2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題7電場第1講庫侖定律電場強(qiáng)度電場線課件

核心素養(yǎng)物理觀念(1)理解電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能、電場線、等勢面；(2)理解場的物質(zhì)性，運(yùn)用場的觀念分析靜電場中的相互作用問題；(3)理解電容器及電容等基本概念，掌握平行板電容器的電容及帶電粒子在電場中的運(yùn)動等基本規(guī)律科學(xué)思維(1)運(yùn)用重力場與靜電場對比的方法研究靜電場；(2)運(yùn)用電場線、等勢面等模型研究靜電場；(3)運(yùn)用力和運(yùn)動、功和能等規(guī)律求解靜電場相關(guān)問題科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)探究平行板電容器的電容及充、放電現(xiàn)象科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護(hù)；(2)了解靜電知識在生產(chǎn)、生活和高科技中的應(yīng)用，認(rèn)識到科學(xué)對社會進(jìn)步的促進(jìn)作用重要考點(diǎn)1．靜電場、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)、電場2．電場強(qiáng)度、電勢能、電勢、電勢差3．勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系4．電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系5．帶電粒子在電場中的運(yùn)動第1講庫侖定律、電場強(qiáng)度、電場線必備知識·深悟固基一、電荷和電荷守恒定律1．電荷(1)元電荷：電荷量為e＝_________________的電荷叫作元電荷．質(zhì)子和電子均帶元電荷的電荷量．(2)點(diǎn)電荷：____________對研究問題的影響可忽略不計(jì)的帶電體稱為點(diǎn)電荷．1.60×10－19

C形狀和大小2．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________到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持________．(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________________．轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變電子的得失二、庫侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成________，與它們的____________成反比，作用力的方向在它們的連線上．2．公式：____________，式中的k＝9.0×109N·m2/C2，叫作靜電力常量．3．適用條件：________；__________；真空中．正比距離二次方靜止點(diǎn)電荷電場力F

電荷量q

正電荷2．點(diǎn)電荷場強(qiáng)的計(jì)算式(1)公式：設(shè)在場源點(diǎn)電荷Q形成的電場中，與Q相距r點(diǎn)的場強(qiáng)E＝________．(2)適用條件：真空中的________形成的電場．3．勻強(qiáng)電場：各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向都相同的電場，公式E＝________．點(diǎn)電荷四、電場線及其特點(diǎn)1．電場線：畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的________方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．2．電場線的特點(diǎn)(1)電場線從_________或無限遠(yuǎn)處出發(fā)并終止于_________或無限遠(yuǎn)處．(2)電場線不相交．(3)電場線越密的地方場強(qiáng)越大．切線正電荷負(fù)電荷(1)元電荷是最小的電荷單位，不是帶電體，也不是點(diǎn)電荷，任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，說明電荷量是不連續(xù)的．(2)平方反比規(guī)律，類似于萬有引力定律，不能錯誤地認(rèn)為：當(dāng)距離r接近于0時，F(xiàn)趨近于無限大，因?yàn)楫?dāng)r接近0時，兩個帶電體不能視為點(diǎn)電荷．(3)比值定義法，電場強(qiáng)度是描述電場性質(zhì)的物理量，與放入的試探電荷無關(guān)．【答案】B2．[電場強(qiáng)度]電場中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是 (

)A．若放在P點(diǎn)電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半B．若P點(diǎn)沒有檢驗(yàn)電荷，則P點(diǎn)場強(qiáng)為零C．P點(diǎn)場強(qiáng)越大，同一電荷在P點(diǎn)所受靜電力越大D．P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向【答案】C3．[電場線](多選)某電場區(qū)域的電場線如圖所示，a，b是其中一條電場線上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是 (

)A．負(fù)電荷在a點(diǎn)受到的電場力一定小于它在b點(diǎn)受到的電場力B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定沿著a點(diǎn)的電場線向右C．正電荷在a點(diǎn)受到的電場力一定大于它在b點(diǎn)受到的電場力D．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于b點(diǎn)的場強(qiáng)【答案】BCD關(guān)鍵能力·突破要點(diǎn)考點(diǎn)1庫侖定律的理解與平衡問題[基礎(chǔ)考點(diǎn)]1．庫侖定律適用條件的三點(diǎn)解釋(1)對于兩個均勻帶電絕緣球體，可以將其視為電荷集中于球心的點(diǎn)電荷，r為兩球心之間的距離．(2)對于兩個帶電金屬球，要考慮金屬球表面電荷的重新分布．(3)當(dāng)r→0時，帶電體不能看成點(diǎn)電荷，庫侖力不趨于無窮大．2．解決庫侖力作用下平衡問題的步驟

