《高考風(fēng)向標(biāo)》高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題七 第1講 庫(kù)侖定律 電場(chǎng)強(qiáng)度課件

專題七電場(chǎng)考綱考點(diǎn)要求熱點(diǎn)考向1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ1.通常以帶電體(帶電粒子)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)為物理情景，結(jié)合做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系、動(dòng)能定理等考查電場(chǎng)的有關(guān)概念、電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)．命題形式以選擇題為主．2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題，常與生產(chǎn)、生活、科技實(shí)踐結(jié)合(示波管等)，通過(guò)粒子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程綜合考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解、能量的轉(zhuǎn)化與守恒等知識(shí)，也是高考中的?？疾糠荩?．以帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng))中運(yùn)動(dòng)為載體，對(duì)考生物理過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析能力、物理原理、規(guī)律運(yùn)用能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力、以及空間想象能力等的綜合考查．通常以計(jì)算題形式出現(xiàn)，并常作為壓軸題.2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點(diǎn)電荷Ⅰ4.庫(kù)侖定律Ⅱ5.靜電場(chǎng)Ⅰ6.電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)Ⅱ7.電場(chǎng)線Ⅰ8.電勢(shì)能、電勢(shì)Ⅰ9.電勢(shì)差Ⅱ10.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ12.示波管Ⅰ13.常見(jiàn)電容器Ⅰ14.電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第1講庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)考點(diǎn)1電荷、電荷守恒定律

1．點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體的大小、形狀對(duì)研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)時(shí)，就可以看做帶電的點(diǎn)，叫

(類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)) 2．元電荷：電子所帶的電荷量．質(zhì)子、正電子電荷量與它相同，用e

表示，e＝1.60×10－19C，所有帶電體的電荷量都是點(diǎn)電荷.元電荷的

. 3．電荷守恒定律

(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的

不變．(2)物體帶電的方式有：摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電．(3)完全相同的帶電金屬球相接觸時(shí)電荷的分配規(guī)律：同種電荷總量

，異種電荷

后平均分配．整數(shù)倍代數(shù)和平均分配中和4．三種起電方式的比較1．(單選)關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．只有體積很小的帶電體才能看成是點(diǎn)電荷B．體積較大的帶電體一定不能看成是點(diǎn)電荷C．當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小形狀對(duì)它們之間的相互作用的影響可忽略時(shí)，可看成點(diǎn)電荷D．當(dāng)帶電體帶電量很少時(shí)，可看成點(diǎn)電荷

解析：一個(gè)帶電體能不能看成點(diǎn)電荷，主要要看他的大小、形狀是否會(huì)對(duì)研究問(wèn)題有影響，而不是看體積的大小和電荷量的多少，若大小、形狀對(duì)研究問(wèn)題沒(méi)有影響則可看成點(diǎn)電荷．C

2．(單選)絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的近旁有一絕緣金屬球b，開(kāi)始時(shí)a、b都不帶電，如圖7－1－1所示，現(xiàn)使b帶電，則(

)圖7－1－1A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用B．b

將吸引a，吸住后不放開(kāi)C．b

立即把a(bǔ)

排斥開(kāi)D．b

先吸引a，接觸后又把a(bǔ)

排斥開(kāi)D

解析：電荷對(duì)輕小物體有吸引力，所以b

帶電后對(duì)a

有吸引力，接觸后a

帶有與b

相同電性的，所以接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)．

3．(雙選)兩個(gè)相同的金屬小球(可視為點(diǎn)電荷)所帶電量之比為1∶7，在真空中相距為r，把它們接觸后再放回原處，則它們間的靜電力可能為原來(lái)的(

) A．4/7B．3/7C．9/7D．16/7

解析：由庫(kù)侖定律，放回原處，則它們間的靜電力之比等于電荷量乘積之比，兩個(gè)相同的金屬小球接觸后帶電量是中和后平分，當(dāng)電性相同時(shí)，電荷量乘積為4×4＝16，D項(xiàng)正確；當(dāng)電性不同時(shí)，電荷量乘積為3×3＝9，C項(xiàng)正確．CD考點(diǎn)2庫(kù)侖定律

1．內(nèi)容：在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的相互作用力跟它們的

成正比，跟它們間的

成反比．作用力的方向在它們的連線上．

3．適用條件：真空中的

．

4．對(duì)庫(kù)侖力的理解

(1)庫(kù)侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示力的性質(zhì)． 當(dāng)帶電體所帶電荷同號(hào)時(shí)，F(xiàn)＞0，庫(kù)侖力為斥力；當(dāng)帶電體所帶電荷異號(hào)時(shí)，F(xiàn)＜0，庫(kù)侖力為引力．

(2)兩個(gè)帶電體之間的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力與反作用力．電荷量的乘積距離的平方點(diǎn)電荷2．表達(dá)式：F＝k

，式中k＝9.0×109

N·m2/C2，叫靜電力常量

.

