2021届高考物理一轮复习第七章静电场第1讲电场的力的性质课件粤教版

1、高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求全国卷三年考情分析全国卷三年考情分析201720182019物质的电结构、电荷守恒物质的电结构、电荷守恒卷卷t20：r图象、电图象、电场强度及电场力做功场强度及电场力做功t25：带电粒子在电场中：带电粒子在电场中的运动、牛顿第二定律的运动、牛顿第二定律卷卷t25：带电粒子在电：带电粒子在电场中的运动、动能定理场中的运动、动能定理卷卷t21：电场线与等势：电场线与等势面的关系、电场强度与面的关系、电场强度与电势差的关系电势差的关系卷卷t16：电场强度的：电场强度的叠加、库仑定律叠加、库仑定律t21：等势面、电场力：等势面、电场力做功以及电势能做功以及电势能

2、卷卷t21：电场强度方：电场强度方向和大小、电场力做向和大小、电场力做功、电势差功、电势差卷卷t21：带电粒子在：带电粒子在匀强电场中的运动匀强电场中的运动卷卷t15：电场中的平衡：电场中的平衡卷卷t20：电场力、电场线、：电场力、电场线、电场力做功与电势能变化的电场力做功与电势能变化的关系关系t24：电场强度与电势差的：电场强度与电势差的关系，带电粒子在电场中的关系，带电粒子在电场中的偏转运动偏转运动卷卷t21：等量异种电荷的：等量异种电荷的电场线、电势、电场强度等电场线、电势、电场强度等t24：带电小球在电场中做：带电小球在电场中做类平抛运动类平抛运动静电现象的解释静电现象的解释点电荷点电

3、荷库仑定律库仑定律静电场静电场电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强电场线电场线电势能、电势电势能、电势电势差电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动示波管示波管常见电容器常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系电容器的电压、电荷量和电容的关系第第1讲电场的力的性质讲电场的力的性质一、点电荷、电荷守恒定律一、点电荷、电荷守恒定律1.点电荷点电荷有一定的电荷量，忽略带电体形状和有一定的电荷量，忽略带电体形状和的一种理想化模型。的一种理想化模型。2.元电荷：元电荷：e1.601019 c，所有带电体的电荷量都

4、是元电荷的，所有带电体的电荷量都是元电荷的倍。倍。大小大小知识要点知识要点整数整数3.电荷守恒定律电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体到另一个到另一个物体，或者从物体的一部分物体，或者从物体的一部分到另一部分；在转移过程中，电荷的到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持总量保持。(2)三种起电方式：三种起电方式：、感应起电。、感应起电。(3)带电实质：物体带电的实质是带电实质：物体带电的实质是。转移转移转移转移不变不变摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电得失电子得失电子二、库仑定律二、库仑定律1.内容：内容：中两个静

5、止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的成正比，与它们距离的成正比，与它们距离的成反比。作用力的方向在它们成反比。作用力的方向在它们的连线上。的连线上。2.表达式：表达式：f，式中，式中k nm2/c2，叫静电力常量。，叫静电力常量。3.适用条件：真空中的适用条件：真空中的。真空真空乘积乘积二次方二次方9.0109点电荷点电荷三、电场、电场强度三、电场、电场强度力的作用力的作用v/m正电荷正电荷四、电场线四、电场线1.电场线：在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的电场线：在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的方向都跟该点的方向都跟该点的场强方

6、向一致，曲线的疏密表示电场的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的。电场线不是实际存在的线，而是为。电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线。了描述电场而假想的线。2.电场线的特点电场线的特点(1)电场线从电场线从或无限远处出发，终止于或无限远处出发，终止于或无限远处。或无限远处。(2)电场线不相交。电场线不相交。(3)在同一电场里，电场线越密的地方电场强度在同一电场里，电场线越密的地方电场强度。切线切线强弱强弱正电荷正电荷负电荷负电荷越大越大解析解析梳过头发的塑料梳子因与头发摩擦带电，能吸引轻小物体纸屑，是静电现象。梳过头发的塑料梳子因与头发摩擦带电，能吸引轻小物体纸屑，是静电现象。带

7、电小球移至不带电金属球附近，使不带电小球近端感应出与带电小球异种的电荷，带电小球移至不带电金属球附近，使不带电小球近端感应出与带电小球异种的电荷，而相互吸引，是静电现象。小线圈接近通电线圈的过程中，小线圈中产生感应电流，而相互吸引，是静电现象。小线圈接近通电线圈的过程中，小线圈中产生感应电流，是电磁感应现象，不是静电现象。从干燥的地毯上走过，人与地毯摩擦产生静电，手是电磁感应现象，不是静电现象。从干燥的地毯上走过，人与地毯摩擦产生静电，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是放电现象，属于静电现象。因此不属于静电现象碰到金属把手时有被电击的感觉，是放电现象，属于静电现象。因此不属于静电现象的是的是c

