1、第六章 静电场,第1讲 电场力的性质,1(对电荷守恒定律的理解)(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是( ) A两球原来带有等量异种电荷 B两球原来带有同种电荷 C两球原来带有不等量异种电荷 D两球中原来只有一个带电,基础自测自检自测找问题,解析：根据同种电荷相斥、异种电荷相吸，两个相同的小球接触后电荷量平均分配规律可知，B、C、D正确 答案：BCD,解析：r时，电荷可以看成点电荷，库仑定律的公式适用，由公式可知，它们之间的静电力F0；r0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了 答案：D,解析：电场中某点场强的大小
2、和方向由电场本身决定，与试探电荷的受力情况及电荷性质无关，故A、D错误，C正确；电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，但场强方向与试探电荷的正负无关，B错误 答案：C,4(对电场和电场线的理解)(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是( ) A电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也能相切 B在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点场强为零 C同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大 D电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 解析：电场线是假想的，不是物质，在空间不相交，不相切，不画电场
3、线区域内的点场强不一定为零 答案：CD,答案：A,一、考纲知识点纲要汇总 （一）、电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷 2、 元电荷 3、点电荷 4 起电方式 5、电荷守恒定律 （二）、库仑定律 1、 内容 2公式 3、适应条件 （三）电场线及其特点 （四）电场1、电场的方向 2、电场强度的定义 3电场强度的三个公式 4、电场强度的叠加,一、电荷及其守恒定律 库仑定律 1元电荷、点电荷、试探电荷,巩固梳理自查自填抓落实,2.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会创生，也不会消失，只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分，在 过程中，电荷的总量 (2)三种起电方式 ； ； (3)带
4、电实质：物体带电的实质是 ,转移,转移,转移,保持不变,摩擦起电,接触起电,感应起电,电子的转移,3库仑定律,对电荷守恒、库仑定律的理解和应用,库仑力作用下的平衡问题,1处理平衡问题的常用方法：(1)合成法，(2)正交分解法,2三个自由点电荷的平衡问题,(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反,(2)规律 “三点共线”三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”正负电荷相互间隔； “两大夹小”中间电荷的电荷量最小； “近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷,二、静电场 电场强度 电场线 1静电场 静电场是客观存在于电荷周围的一种 ，其
5、基本性质是对放入其中的电荷有 2电场强度 (1)定义式：E，是 ，单位为N/C或 . (2)点电荷的场强：Ek . (3)方向规定： 在电场中某点 为该点的电场强度方向 (4)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的 (5)计算法则：遵循矢量合成法则 ,物质,电场力的作用,矢量,V/m,正电荷,所受电场力的方向,矢量和,平行四边形定则,3电场线的特点 (1)电场线从 出发，终止于 或无限远处，或来自于无限远处，终止于 (2)电场线在电场中 (3)在同一电场中，电场线 的地方场强越大 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的 (5)沿电场线方向电势逐渐 (6)电场线和
6、等势面在相交处 ,正电荷,负电荷,负电荷,不相交,越密,电场方向,降低,相互垂直,4几种典型电场的电场线,1几种常见的平衡问题,库仑力作用下的平衡问题,两点电荷连线中点O处的场强为零,此处无电场线. 两点电荷连线中点O附近电场线非常稀疏,但场强不为零从两点电荷连线中点O沿中垂面(线)到无限远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小. 两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和中垂线平行. 关于O点对称的两点A与A、B与B的场强等大、反向.,(1)等量同种电荷的电场如图甲所示,两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小再变大. 两点电荷连线的中垂面(线)上,电场线的方向均相
7、同,即场强方向相同,且与中垂面(线)垂直. 关于O点对称的两点A与A、B与B的场强等大同向.,(2)等量异种电荷的电场如图2乙所示.,2.“三个自由点电荷平衡”的问题 (1)平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合场强为零的位置 (2),库仑力作用下的平衡问题,1处理平衡问题的常用方法：(1)合成法，(2)正交分解法,2三个自由点电荷的平衡问题,(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反,(2)规律 “三点共线”三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”正负电荷相互间隔； “两大夹小”中
8、间电荷的电荷量最小； “近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷,利用补偿法和对称法求电场强度,(1)补偿法：题给条件建立的模型不是一个完整的标准模型，比如说模型A，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型，这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差值问题,(2)对称法：利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法,课堂探究,例1 (2013年高考新课标全国卷)如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为
9、q，c带负电整个系统置于方向水平的匀强电场中已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( ),答案 B,答案：C,2如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电荷量Q，B带电荷量9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为( ) A正 B的右边0.4 m处 B正 B的左边0.2 m处 C负 A的左边0.2 m处 D负 A的右边0.2 m处 解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C正确 答案：C,电场强度的叠加与计算,2电场的叠加 (1)叠加原理：多个
10、电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和 (2)运算法则：平行四边形定则,例2 如图所示，电荷量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )A体中心、各面中心和各边中点 B体中心和各边中点 C各面中心和各边中点 D体中心和各面中心,答案 D,3(2015年济南模拟)如图所示，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外，其余各点处的电荷量均为q，则圆心O处( ),答案：C,4(2013年高考新课标全国卷)如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上