4．(單選)如圖7－－1－2所所示，兩個(gè)完完全相同的絕絕緣金屬殼a、b的半徑為R，質(zhì)量為m，兩球心之間間的距離為l＝3R.若使它們帶上等量量的異種電荷荷，電荷量為為q，那么兩球之之間的萬(wàn)有引引力F引，庫(kù)侖力F庫(kù)分別為()圖7－1－2解析：萬(wàn)有引力定律律適用于兩個(gè)個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的物體，而而均勻的球體可將將其質(zhì)量集中中在球心考慮慮；庫(kù)侖定律律適用于點(diǎn)電電荷，兩球殼帶等量量異種電荷，，但由于電荷荷間的相互作作用力使其電電荷集中在兩球殼殼的內(nèi)側(cè)，它它們之間距離離小于l，故此時(shí)的庫(kù)庫(kù)侖力大于電荷集中在在球心時(shí)的庫(kù)庫(kù)侖力．答案：D考點(diǎn)3電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度1．電場(chǎng)：電電荷周圍存在在的一種特殊殊物質(zhì)．電場(chǎng)場(chǎng)對(duì)放入其中中的電荷有．靜止電荷產(chǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)稱稱為．2．電場(chǎng)強(qiáng)度度(1)定義：：放入電場(chǎng)中中某點(diǎn)的電荷荷受的電場(chǎng)力力F與它的電荷量的比值．(2)公式：：.(3)矢量性性：電場(chǎng)強(qiáng)度度是矢量，方方向與該點(diǎn)正正電荷受電場(chǎng)場(chǎng)力方向一致，與與該點(diǎn)負(fù)電荷荷受電場(chǎng)力的的方向相反．．力的作用靜電場(chǎng)E＝F/q(5)真空中中點(diǎn)電荷電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度決定式式其中Q是形成電(4)電場(chǎng)中某點(diǎn)的的電場(chǎng)強(qiáng)度由由電場(chǎng)本身決決定，與檢驗(yàn)驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)．場(chǎng)的場(chǎng)源電荷荷．(6)電場(chǎng)的疊加：：某點(diǎn)的電場(chǎng)場(chǎng)等于各個(gè)電電荷單獨(dú)存在在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)的矢量和．．定義式?jīng)Q定式關(guān)系式公式

FE＝ q

QE＝k

r2

UE＝

d適用范圍任何電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)意義電場(chǎng)強(qiáng)度E與電場(chǎng)力F 和檢驗(yàn)電荷q無(wú)關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度E由場(chǎng)源點(diǎn)電荷Q以及該點(diǎn)到場(chǎng)源點(diǎn) 電荷Q的距離r決定

U是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，d這兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)方向的距離方向正電荷的受力方向①Q(mào)為正電荷，則背離