8、项。项。答案答案c2.电场中有一点电场中有一点p，下列说法正确的是，下列说法正确的是()a.若放在若放在p点的电荷的电荷量减半，则点的电荷的电荷量减半，则p点的场强减半点的场强减半b.若若p点没有检验电荷，则点没有检验电荷，则p点场强为零点场强为零c.p点场强越大，则同一电荷在点场强越大，则同一电荷在p点所受静电力越大点所受静电力越大d.p点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向答案答案c图图1答案答案c4.如图如图2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷q产生的电场线，若带电荷量为产生的电场线，若带电荷量为q的的粒子粒子(

9、|q|q|)由由a运动到运动到b，电场力做正功。已知在，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为两点粒子所受电场力分别为fa、fb，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是()图图2a.若若q为正电荷，则为正电荷，则q为正电，为正电，fafbb.若若q为正电荷，则为正电荷，则q为正电，为正电，fafbc.若若q为负电荷，则为负电荷，则q为正电，为正电，fafbd.若若q为负电荷，则为负电荷，则q为正电，为正电，fafb解析解析由于粒子由由于粒子由a运动到运动到b电场力做正功，可知电场力指向外侧，电场力做正功，可知电场力指向外侧，q、q为同种电荷；为同种电荷；电场线密集的地方电场强度大，

10、由电场线密集的地方电场强度大，由feq知知fa较大，较大，a项正确。项正确。答案答案a5.如图如图3所示，电荷量为所示，电荷量为q1和和q2的两个点电荷分别位于的两个点电荷分别位于p点和点和q点。已知在点。已知在p、q连线上连线上某点某点r处的电场强度为零，且处的电场强度为零，且pr2rq。则。则()图图3a.q12q2 b.q14q2c.q12q2 d.q14q2答案答案b1.对库仑定律的理解对库仑定律的理解库仑定律的理解和应用库仑定律的理解和应用2.库仑力具有力的共性库仑力具有力的共性(1)两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。(2

11、)库仑力可使带电体产生加速度。库仑力可使带电体产生加速度。(3)库仑力可以和其他力平衡。库仑力可以和其他力平衡。(4)某个点电荷同时受几个点电荷的作用时，要用平行四边形定则求合力。某个点电荷同时受几个点电荷的作用时，要用平行四边形定则求合力。【例【例1】 如图如图4，两个带电金属球，两个带电金属球(不可视为点电荷不可视为点电荷)中心距离为中心距离为r，带电荷量相等，带电荷量相等为为q，则它们之间电荷的相互作用力大小，则它们之间电荷的相互作用力大小f的说法正确的是的说法正确的是()图图4答案答案c【例【例2】 (2018全国全国卷，卷，16)如图如图5，三个固定的带电小球，三个固定的带电小球a、

12、b和和c，相互间的距离，相互间的距离分别为分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm。小球。小球c所受库仑力的合力的方向平行于所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为所带电荷量的比值的绝对值为k，则，则()图图5答案答案d图图6答案答案d2.将两个分别带有电荷量将两个分别带有电荷量2q和和5q的相同金属小球的相同金属小球a、b分别固定在相距为分别固定在相距为r的两的两处处(均可视为点电荷均可视为点电荷)，它们间库仑力的大小为，它们间库仑力的大小为f。现将第三个与。现将第三个与a、b两小球完全两小球完全相同的不带电金属小球相同的不带电金属

13、小球c先后与先后与a、b相互接触后再移走相互接触后再移走c，a、b间距离保持不变，间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为则两球间库仑力的大小为()答案答案b1.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路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。具体步骤如下：受力的基础上多分析一个电场力。具体步骤如下：库仑力作用下的平衡问题库仑力作用下的平衡问题2.三个自由点电荷的平衡条件及规律三个自由点电荷的平衡条件及规律见例见例4“三点共线三点共线”三个点

14、电荷分布在同一条直线上；三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异两同夹异”正、负电荷相互间隔；正、负电荷相互间隔；“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；“近小远大近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。中间电荷靠近电荷量较小的电荷。【例【例3】 (2019全国全国卷，卷，15)如图如图7，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球带电小球p和和q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则垂直，则()图图7a.p和和q都带正电荷都带正电荷b.p和和q

15、都带负电荷都带负电荷c.p带正电荷，带正电荷，q带负电荷带负电荷d.p带负电荷，带负电荷，q带正电荷带正电荷解析解析细绳竖直，把细绳竖直，把p、q看做整体，在水平方向所受电场力为零，所以看做整体，在水平方向所受电场力为零，所以p、q必带必带等量异种电荷，选项等量异种电荷，选项a、b错误；如果错误；如果p、q带不同性质的电荷，受力如图甲、乙所带不同性质的电荷，受力如图甲、乙所示，由图知，示，由图知，p带正电荷，带正电荷，q带负电荷，水平方向的合力不为零；带负电荷，水平方向的合力不为零；p带负电荷、带负电荷、q带带正电荷时符合题意，选项正电荷时符合题意，选项c错误，错误，d正确。正确。答案答案d【

16、例【例4】 如图如图8所示，在一条直线上有两个相距所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷的点电荷a、b，a带电带电q，b带电带电9q。现引入第三个点电荷。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，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则于平衡状态，则c的带电性质及位置应为的带电性质及位置应为()图图8a.正，正，b的右边的右边0.4 m处处 b.正，正，b的左边的左边0.2 m处处c.负，负，a的左边的左边0.2 m处处 d.负，负，a的右边的右边0.2 m处处答案答案c【例【例5】 甲、乙两带电小球的质量均为甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为，

