物理·2018届高考金版学案第一轮总复习第1课时-电场的力的性质精编版

1、 第第1课时电场的力的性质课时电场的力的性质 考点一考点一 库仑定律的理解和应用库仑定律的理解和应用 1适用条件：仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作适用条件：仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作 用虽然从数学角度讲由用虽然从数学角度讲由r0能得出能得出F的结论，但从物理的结论，但从物理 学的角度分析，这一结论是错误的，因为学的角度分析，这一结论是错误的，因为r0时，两电荷已不时，两电荷已不 能再看作点电荷了能再看作点电荷了 2库仑力的大小计算：计算库仑力可以直接运用公式，库仑力的大小计算：计算库仑力可以直接运用公式， 将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相将电荷量的绝对值代入

2、公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相 吸来判断作用力吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号 一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力 3综合应用：库仑力参与的受力分析与我们在前面综合应用：库仑力参与的受力分析与我们在前面 学习的受力分析思路和方法相同，应用时要注意结合库仑学习的受力分析思路和方法相同，应用时要注意结合库仑 力的特点进行受力分析两个电荷间的平衡问题可以应用力的特点进行受力分析两个电荷间的平衡问题可以应用 共点力平衡的所有规律进行分析和讨论，库仑力作用下的共点力平衡的

3、所有规律进行分析和讨论，库仑力作用下的 动力学问题类型特征与牛顿运动定律中的题型相同动力学问题类型特征与牛顿运动定律中的题型相同 【例例1】(2016潍坊模拟潍坊模拟)在光滑绝缘的水平地面上放置在光滑绝缘的水平地面上放置 着四个相同的金属小球，小球着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形位于等边三角形 的三个顶点上，小球的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所位于三角形的中心，如图所 示现让小球示现让小球A、B、C带等量的正电荷带等量的正电荷Q，让小球，让小球D带带 负电荷负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则，使四个小球均处于静止状态，则Q与与q的比值的比值 为为() 规规 律

4、律 总总 结结 处理点电荷的平衡问题及动力学问题的方法 (1)确定研究对象如果有几个物体相互作用时，要依据题意， 适当选取“整体法”或“隔离法” (2)对研究对象进行受力分析，多了库仑力 FkQ1Q2 r 2 . (3)列平衡方程(F 合0 或 Fx0，Fy0) 1(多选多选)(2016临沂模拟临沂模拟)如图所示，用两根长度相同的如图所示，用两根长度相同的 绝缘细线把一个质量为绝缘细线把一个质量为 0.1 kg 的小球的小球A悬挂到水平板的悬挂到水平板的 MN两点，两点，A上带有上带有Q3.010 6 C的正电荷两线夹角 的正电荷两线夹角 为为120，两线上的拉力大小分别为，两线上的拉力大小分

5、别为F1和和F2.A的正下方的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总与绝缘支架的总 质量为质量为0.2 kg(重力加速度取重力加速度取g10 m/s2，静电力常量，静电力常量k 9.0109 Nm2/C2，AB球可视为点电荷球可视为点电荷)则则() A支架对地面的压力大小为支架对地面的压力大小为2.0 N B两线上的拉力大小两线上的拉力大小F1F21.9 N C将将B水平右移，使水平右移，使M、A、B在同一直线上，此在同一直线上，此 时两线上的拉力大小为时两线上的拉力大小为F11.225 N，F21.0 N D将将B移到无穷远处，两线上的拉

6、力大小移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F2 0.866 N 考点二考点二 电场强度的叠加与计算电场强度的叠加与计算 2电场的叠加电场的叠加 (1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各 电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和 (2)运算法则：平行四边形定则运算法则：平行四边形定则 【例例2】(2017廊坊模拟廊坊模拟)如图所示，真空中如图所示，真空中xOy平面直角平面直角 坐标系上的坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长三点构成等边三角形，边长L2.0 m若将若将 电荷量均为电荷量均为q2.010

7、6C的两点电荷分别固定在 的两点电荷分别固定在A、B点，点， 已知静电力常量已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，求：，求： (1)两点电荷间的库仑力大小；两点电荷间的库仑力大小； (2)C点的电场强度的大小和方向点的电场强度的大小和方向 方方 法法 点点 拨拨 电场叠加问题的求解方法 (1)确定要分析计算的位置 (2)分析该处存在几个分电场，先计算出各个分电场电场强度的 大小，判断其方向 (3)利用平行四边形定则作出矢量图，根据矢量图求解 2(2016济南模拟济南模拟)直角坐标系直角坐标系xOy中，中，M、N两点位两点位 于于x轴上，轴上，G、H两点坐标如图，两点坐标如图，M、N两点各

