高三物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 靜電場(chǎng) 17 電場(chǎng)力的性質(zhì)課件

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1、 1.本章考試大綱規(guī)定的12個(gè)考點(diǎn)(見“復(fù)習(xí)目標(biāo)鎖定”)中,庫侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為類要求,其余均為類要求.因此歷年高考命題熱點(diǎn)也集中在以上類考點(diǎn)中.聯(lián)系生活生產(chǎn)的題目也頻頻出現(xiàn).2.熟悉本章處理問題的基本思路:注意研究電場(chǎng)問題的力學(xué)性質(zhì),從概念角度講,電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量,電勢(shì)差是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量;而粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題最終歸結(jié)為力學(xué)問題(力和運(yùn)動(dòng)的關(guān) 系問題).3.預(yù)計(jì)2016年的命題還是會(huì)圍繞本章的類考點(diǎn),考查電場(chǎng)的基本性質(zhì),考查粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題(加速和偏轉(zhuǎn)),考查粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題. 基 礎(chǔ)

2、自 主 梳 理 基 礎(chǔ) 自 主 梳 理 基 礎(chǔ) 自 主 梳 理 基 礎(chǔ) 自 主 梳 理 基 礎(chǔ) 自 主 梳 理 要 點(diǎn) 研 析 突 破對(duì)庫侖定律的理解與應(yīng)用1.對(duì)庫侖定律F=k 221rqq的理解與計(jì)算(1)近 似 條 件 :在 要 求 不 很 精 確 的 情 況 下 ,空 氣 可 近 似 當(dāng) 做 真 空 來 處 理 . 當(dāng) 帶 電 體 間 的 距 離 遠(yuǎn) 大 于 它 們 本 身 尺 度 時(shí) ,可 把 帶 電 體 看 做 點(diǎn) 電 荷 .(2)計(jì) 算 方 法 :注 意 庫 侖 力 是 矢 量 ,計(jì) 算 庫 侖 力 可 以 直 接 運(yùn) 用 公 式 ,將 電荷 量 的 絕 對(duì) 值 代 入 公 式 ,

3、根 據(jù) 同 種 電 荷 相 互 排 斥 ,異 種 電 荷 相 互 吸 引 來 判 斷作 用 力 F是 引 力 還 是 斥 力 ;也 可 將 電 荷 量 帶 正 、 負(fù) 號(hào) 一 起 運(yùn) 算 ,根 據(jù) 結(jié) 果 的正 負(fù) ,來 判 斷 作 用 力 是 引 力 還 是 斥 力 . 不可由r 0時(shí),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)r 0時(shí),兩帶電體不能視為點(diǎn)電荷,公式已不適用. 要 點(diǎn) 一 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破例 1 (多 選 )(2015浙 江 卷 )如 圖 所 示 ， 用 兩 根 長(zhǎng) 度 相 同 的 絕 緣 細(xì) 線 把 一 個(gè) 質(zhì) 量 為 0.1 k

4、g的 小 球 A懸 掛 到 水 平 板 的 M、 N兩 點(diǎn) ， A上 帶 有 Q 3.0 10-6 C的 正 電 荷 .兩 線 夾 角 為120 ， 兩 線 上 的 拉 力 大 小 分 別 為 F1和 F2.A的 正 下 方 0.3 m處 放 有 一 帶 等 量 異 種 電 荷的 小 球 B， B與 絕 緣 支 架 的 總 質(zhì) 量 為 0.2 kg(重 力 加 速 度 取 g 10 m/s2； 靜 電 力 常 量 k9.0 109 Nm2/C2， A、 B球 可 視 為 點(diǎn) 電 荷 )， 則 (BC)A.支 架 對(duì) 地 面 的 壓 力 大 小 為 2.0 N B.兩 線 上 的 拉 力 大 小