17、所带电荷量分别为q和和q，两球间用，两球间用绝缘细线绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为向向左的匀强电场，场强为e，且有，且有qemg，平衡时细线都被拉直。则平衡时的，平衡时细线都被拉直。则平衡时的可能位置是哪个图可能位置是哪个图()答案答案a【拓展提升】【拓展提升】 在在【例【例5】中其他条件不变，把甲、乙两球所带的电荷量改为中其他条件不变，把甲、乙两球所带的电荷量改为3q和和q，则平衡时两球的位置可能是图中的，则平衡时两球的位置可能是图中的()答案答案d1.如图如图9所示

18、，将带电荷量为所示，将带电荷量为q的小球的小球a固定在绝缘支架上，将另一质量为固定在绝缘支架上，将另一质量为m、与小、与小球球a电荷量相等的带电小球电荷量相等的带电小球b放在距离放在距离a球正上方球正上方r处恰好处于平衡状态处恰好处于平衡状态(r远大于小远大于小球直径球直径)，则，则()图图9答案答案b2.电荷量为电荷量为4106 c的小球绝缘固定在的小球绝缘固定在a点，质量为点，质量为0.2 kg、电荷量为、电荷量为5106 c的小球用绝缘细线悬挂，静止于的小球用绝缘细线悬挂，静止于b点。点。a、b间距离为间距离为30 cm，ab连线与竖直方向连线与竖直方向夹角为夹角为60，静电力常量为，静

19、电力常量为9.0109 nm2/c2，小球可视为点电荷，下列图示正，小球可视为点电荷，下列图示正确的是确的是()答案答案b1.电场强度的性质电场强度的性质电场强度的理解和计算电场强度的理解和计算矢量性规定正电荷受力方向为该点场强的方向唯一性电场中某一点的电场强度e是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置2.电场强度的三个计算公式电场强度的三个计算公式【例【例6】 如图如图10所示，所示，a、b、c三点是同一圆周上的三等分点，若在三点是同一圆周上的三等分点，若在b、c两点放两点放等量的正点电荷，则等量的正点电荷，则a点的电场强度大小为点的电场强

20、度大小为e。若将。若将c点的电荷改为与点的电荷改为与b点所放电点所放电荷的电荷量大小相同的负点电荷，则荷的电荷量大小相同的负点电荷，则a点的电场强度大小应为点的电场强度大小应为()答案答案d1.平衡法平衡法如图如图11所示，用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量为所示，用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量为m1.0102 kg，所带电荷量为，所带电荷量为q2.0108 c，现加一水平方向的匀强电场，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向的夹角为平衡时绝缘细线与竖直方向的夹角为30，重力加速度，重力加速度g10 m/s2，则匀强电，则匀强电场的电场强度场的电场强度e大小为大小为

21、()图图11答案答案b2.对称法对称法如图如图12所示，在点电荷所示，在点电荷q的电场中，放着一块带有一定电荷量、电荷均的电场中，放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，匀分布的绝缘矩形薄板，mn为其对称轴，为其对称轴，o点为几何中心。点电荷点为几何中心。点电荷q与与a、o、b之间的距离分别为之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中。已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图点的电场强度为零，则带电薄板在图中中b点产生的电场强度的大小和方向分别为点产生的电场强度的大小和方向分别为()答案答案a图图13答案答案b电场线的理解和应用电场线的理解和应用1.两等量点电荷的电场分布规律两等量

22、点电荷的电场分布规律等量异种电荷等量同种电荷等势面电场线分布图以正点电荷为例连线特点场强方向：正负强弱：强弱强，中点最小方向：中点两侧方向相反强弱：强弱强，中点e0连线特点电势正电荷负电荷，高低若为正电荷，中点最低若为负电荷，中点最高中垂线场强各点方向一致中点最强两侧渐弱中点两侧方向相反，两侧均有最大值，中点向两侧均为弱强弱电势电势为0的等势线不是等势线相同点场强的大小、电势均关于中点对称分布2.电场线的应用电场线的应用【例【例7】 (多选多选)用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场的强弱。如图用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场的强弱。如图14甲是甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图

23、乙是电场中的一些点：等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点：o是电荷连线的中是电荷连线的中点，点，e、f是连线中垂线上关于是连线中垂线上关于o点对称的两点，点对称的两点，b、c和和a、d也关于也关于o点对称。点对称。则则()a.b、c两点场强大小和方向都相同两点场强大小和方向都相同b.a、d两点场强大小相等，方向相反两点场强大小相等，方向相反c.e、o、f三点比较，三点比较，o点场强最强点场强最强d.b、o、c三点比较，三点比较，o点场强最弱点场强最弱解析解析由等量异种点电荷的电场线分布规律可知由等量异种点电荷的电场线分布规律可知a、c、d项正确，项正确，b项错误。项错误。答案答案acd图图141.如图如图15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，圆，m点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从