8、固定一负两点各固定一负 点电荷，一电量为点电荷，一电量为Q的正点电荷置于的正点电荷置于O点时，点时，G点处的点处的 电场强度恰好为零静电力常量用电场强度恰好为零静电力常量用k表示若将该正点表示若将该正点 电荷移到电荷移到G点，则点，则H点处场强的大小和方向分别为点处场强的大小和方向分别为( ) 考点三考点三 对电场线的理解及应用对电场线的理解及应用 1判断电场强度的方向判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线电场线上任意一点的切线 方向即为该点电场强度的方向方向即为该点电场强度的方向 2判断电场力的方向判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线正电荷的受力方向和电场线 在该点切线方向相同，负电荷

9、的受力方向和电场线在在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在 该点切线方向相反该点切线方向相反 3判断电场强度的大小判断电场强度的大小(定性定性)电场线密处电场强度电场线密处电场强度 大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小 和加速度的大小和加速度的大小 4判断电势的高低与电势降低的快慢判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方沿电场线的方 向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方 向向 【例【例3】(2017孝感模拟孝感模拟)静电除尘器是目前普遍采用的一静电除尘器是目前普遍采

10、用的一 种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属 板，图中直线板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正为该收尘板的横截面工作时收尘板带正 电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场 力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲 线表示原来静止于线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图中点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图中 可能正确的是可能正确的是(忽略重力和空气阻力忽略重力和空气阻力)() 解析：解析：因粉尘带负电因

11、粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与故带电粉尘所受电场力的方向与 电场线的切线方向相反电场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为，轨迹上任何一点的切线方向为 运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向 和力的方向所夹的区域内和力的方向所夹的区域内从轨迹上找几个点判断一下从轨迹上找几个点判断一下， 只有只有A项符合故项符合故A项正确项正确 答案：答案：A 规规 律律 总总 结结 电场线与轨迹判断方法电场线与轨迹判断方法 (1)“运动与力两线法运动与力两线法”画出画出“速度线速度线”(运动轨迹在初运动轨迹在初 始位置的切线始位置的切线

12、)与与“力线力线”(在初始位置电场线的切线方向在初始位置电场线的切线方向)， 从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景 (2)“三不知时要假设三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等电荷的正负、场强的方向或等 势面电势的高低、电荷运动的方向势面电势的高低、电荷运动的方向，是题意中相互制是题意中相互制 约的三个方面若已知其中的任一个约的三个方面若已知其中的任一个，可顺次向下分析判可顺次向下分析判 定各待求量；若三个都不知定各待求量；若三个都不知(三不知三不知)，则要用则要用“假设法假设法” 分别讨论各种情况分别讨论各种情况 (3)一般为定性分析一般为定性分析，有

13、时涉及简单计算有时涉及简单计算 3(2017西安模拟西安模拟)实线为三条未知方向的电场线，从实线为三条未知方向的电场线，从 电场中的电场中的M点以相同的速度飞出点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，两个带电粒子，a、 b的运动轨迹如图中的虚线所示的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用只受静电力作用)， 则则() Aa一定带正电，一定带正电，b一定带负电一定带负电 B静电力对静电力对a做正功，对做正功，对b做负功做负功 Ca的速度将减小，的速度将减小，b的速度将增大的速度将增大 Da的加速度将减小，的加速度将减小，b的加速度将增大的加速度将增大 解析：解析：由于电场线方向未知由于电场线

14、方向未知，故无法确定故无法确定a、b的电性的电性， 选项选项A错；静电力对错；静电力对a、b均做正功均做正功，两带电粒子动能均两带电粒子动能均 增大增大，则速度均增大则速度均增大，选项选项B、C均错；均错；a向电场线稀疏向电场线稀疏 处运动处运动，电场强度减小电场强度减小，静电力减小静电力减小，故加速度减小故加速度减小， b向电场线密集处运动向电场线密集处运动，故加速度增大故加速度增大，选项选项D正确正确 答案：答案：D 三电荷平衡问题三电荷平衡问题 1模型构建模型构建 (1)三个点电荷共线三个点电荷共线 (2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他 外力外力 (3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等， 方向相反，为一对平衡力方向相反，为一对平衡力 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升 2模型规律模型规律 (1)“三点共线三点共线”三个点电荷分布在同一直线上三个点电荷分布在同一直线上 (2)“两同夹异两同夹异”正负电荷相互间隔正负电荷相互间隔 (3)“两大夹小两大夹小”中间电荷的电荷量最小中间电荷的电荷量最小 (4)“近小远大近小远大”中间