11、有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( ),答案：B,4(2009上海卷)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,沿OP指向P,课堂探究,图4,利用补偿法和对称法求电场强度,(1)补偿法：题给条件建立的模型不是一个完整的
12、标准模型，比如说模型A，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型A与模型B恰好组成一个完整的标准模型，这样求解模型A的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差值问题,(2)对称法：利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法,课堂探究,A,课堂探究,图5,3.Q1、Q2为两个带电质点，带正电的试探电荷q沿中垂线向上移动时，q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断( ) AQ2可能带负电荷 BQ1、Q2可能为等量异种电荷 CQ2电荷量一定大于Q1的电荷量 D中垂线上的
13、各点电势相等解析： 由图可知带正电的试探电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以Q2一定带正电荷，Q1可能带正电荷也可能带负电荷，且Q2Q1，选项A、B、D错，C正确 答案： C,1孤立点电荷的电场 (1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)部 (2)离点电荷越近，电场线越密(场强越大) (3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同,电场线的特点及应用,2两种等量点电荷的电场,3.电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系 一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合 (1)
14、电场线为直线 (2)电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行 (3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行,例3 (多选)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( )Ac点电场强度大于b点电场强度 Ba点电势高于b点电势 C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小,解析 电场线越密的地方电场强度越大，Ecb，B正确；将试探电荷q由a点释放，它将沿电场线的切线方向运动而不是沿电场线运动，C错误；在原电场中，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电场力做正功，在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移到
15、b的过程中，在Q形成的电场中电场力也做正功，所以在合电场中，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能将减小，D正确 答案 BD,5. (2015年宜宾一诊)在如图所示的电场中，一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，则它运动的v-t图象可能是图中的( ),解析：负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，所受电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，则它运动的vt图象可能是B图 答案：B,6如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关
16、于MN左右对称，则下列说法中正确的是( ),A这两点电荷一定是等量异种电荷 B这两点电荷一定是等量同种电荷 CD、C两点的电场强度一定相等 DC点的电场强度比D点的电场强度小,解析：由电场线分布的特征可知，产生电场的两点电荷一定是等量异种电荷，A正确，B错误；C点电场线的密度比D点大，所以C点的电场强度大，C、D错误 答案：A,7 如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是( ) A带电粒子所带电荷的正、负 B带电粒子在a、b两点的受力方向 C带电粒
17、子在a、b两点的加速度何处较大 D带电粒子在a、b两点的速度何处较大,思路点拨 解答本题应把握以下三点： (1)注意电场线的疏密，但方向未知； (2)仅受静电力作用； (3)粒子运动轨迹一定向静电力方向偏，静电力做正功 自主解答 静电力一定指向粒子运动轨迹的凹侧，即静电力的方向沿电场线指向左侧，但因不知电场的方向，故无法确定粒子的电性，B正确、A错误；a处电场线较密，故粒子在a处的加速度较大，C正确；因粒子由a到b的过程中，静电力做负功，故粒子在a处的速度较大，D正确 答案 BCD,方法概述带电体在电场中除了受到静电力外，还会受到其他的多个力，带电体在这几个力的作用下可能静止、匀速或者变速运动
18、，实际的运动情况要根据受力情况和初始情况进行判断在分析这类问题时，静电力和其他力的“地位”相同，没什么特殊之处，物体的运动遵循相关动力学规律,带电体在电场中的平衡和运动问题,问题类型 1带电体保持静止：F合0. 2带电体做直线运动 (1)匀速直线运动：F合0. (2)变速直线运动：F合0，且F合一定与运动方向共线 3带电体做曲线运动：F合0，且F合总指向曲线凹的一侧 4带电体做加速运动：F合与v的夹角为，090； 带电体减速运动：90180. 5带电体做匀变速运动：F合恒量,解题思路,范例 一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成
19、37角现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，重力加速度为g，cos 370.8，sin 370.6，求：,(1)匀强电场的电场强度的大小； (2)小球经过最低点时丝线的拉力,如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上已知A与B间、B与C间和C与A间的距离均为L，A球带电荷量QAq，B球带电荷量QBq.若在小球C上加一方向水平向右、大小未知的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止求：(1)C球所带电荷量QC； (2)外力F的大小,解析：因为A、B、C三球保持相对静止，故有相同的状态，对它们整体进行研究， 由牛顿第二定律有F3m
20、a 对A分析，如图所示，已知C的电性应与A和B相异，即C带负电，则有,2015.10.20日作业1、在竖直平面内有水平向右，、场强为E的匀强电场在匀强电场中有一根长l的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成角，如图所示，若小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，试求：（取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g） 小球的带电量Q； 小球动能的最小值； 小球机械能的最小值,例2、如图所示，光滑绝缘轨道上有两个质量均为m的带电小球A、B，分别带有+4q、q的电量。在水平向右的、场强为E的匀强电场中，一起向右作匀加速运动，运动过程中两球相对位置不变，求它们之间的距离。,