5、 F1 F2 1.9 NC.將 B水 平 右 移 ， 使 M、 A、 B在 同 一 直 線 上 ， 此 時(shí) 兩 線 上 的 拉 力 大 小 F1 1.225 N，F(xiàn)2 1.0 ND.將 B移 到 無 窮 遠(yuǎn) 處 ， 兩 線 上 的 拉 力 大 小 F1 F2 0.866 N 要 點(diǎn) 研 析 突 破解 析 ： A、 B間 庫 侖 引 力 為 F kQ2r2=0.B球 與 絕 緣 支 架 的 總 重 G2=m2g=， 由 力的 平 衡 可 知 ， 支 架 對(duì) 地 面 的 壓 力 為 1.1 N， A項(xiàng) 錯(cuò) 誤 ； 由 于 兩 線 的 夾 角 為 120 ，根 據(jù) 對(duì) 稱 性 可 知 ， 兩 線 上

6、 的 拉 力 大 小 相 等 ， 與 A的 重 力 與 庫 侖 引 力 的 合 力 相 等 ，即 F 1=F2=G1+F=1.9 N， B項(xiàng) 正 確 ； 將 B水 平 右 移 ， 使 M、 A、 B在 同 一 直 線 上 ，此 時(shí) 庫 侖 力 為 F kQ2r2=9 109(3 10-6)2(2 0.3)2 ， 沒 有 B時(shí) ， F1、 F2上 的拉 力 與 A的 重 力 相 等 ， 即 等 于 1 N， 當(dāng) B水 平 右 移 ， 使 M、 A、 B在 同 一 直 線 上 時(shí) ，F(xiàn)2上 拉 力 不 變 ， 則 根 據(jù) 平 衡 可 得 F1=1 N+0.225 N 1.225 N， C項(xiàng) 正 確

7、 ； 將 B移到 無 窮 遠(yuǎn) 處 ， B對(duì) A的 作 用 力 為 零 ， 兩 線 上 的 拉 力 等 于 A球 的 重 力 ， 即 為 1 N，D項(xiàng) 錯(cuò) 誤 . 要 點(diǎn) 研 析 突 破1.(2016鹽 城 市 期 末 質(zhì) 檢 )將 兩 個(gè) 分 別 帶 有 電 荷 量 -2Q和 +5Q的 相 同 金 屬 小 球A、 B分 別 固 定 在 相 距 為 r的 兩 處 (均 可 視 為 點(diǎn) 電 荷 )， 它 們 間 庫 侖 力 的 大 小 為 F.現(xiàn) 將 第 三 個(gè) 與 A、 B兩 小 球 完 全 相 同 的 不 帶 電 小 球 C先 后 與 A、 B相 互 接 觸 后拿 走 ， A、 B間 距 離

8、保 持 不 變 ， 則 兩 球 間 庫 侖 力 的 大 小 為 (B) 解 析 ： 與 小 球 C接 觸 前 F=k10Q2/r2， 與 小 球 C接 觸 后 A、 B的 電 荷 量 分 別 變 為 -Q和2Q， 所 以 接 觸 后 的 庫 侖 力 F=k2Q2/r2， 兩 球 間 庫 侖 力 為 原 來 的 15， 故 選 B 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線的理解與應(yīng)用1.電場(chǎng)強(qiáng)度的三種計(jì)算方法 定 義 式 決 定 式 關(guān) 系 式表 達(dá) 式 E= qF E= 2rkQ E= dU適 用范 圍 任 何 電 場(chǎng) 真 空 中 的 點(diǎn) 電 荷 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng)決 定

9、因 素 大 小 和 方 向 由 電場(chǎng) 自 身 決 定 ,與 檢驗(yàn) 電 荷 無 關(guān) 由 場(chǎng) 源 電 荷 Q和 到 場(chǎng) 源電 荷 的 距 離 r 決 定 由 電 場(chǎng) 自 身 決 定 ,與 U 和 d無 關(guān) 要 點(diǎn) 二 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破 要 點(diǎn) 研 析 突 破例 2 (多 選 )(2015江 蘇 卷 )兩 個(gè) 相 同 的 負(fù) 電 荷 和 一 個(gè) 正 電 荷 附 近 的 電 場(chǎng) 線 分 布 如圖 所 示 ， c是 兩 負(fù) 電 荷 連 線 的 中 點(diǎn) ， d點(diǎn) 在 正 電 荷 的 正 上 方 ， c、