場(chǎng)源點(diǎn)電荷Q②Q為負(fù)電荷，則指向場(chǎng)源點(diǎn)電荷Q正極板指向負(fù)極板3．三種電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算公式式的比較5．(單選)對(duì)公式E＝k，理解正確的的是()解析：E＝k2是點(diǎn)電荷形成成的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)公式，r→0時(shí)，不Qr2A．r→0時(shí)，E→∞B．當(dāng)r→∞時(shí)，E→0C．某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)跟跟點(diǎn)電荷Q無(wú)關(guān)，只跟該該點(diǎn)位置r有關(guān)D．以點(diǎn)電荷Q為圓心心，r為半徑徑的球球面上上，各各點(diǎn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)相相同Qr能看成成點(diǎn)電電荷，，所以以公式式已經(jīng)經(jīng)不適適應(yīng)了了．以以點(diǎn)電電荷Q為圓心心，r為半徑徑的球球面上上，各各點(diǎn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大大小相相等但但方向向不相相同，，D項(xiàng)錯(cuò)．．B6．(雙選選)一一帶電電量為為q的檢驗(yàn)驗(yàn)電荷荷在電電場(chǎng)中中某點(diǎn)點(diǎn)受到到的電電場(chǎng)力大大小為為F，該點(diǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)大小小為E，則下下面能能正確確反映映這三三者關(guān)關(guān)系的是是()解析：：電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度的的大小小由電電場(chǎng)本本身決決定，，與檢檢驗(yàn)電電荷無(wú)無(wú)關(guān)．．BC7．(單選選)關(guān)關(guān)于電電場(chǎng)，，下列列說(shuō)法法中正正確的的是()A．電電場(chǎng)是是電荷荷周圍圍空間間實(shí)際際存在在的物物質(zhì)B．電電場(chǎng)是是為了了便于于研究究電荷荷的運(yùn)運(yùn)動(dòng)而而引入入的理理想模模型C．電電荷周周圍分分布的的電場(chǎng)場(chǎng)線就就是電電場(chǎng)D．電電荷間間的相相互作作用不不是通通過(guò)電電場(chǎng)作作媒介介產(chǎn)生生的考點(diǎn)4電場(chǎng)線線1．電場(chǎng)場(chǎng)線：：在電電場(chǎng)中中畫(huà)出出一些些曲線線，曲曲線上上每一一點(diǎn)的的切線線方向都都跟該該點(diǎn)的的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)方向向一致致，曲曲線的的疏密密表示示電場(chǎng)場(chǎng)的強(qiáng)強(qiáng)弱．．電場(chǎng)線線不是是實(shí)際際存在在的線線，而而是為為了描描述電電場(chǎng)而而假想想的線線．A2．電電場(chǎng)場(chǎng)線線的的特特點(diǎn)點(diǎn)(1)電場(chǎng)場(chǎng)線線始始于于正正電電荷荷(或無(wú)無(wú)窮窮遠(yuǎn)遠(yuǎn))，終終于于負(fù)負(fù)電電荷荷(或無(wú)無(wú)窮窮遠(yuǎn))；(2)電場(chǎng)場(chǎng)線線密密的的地地方方電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)；；電電場(chǎng)場(chǎng)線線疏疏的的地地方方電電場(chǎng)場(chǎng)弱弱；；(3)電場(chǎng)場(chǎng)線線密密的的地地方方等等差差等等勢(shì)勢(shì)面面密密；；等等差差等等勢(shì)勢(shì)面面密密的的地地方方電電場(chǎng)線線也也密密；；(4)電場(chǎng)場(chǎng)線線互互不不相相交交；；(5)電場(chǎng)場(chǎng)線線和和等等勢(shì)勢(shì)面面在在相相交交處處互互相相垂垂直直；；(6)電場(chǎng)場(chǎng)線線的的方方向向是是電電勢(shì)勢(shì)降降低低的的方方向向，，電電勢(shì)勢(shì)降降低低的的方方向向不不一一定是電場(chǎng)場(chǎng)線的方方向．3．幾種典典型的電電場(chǎng)線8．(雙選)(2010年廣州b所形成的的電場(chǎng)線線分布，，以下說(shuō)說(shuō)法正確確的是()圖7－1－3A．a(chǎn)、b為異種電電荷B．a(chǎn)、b為同種電電荷C．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢(shì)高高于B點(diǎn)電勢(shì)AD解析：題圖是異異種電荷荷形成的的電場(chǎng)線線，A正確，B錯(cuò)誤；B點(diǎn)電場(chǎng)線線密，故故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大大；沿電電場(chǎng)線電電勢(shì)降低低，故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，，C錯(cuò)誤，D正確．9．(單單選)兩兩帶電量量分別為為q和和－q的點(diǎn)點(diǎn)電荷放放在x軸上上，相距為L(zhǎng)，能能正確反反映兩電電荷連線線上場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)大小E與與x關(guān)關(guān)系的的是()A解析：如圖24，根據(jù)兩兩等量異異種點(diǎn)電電荷周圍圍的電場(chǎng)場(chǎng)線可直直觀地看出出，連線線的中點(diǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最最小，但但不為零零，關(guān)于于中點(diǎn)對(duì)對(duì)稱的兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)大小相相等，方方向相同同，所以以兩點(diǎn)電電荷的連連線上的的場(chǎng)強(qiáng)先減小后后增大，，A正確．圖24A．2×10B．4×10C．6×10D．8×10ρππr3·g＝4××10-9(C)．10熱點(diǎn)1電電場(chǎng)場(chǎng)力作作用下下物體體的平平衡問(wèn) 【例1】(單選)(2010年全國(guó)卷Ⅱ)在雷雨云下沿豎直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為104V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場(chǎng)中不會(huì)下落，取重力加速度大小為10m/s2，水的密度為103kg/m3.這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為(