3．點(diǎn)電荷平衡問題的三條規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個點(diǎn)電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷距電荷量小的電荷近，距電荷量大的電荷遠(yuǎn)．例1

(2021年華中師大附中模擬)如圖所示，處于同一豎直平面內(nèi)的兩根光滑絕緣細(xì)桿與豎直方向的夾角分別為α、β(α＜β)，套在兩根桿上的帶電小球A、B(均可視為點(diǎn)電荷)恰好靜止在同一水平面上．下列說法正確的是

(

)A．A球所帶電荷量一定小于B球所帶電荷量B．A球質(zhì)量一定大于B球質(zhì)量C．若因漏電A球電荷量逐漸減小，重新平衡后，A、B之間的庫侖力可能減小D．若因漏電A球電荷量逐漸減小，重新平衡后，A、B連線一定水平【答案】D

1．(多選)如圖所示，把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)．用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定．兩球接觸后分開，平衡時距離為0.12m．已測得每個小球質(zhì)量是8.0×10－4kg，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，g取10m/s2，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，則(

)【答案】ACD

2．(多選)如圖所示，A、B、C為放置在光滑絕緣水平面上的三個帶電小球，球A固定且?guī)щ姾闪繛椋玅；小球B和C帶電荷量分別為－q和＋2q，由長為L的絕緣細(xì)桿相連，靜止在水平面上．若A與B相距d，A、B和C視為點(diǎn)電荷，且三者在同一直線上，下列說法正確的是 (

)【答案】BC

考點(diǎn)2電場線與運(yùn)動軌跡問題[能力考點(diǎn)]1．幾種典型的電場線2．電場線的應(yīng)用例2

(2021年佛山質(zhì)檢)三個帶電粒子從同一點(diǎn)O，以相同的初速度v射入一電場中，在某段時間內(nèi)的運(yùn)動軌跡如圖虛線所示，其中a粒子剛好做圓周運(yùn)動．圖中實(shí)線為電場線，不計(jì)粒子重力，則下列有關(guān)粒子在該段時間內(nèi)的運(yùn)動以及相關(guān)說法正確的是 (

)A．粒子a帶負(fù)電，c帶正電B．c粒子運(yùn)動過程中電勢能增加C．運(yùn)動過程中，b、c兩粒子的速度均增大D．運(yùn)動過程中，a粒子的加速度和動能均不變【答案】C

【解析】根據(jù)曲線運(yùn)動的特點(diǎn)，可知a粒子的電場力方向與電場方向一致，c粒子的電場力方向與電場方向相反，因此a粒子帶正電，c粒子帶負(fù)電，故A錯誤；由圖可知，電場力對c粒子做正功，電勢能減少，故B錯誤；由圖可知，電場力對b、c粒子做正功，由于只受電場力，則速度增加，故C正確；由于a粒子剛好做圓周運(yùn)動，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)，a粒子的加速度大小和動能均不變，故D錯誤．1．(多選)如圖所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)．若帶電粒子在運(yùn)動過程中只受電場力的作用，根據(jù)此圖可判斷出 (

)A．帶電粒子所帶電荷的符號B．場強(qiáng)的方向C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)受力的大致方向D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大【答案】CD2．如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上，一帶電小球沿與CD平行的方向(垂直AD方向)射入，斜面所在區(qū)域存在與AD平行的勻強(qiáng)電場，小球運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，則 (

)A．若小球帶正電荷，則電場方向一定沿斜面向下B．小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)電勢能一定增加C．小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)動能一定增加D．小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)機(jī)械能一定增加【答案】C考點(diǎn)3電場強(qiáng)度的計(jì)算[能力考點(diǎn)]1．電場強(qiáng)度的性質(zhì)(1)矢量性：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)場強(qiáng)的方向．(2)唯一性：電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，而由形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置決定．(3)疊加性：如果有幾個靜止點(diǎn)電荷在空間同時產(chǎn)生電場，那么空間某點(diǎn)的場強(qiáng)是各場源電荷單獨(dú)存在時在該點(diǎn)所產(chǎn)生場強(qiáng)的矢量和．2．電場強(qiáng)度的三個公式的比較3．電場強(qiáng)度的計(jì)算與疊加在一般情況下，可由上述三個公式計(jì)算電場強(qiáng)度，但在求解帶電圓環(huán)、帶電平面等一些特殊帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度時，上述公式無法直接應(yīng)用．這時，需要轉(zhuǎn)換思考角度，靈活運(yùn)用疊加法、對稱法、補(bǔ)償法、微元法、等效法，可以化難為易．【答案】B