10、d到 正 電 荷 的 距離 相 等 ， 則 (ACD)A.a點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 比 b點(diǎn) 的 大B.a點(diǎn) 的 電 勢(shì) 比 b點(diǎn) 的 高C.c點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 比 d點(diǎn) 的 大 D.c點(diǎn) 的 電 勢(shì) 比 d點(diǎn) 的 低 要 點(diǎn) 研 析 突 破解 析 ： 電 場(chǎng) 線 的 疏 密 反 映 電 場(chǎng) 的 強(qiáng) 度 ， 因 此 a點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 比 b點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng)大 ， A項(xiàng) 正 確 ； a在 左 側(cè) 負(fù) 電 荷 附 近 且 與 同 一 電 場(chǎng) 線 上 某 點(diǎn) 電 勢(shì) 相等 ， 順 著 電 場(chǎng) 線 的 方 向 電 勢(shì) 逐 漸 降 低 ， 因 此 b點(diǎn) 電 勢(shì) 比 a點(diǎn) 電 勢(shì) 高 ，B項(xiàng) 錯(cuò) 誤

11、； 兩 個(gè) 負(fù) 電 荷 在 c點(diǎn) 場(chǎng) 強(qiáng) 為 零 ， 而 在 d點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 向 下 ， 正 電荷 在 c、 d點(diǎn) 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 相 等 ， 方 向 相 反 ， 因 此 電 場(chǎng) 疊 加 的 結(jié) 果 ， c點(diǎn)場(chǎng) 強(qiáng) 比 d點(diǎn) 場(chǎng) 強(qiáng) 大 ， C項(xiàng) 正 確 ； 在 正 電 荷 的 電 場(chǎng) 中 ， c、 d兩 點(diǎn) 的 電勢(shì) 相 等 ， 而 在 負(fù) 電 荷 的 電 場(chǎng) 中 離 負(fù) 電 荷 越 遠(yuǎn) 電 勢(shì) 越 高 ， 因 此 c、 d兩點(diǎn) 三 個(gè) 點(diǎn) 電 荷 電 場(chǎng) 中 電 勢(shì) 的 代 數(shù) 和 d點(diǎn) 比 c點(diǎn) 高 ， D項(xiàng) 正 確 . 要 點(diǎn) 研 析 突 破3.如 圖 所 示 ， 一 半 徑 為 R

12、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(gè) 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(q 0)的 固 定 點(diǎn) 電 荷 .已 知 b點(diǎn) 處 的 場(chǎng) 強(qiáng) 為 零 ， 則 d點(diǎn) 處 場(chǎng) 強(qiáng) 的大 小 為 (k為 靜 電 力 常 量 ) ( B ) 解 析 ： 由 于 在 a點(diǎn) 放 置 一 點(diǎn) 電 荷 后 ， b點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 為 零 ， 說 明 點(diǎn) 電 荷 在 b點(diǎn) 產(chǎn) 生 的電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 與 圓 盤 在 b點(diǎn) 產(chǎn) 生

13、 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 大 小 相 等 ， 即 EQ=Eq=kq/R2， 根 據(jù) 對(duì) 稱 性可 知 圓 盤 在 d點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 EQ=kq/R2,則Ed=EQ+Eq=kq/R2+kq/(3R)2=k10q/9R2， 故 選 項(xiàng) B正 確 . 要 點(diǎn) 研 析 突 破4.(多 選 )如 圖 所 示 ， 在 y軸 上 關(guān) 于 O點(diǎn) 對(duì) 稱 的 A、 B兩 點(diǎn) 有 等 量 同 種 點(diǎn) 電 荷 +Q,在 x軸 上C點(diǎn) 有 點(diǎn) 電 荷 -Q， 且 CO=OD， ADO=60 .下 列 判 斷 正 確 的 是 (BD)A.O點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 為 零B.D點(diǎn) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 為 零C.若 將

