2020版高考物理新优选大一轮人教通用版课件:7.1 第1节 电场力的性质 .pptx
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1、第七章 静电场,-2-,-3-,第1节 电场力的性质,-5-,基础夯实,自我诊断,一、电荷 电荷守恒定律 1.两种电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒带负 电,丝绸摩擦过的玻璃棒带正 电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电的物体能吸引轻小物体。 2.元电荷 最小的电荷量,其值为e=1.6010-19 C 。 其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数 倍。,-6-,基础夯实,自我诊断,3.电荷守恒定律 (1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移 到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷的总量保持不变 。 (2)起电方式:摩擦起电 、接触起电 、感应起电。 (3)
2、带电实质:物体带电的实质是得失电子 。,-7-,基础夯实,自我诊断,二、点电荷及库仑定律 1.点电荷 点电荷是一种理想化的物理模型,当带电体本身的形状 和大小 对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。 2.库仑定律,-8-,基础夯实,自我诊断,三、电场 电场强度及电场线 1.电场 (1)电荷周围客观存在的一种特殊物质。 (2)场的概念是法拉第提出的。 (3)基本性质:对放入其中的电荷产生力 的作用。 2.电场强度 (1)定义式:E= ,适用于任何电场 ,是矢量。单位:N/C或V/m。 (2)点电荷的电场强度:E=k ,适用于计算真空 中的点电荷产生的电场。 (3)方向:规定正电荷 在电
3、场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。 (4)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 。,-9-,基础夯实,自我诊断,3.电场线 (1)电场线是为了形象地描述电场而引入的,是假想的、客观不存在的,它有以下特点: 电场线从正电荷 或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷 。 电场线在电场中不相交。 在同一电场中,电场线越密 的地方电场强度越大。 电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向 。 沿电场线方向电势逐渐降低 。 电场线和等势面在相交处相互垂直 。,-10-,基础夯实,自我诊断,(2)几种典型电场的电场线,-11-,基础夯实,自我诊断,1
4、.计算两个带电小球之间的库仑力时,公式中的r一定是指两个球心之间的距离吗?为什么? 提示:不一定。当两个小球之间的距离相对于两球的直径较小时,两球不能看作点电荷,这时公式中的r大于(带同种电荷)或小于(带异种电荷)两个球心之间的距离。 2.什么情况下带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线重合? 提示:带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度决定。带电粒子在电场力作用下满足下列条件,轨迹才能与电场线重合。 (1)电场线是直线。 (2)带电粒子的初速度为零或不为零但速度方向与电场线平行。 (3)带电粒子仅受电场力作用或所受合外力的方向和电场线平行。,-12-,基础夯实,自我诊断,1.(
5、2018湖南长沙模拟)下列说法正确的是( ),B.元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的 C.感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分 D.电子的电荷量与电子的质量之比叫作电子的比荷,答案,解析,-13-,基础夯实,自我诊断,2.(多选)下列关于电场强度的两个表达式E= 和E= 的叙述,正确的是( ),答案,解析,-14-,基础夯实,自我诊断,3.如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ。则( ) A.q1=2q2 B.q1=4q2 C.q1=-2q2 D.q1=-4q2,答案,解析,-15-,基础夯实
6、,自我诊断,4.如图所示,实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,M点是两点电荷连线的中点,若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点,则电荷所受电场力( ) A.大小不变 B.方向不变 C.逐渐减小 D.逐渐增大,答案,解析,-16-,基础夯实,自我诊断,5.(多选)如图所示,点电荷Q固定,虚线是电荷量为q的微粒仅在电场力作用下的运动轨迹,微粒的重力不计,a、b是轨迹上的两个点,b点离Q较近,则下列判断正确的是( ) A.Q一定带正电荷,q一定带负电荷 B.不管Q带何种电荷,微粒在a点受到的电场力一定比在b点的小 C.微粒通过a、b两点时,加速度方向都指向Q D.微粒通过
7、a点时的速率比通过b点时的速率大,答案,解析,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,库仑定律及库仑力作用下的平衡问题(多维探究) 1.对库仑定律的理解 (1)F=k ,r指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球的球心间距。 (2)当两个电荷间的距离r0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。 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电场强度为零的位置。 (2),-18-,考点一,考点二,考点三,考点四,例1两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点
8、电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其固定距离变为 ,则两球间库仑力的大小为( ),答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,思维点拨完全相同的金属球接触后再分开,如果金属球带同种电荷,电荷量直接平分;如果金属球带异种电荷,需要先中和,剩余电荷量再重新平分。,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,例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+Q,B带电-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
9、C.负,A的左边0.2 m处 D.负,A的右边0.2 m处,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四,例3如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球在同一水平线上,由此可知 ( ) A.B球受到的库仑力较大,电荷量较大 B.B球的质量较大 C.B球受到的拉力较大 D.两球接触后再分开,再处于静止状态时,悬线的偏角仍满足,答案,解析,-22-,考点一,考点二,考点三,考点四,方法归纳分析点电荷平衡问题的方法和步骤 点电荷平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的,只是在原来受力的基础上多分析一个电场力。具
10、体步骤如下:,-23-,考点一,考点二,考点三,考点四,突破训练 1.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示,半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B、B和A间的距离均为R。现以OB为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为V= r3,则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为( ),答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,考点四,2.(2018全国卷)如图所示,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm,小球c所受库仑力的
11、合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷的比值的绝对值为k,则( ),答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,考点四,电场强度的叠加与计算(师生共研),-26-,考点一,考点二,考点三,考点四,例4直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处电场强度的大小和方向分别为( ),答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,考点四,思维点拨(1)两负点电荷在H和G处产生的电场强度有什么关系? (2)正点电荷在O处时,两负点
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