1．(2021年佛山模擬)如圖，四根彼此絕緣帶電導(dǎo)體棒圍成一個正方形線框(忽略導(dǎo)體棒的形狀大小)，線框在正方形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E0，方向豎直向下；若僅撤去導(dǎo)體棒C，則O點(diǎn)場強(qiáng)大小變?yōu)镋1，方向豎直向上，則若將導(dǎo)體棒C疊于A棒處，則O點(diǎn)場強(qiáng)大小變?yōu)?/p>

(

)A．E1－E0

B．E1－2E0C．2E1＋E0

D．2E1【答案】C

【解析】正方形線框在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場豎直向下，則表明左右?guī)щ妼?dǎo)體棒產(chǎn)生的電場為零．A、C產(chǎn)生的電場豎直向下．撤去C，O點(diǎn)處的場強(qiáng)豎直向上，表明A帶負(fù)電，C帶負(fù)電．則C在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EC＝E1＋E0，將C疊于A棒處，則O點(diǎn)處場強(qiáng)大小為E′＝2E1＋E0，故C正確．【答案】C

3．(2021年河北卷)(多選)如圖，四個電荷量均為q(q＞0)的點(diǎn)電荷分別放置于菱形的四個頂點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(4l,0)、(－4l,0)、(0，y0)和(0，－y0)，其中x軸上的兩個點(diǎn)電荷位置固定，y軸上的兩個點(diǎn)電荷可沿y軸對稱移動(y0≠0)，下列說法正確的是 (

)A．除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強(qiáng)度處處不為零B．當(dāng)y0取某值時，可使得菱形內(nèi)部只存在兩個電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)C．當(dāng)y0＝8l時，將一帶負(fù)電的試探電荷由點(diǎn)(4l,5l)移至點(diǎn)(0，－3l)，靜電力做正功D．當(dāng)y0＝4l時，將一帶負(fù)電的試探電荷放置在點(diǎn)(l，l)處，其受到的靜電力方向與x軸正方向成45°傾斜向上【答案】ACD

【解析】根據(jù)場強(qiáng)疊加原理可知，除無窮遠(yuǎn)處之外，菱形外部電場強(qiáng)度處處不為零，A正確．因?yàn)樵趚軸上的兩個點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，在y軸上的兩電荷，無論y0取什么值，因?yàn)殛P(guān)于原點(diǎn)對稱，則在O點(diǎn)的合場強(qiáng)也為零，在橫軸和縱軸上除原點(diǎn)外，出現(xiàn)合場強(qiáng)為零的點(diǎn)，根據(jù)對稱性可知，一定是成對出現(xiàn)的，關(guān)于原點(diǎn)對稱，所以算上原點(diǎn)，合場強(qiáng)為零的點(diǎn)是奇數(shù)個，不會是2個，B錯誤．C中，根據(jù)對稱性知，(0，－3l)和(0,3l)兩點(diǎn)電勢相等，相當(dāng)于將帶負(fù)電的試探電荷由點(diǎn)(4l,5l)移至點(diǎn)(0,3l)，兩點(diǎn)距離正x軸電荷、正y軸電荷距離相等，此兩正電荷對試探電荷做功為零；試探電荷都靠近負(fù)x軸點(diǎn)電荷、負(fù)y軸點(diǎn)電荷，此兩正電荷對試探電荷做正功，可見靜電力總功為正功，C正確．考點(diǎn)4帶電體的力、電綜合應(yīng)用[能力考點(diǎn)]1．帶電體在電場中做加速運(yùn)動的兩種情境(1)做直線運(yùn)動：垂直直線方向的合力一定為零，而沿直線方向合力可能為零，也可能不為零．(2)做曲線運(yùn)動：有拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動和一般曲線運(yùn)動三種情況，對于一般曲線運(yùn)動往往采用能量的知識求解．2．解決力、電綜合