14、 點(diǎn) 電 荷 +q從 O移 向 C， 電 勢(shì) 能 增 大D.若 將 點(diǎn) 電 荷 -q從 O移 向 C， 電 勢(shì) 能 增 大 解 析 ： 空 間 中 任 何 一 點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 都 是 三 個(gè) 點(diǎn) 電 荷 在 該 點(diǎn) 產(chǎn) 生 場(chǎng) 強(qiáng) 的 矢 量 和 .A、 B兩 個(gè) +Q在 O點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 矢 量 和 為 0,所 以 O點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 等 于 C點(diǎn) 電 荷 在 O點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 場(chǎng)強(qiáng) (不 為 零 )， A選 項(xiàng) 錯(cuò) 誤 ； A、 B、 C三 點(diǎn) 電 荷 在 D點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 場(chǎng) 強(qiáng) 如 圖 所 示 ， 大 小相 等 ， 設(shè) EA=EB=EC=E， EA、 EB的 矢 量 和 沿 x軸 正 方

15、 向 ， 大 小 也 等 于 E， EC方向 沿 x軸 負(fù) 方 向 ， 故 三 個(gè) 場(chǎng) 強(qiáng) 的 矢 量 和 為 0， B選 項(xiàng) 正 確 ； 在 x0的 區(qū) 間 ， 合 場(chǎng)強(qiáng) 方 向 沿 x軸 負(fù) 方 向 ， 所 以 將 正 電 荷 從 O移 向 C， 電 場(chǎng) 力 做 正 功 ， 電 勢(shì) 能 減 小 ，將 負(fù) 電 荷 從 O移 向 C， 電 場(chǎng) 力 做 負(fù) 功 ， 電 勢(shì) 能 增 加 ， C選 項(xiàng) 錯(cuò) 誤 ， D選 項(xiàng) 正 確 要 點(diǎn) 研 析 突 破5.(2013屆 大 連 一 中 模 擬 )均 勻 帶 電 的 球 殼 在 球 外 空 間 產(chǎn) 生 的 電 場(chǎng) 等 效 于 電荷 集 中 于 球 心

16、 處 產(chǎn) 生 的 電 場(chǎng) .如 圖 所 示 ， 在 半 球 面 AB上 均 勻 分 布 正 電 荷 ，總 電 荷 量 為 q， 球 面 半 徑 為 R， CD為 通 過 半 球 頂 點(diǎn) 與 球 心 O的 軸 線 ， 在軸 線 上 有 M、 N兩 點(diǎn) ， OM ON 2R.已 知 M點(diǎn) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 為 E， 則 N點(diǎn)的 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 為 （ ） A. ERkq 22 B. 24RkqC. ERkq 24 D. ERkq 24解 析 ： 左 半 球 面 AB上 的 正 電 荷 產(chǎn) 生 的 電 場(chǎng) 等 效 為 帶 正 電 荷 為 2q的 整 個(gè) 球面 的 電 場(chǎng) 和 帶 電 荷 -q的 右

17、 半 球 面 的 電 場(chǎng) 的 合 電 場(chǎng) ， 則 E 2)2( 2Rqk -E， E為帶 電 荷 -q的 右 半 球 面 在 M點(diǎn) 產(chǎn) 生 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小 .帶 電 荷 -q的 右 半 球 面 在 M點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 與 帶 正 電 荷 為 q 的 左 半 球 面 AB 在 N點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 大 小 相 等 ， 則 E2)2( 2Rqk -E ERkq 22 ， 則 A正 確 .答 案 ： A 速 效 提 升 訓(xùn) 練1.(2015江 蘇 卷 )已 知 均 勻 帶 電 的 無 窮 大 平 面 在 真 空 中 激 發(fā) 電 場(chǎng) 的 場(chǎng) 強(qiáng) 大 小為 ， 其 中 為 平 面 上 單 位 面 積 所 帶