)－9C－9C－9－9C解析：：帶電雨雨滴在在電場(chǎng)場(chǎng)力和和重力力作用用下保保持靜靜止，，根據(jù)據(jù)平mgE＝衡條件件，電電場(chǎng)力力和重重力必必然等等大反反向，，mg＝Eq，則q＝434BC這類題與純純力學(xué)問(wèn)題題分析方法法是一樣的的．注意的是：(1)分析力時(shí)，，要注意電電荷的正負(fù)負(fù)，正電荷荷電場(chǎng)力的的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相相同，負(fù)電電荷電場(chǎng)力力的方向與與場(chǎng)強(qiáng)方向向相反；(2)要注意電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度大小小是否變化化，方向有有什么特點(diǎn)點(diǎn)．1．(單選選)(2009年年浙江卷)如圖7－1－4所示，，在光滑絕絕緣水平面上放放置3個(gè)個(gè)電荷量量均為q(q>0)的相相同小球，，小球之間間用勁度系數(shù)均均為k0的輕質(zhì)彈簧簧絕緣連接接．當(dāng)3個(gè)小球球處在靜止止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根根彈簧長(zhǎng)度度為l.已知靜電電力常量為為k，若不考慮慮彈簧的靜電感應(yīng)應(yīng)，則每根根彈簧的原原長(zhǎng)為()5q2k0lkq5kq4k0l5kq其他兩個(gè)小小球?qū)λ牡膸?kù)侖力，，它們的關(guān)關(guān)系是k0x＝k2＋k5kq4k0l圖7－1－4A．l＋22B．l－2k0l2C．l－22D．l－22k0l2解析：第三個(gè)小球球受三個(gè)力力的作用，，即彈簧的的拉力和q2lq2(2l)2,24k0l2，故故彈彈簧簧原原長(zhǎng)長(zhǎng)為為l0＝l－x＝l－解得得彈彈簧簧的的伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)量量為為x＝5kq22.答案案：：易錯(cuò)錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)：：庫(kù)庫(kù)侖侖定定律律的的運(yùn)運(yùn)用用【例例1】】(單單選選)如如圖圖7－－1－－5所所示示，，真真空空中中A、B兩個(gè)個(gè)點(diǎn)點(diǎn)電電荷的的電電荷荷量量分分別別為為＋＋Q和＋＋q，放放在在光光滑滑絕絕緣緣水水平平面面上上，，A、B之間用用絕絕緣緣的的輕輕彈彈簧簧彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則(

)圖7－1－5A．保保持持Q不變變，，將將q變?yōu)闉?q，平平衡衡時(shí)時(shí)彈彈簧簧的的伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)量量等等于于2x0B．保保持持q不變變，，將C．保保持持Q不變變，，D．保保持持q不變變，，將將Q變?yōu)闉椋璔，平平衡衡時(shí)時(shí)彈彈簧簧的的縮縮短短量量小小于于x0答案案：：B錯(cuò)解解分分析析：：A、、B選選項(xiàng)項(xiàng)中中，，某某電電荷荷量量變變?yōu)闉樵瓉?lái)來(lái)的的兩兩倍倍則則庫(kù)庫(kù)侖侖力變?yōu)樵瓉?lái)的的兩倍，要平平衡則彈力變變?yōu)樵瓉?lái)的兩兩倍，即彈簧簧的伸長(zhǎng)量等于2x0錯(cuò)選A.C、D兩項(xiàng)項(xiàng)中，電荷變變?yōu)樨?fù)后是引引力，如果兩電荷間距距離不變庫(kù)侖侖力大小不變變，彈力等于于電場(chǎng)力，只只是彈簧是變壓縮縮，縮短量等等于x0，錯(cuò)選C項(xiàng)項(xiàng)．錯(cuò)誤的的原因是彈簧簧伸長(zhǎng)或縮短兩兩電荷間的距距離都變化則則庫(kù)侖力也會(huì)會(huì)變化．正確解析：A、B選項(xiàng)項(xiàng)中，某電荷荷量變?yōu)樵瓉?lái)來(lái)的兩倍，要要平衡則彈力變?yōu)闉樵瓉?lái)的兩倍倍，即彈簧的的伸長(zhǎng)量等于于2x0，但彈簧伸長(zhǎng)，電荷間距距離變大，庫(kù)庫(kù)侖力比原來(lái)來(lái)的兩倍小，，所以伸長(zhǎng)量量小于2x0，B正確．．C、D兩兩項(xiàng)中，電荷荷變?yōu)樨?fù)后是是引力，如果果兩電荷間距離不變變則庫(kù)侖力大大小不變，彈彈力等于電場(chǎng)場(chǎng)力．但由于于兩Qq2<2，x＜2x0.同理F″＝k電荷間距離變變小，庫(kù)侖力力變大，壓縮縮量應(yīng)變大，，所以C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)誤．列式求解為：：設(shè)彈簧的原原長(zhǎng)為l，＋Q和＋q間的庫(kù)侖力為為F＝kQq(l＋x0)2＝kx0，將q變?yōu)?q時(shí)，設(shè)彈簧伸伸長(zhǎng)量為x，則電荷間的庫(kù)侖侖力F′＝k2Qq(l＋x0)2，上述兩式相相比得xx0＝22(l＋x0)(