲的，則一定不是孤立點電荷的電場，所以B錯誤；N

15、點處電場線密，則場強大，粒子受到的靜電力大，產(chǎn)生的加速度也大，所以C正確；因靜電力大致向上，粒子由M運動到N時，靜電力做正功，粒子動能增加，速度增大，所以D錯誤。,規(guī)律總結(jié)： 電場線與軌跡問題判斷方法 (1)“運動與力兩線法”畫出“速度線”(運動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從兩者的夾角情況來分析曲線運動的情況。 (2)“三不知時要假設(shè)”電荷的正負、場強的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向。若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。,(2016全國卷)如圖，P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓。帶

16、電粒子Q在P的電場中運動。運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點。若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則() Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcva Cabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb,類題演練 7 ,D,,2年高考模擬,D,AC,3(2017北京卷)如圖所示，長l1m的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角37。已知小球所帶電荷量q1.0106C，勻強電場的場強E3.0103N/C，取重力加速度g10m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：,,(1)小球所受電場力F的大小； (2)小球的質(zhì)量m； (3)將電場撤去，小球回到最低點時速度v的大小。 答案(1)3.0103N(2)4.0104kg(3)2.0m/s,