18、的 電 荷 量 ， 為 常 量 .如 圖 所 示 的 平 行板 電 容 器 ， 極 板 正 對(duì) 面 積 為 S， 其 間 為 真 空 ， 帶 電 量 為 Q.不 計(jì) 邊 緣 效 應(yīng) 時(shí) ，極 板 可 看 作 無 窮 大 導(dǎo) 體 板 ， 則 極 板 間 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 大 小 和 兩 極 板 間 相 互 的 靜電 引 力 大 小 分 別 為 (D) 速 效 提 升 訓(xùn) 練2.(2014 浙 江 卷 )如 圖 所 示 ， 水 平 地 面 上 固 定 一 個(gè) 光 滑 絕 緣 斜 面 ， 斜 面 與水 平 面 的 夾 角 為 .一 根 輕 質(zhì) 絕 緣 細(xì) 線 的 一 端 固 定 在 斜 面 頂 端

19、 ， 另 一 端 系 有一 個(gè) 帶 電 小 球 A， 細(xì) 線 與 斜 面 平 行 .小 球 A的 質(zhì) 量 為 m、 電 荷 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(diǎn) 電 荷 .小 球 A 靜 止在 斜 面 上 ， 則 （ ） A.小 球 A與 B 之 間 庫 侖 力 的 大 小 為 22dkqB.當(dāng) kmgdq sin 時(shí) ， 細(xì) 線 上 的 拉 力 為 0C.當(dāng) kmgdq tan 時(shí) ， 細(xì)

20、 線 上 的 拉 力 為 0 D.當(dāng) tankmgdq 時(shí) ， 斜 面 對(duì) 小 球 A 的 支 持 力 為 0 解 析 ： 根 據(jù) 庫 侖 定 律 可 知 小 球 A與 B之 間 的 庫 侖 力 大 小為 ： F= 22dkq ， 選 項(xiàng) A正 確 .若 細(xì) 線 上 的 拉 力 為 零 ， 小 球A受 重 力 、 庫 侖 力 和 支 持 力 作 用 ， 如 圖 所 示 ， 由 平 衡 條件 可 得 F= 22dkq mgtan， 選 項(xiàng) B 錯(cuò) 誤 ， 選 項(xiàng) C 正 確 ；因 為 兩 小 球 帶 同 種 電 荷 ， 所 以 斜 面 對(duì) 小 球 A 的 支 持 力 不 可 能 為 0， 選 項(xiàng)

21、 D 錯(cuò) 誤 .答 案 ： AC 速 效 提 升 訓(xùn) 練3.(2016鄭 州 外 國(guó) 語 學(xué) 校 二 模 )如 圖 所 示 ， A、 B、 C、 D、 E是 半 徑 為 r的 圓 周 上等 間 距 的 五 個(gè) 點(diǎn) ， 在 這 些 點(diǎn) 上 各 固 定 一 個(gè) 點(diǎn) 電 荷 ， 除 A點(diǎn) 處 的 電 荷 量 為 -q外 ，其 余 各 點(diǎn) 處 的 電 荷 量 均 為 +q， 則 圓 心 O處 (C) 速 效 提 升 訓(xùn) 練 速 效 提 升 訓(xùn) 練 解 析 ： 由 v-t圖 象 可 知 ， 負(fù) 電 荷 做 加 速 度 逐 漸 增 大 的 加 速 運(yùn) 動(dòng) ，再 由 電 場(chǎng) 線 分 布 特 點(diǎn) 可 知 C選

22、 項(xiàng) 正 確 . 速 效 提 升 訓(xùn) 練6.(2013全 國(guó) 新 課 標(biāo) 卷 )如 圖 ,在 光 滑 絕 緣 水 平 面 上 ,三個(gè) 帶 電 小 球 a、 b和 c分 別 位 于 邊 長(zhǎng) 為 l的 正 三 角 形 的 三個(gè) 頂 點(diǎn) 上 :a、 b帶 正 電 ,電 荷 量 均 為 q,c帶 負(fù) 電 .整 個(gè) 系 統(tǒng) 置 于 方 向 水 平 的 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 中 .已 知 靜 電 力 常 量 為 k.若 三個(gè) 小 球 均 處 于 靜 止 狀 態(tài) ,則 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 的 大 小 為 ( )A. 233lkq B. 23lkq C. 23lkq D. 232 l kq解析:根據(jù)題意分析可知,小球a、b在小球c所在位置產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向,即E=2 2lkq cos30= 23lkq,B項(xiàng)正 確.答案:B