【名师导学】2014高考物理一轮复习 6.1电场的力的性质课件

1、第六章静电场第六章静电场 主题主题内容内容要求要求说明说明电电场场物质的电结构、电荷守恒物质的电结构、电荷守恒带电粒子在匀带电粒子在匀强电场中运动强电场中运动的计算，只限的计算，只限于带电粒子进于带电粒子进入电场时速度入电场时速度平行或垂直于平行或垂直于场强方向的情场强方向的情况况静电现象的解释静电现象的解释点电荷点电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

2、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(1)与新课标的要求相比，大大降低了难度：与新课标的要求相比，大大降低了难度：增加了增加了物质的电结构和静电现象的解释，要求为物质的电结构和静电现象的解释，要求为；删除删除了静电屏蔽、电场中的导体、等势线的描绘实验；了静电屏蔽、电场中的导体、等势线的描绘实验；静电场、电场线、电势能、电势、匀强电场中电势差静电场、电场线、电势能、电势、匀强电场中电势差跟电场强度的关系等知识点由跟电场强度的关系等知识点由降为降为；“电容器电容器的电容，平行板电容器的电容的电容，平行板电容器的电容”改为改为“电容器的电压、电容器的电压、电荷量和电容的关系电荷量和

3、电容的关系”，“示波器及应用示波器及应用”改为改为“示示波管波管”(2)库仑定律、电场强度、电势差、带电粒子在电场库仑定律、电场强度、电势差、带电粒子在电场中的运动等内容属于中的运动等内容属于级要求，其他均属于级要求，其他均属于级要级要求因此，电荷平衡问题、带电粒子的圆周运动问求因此，电荷平衡问题、带电粒子的圆周运动问题、电子加速问题、带电粒子在电场中的偏转问题题、电子加速问题、带电粒子在电场中的偏转问题等均属于考纲要求范围等均属于考纲要求范围本单元内容是高考能力考查依托的重点之一，是高考命题本单元内容是高考能力考查依托的重点之一，是高考命题的必考内容，命题有以下特点：的必考内容，命题有以下特

4、点：1主要考查对电场基本概念的理解、库仑定律的应用、带主要考查对电场基本概念的理解、库仑定律的应用、带电粒子在电场中的运动等，对思维的发散性和深刻性要求电粒子在电场中的运动等，对思维的发散性和深刻性要求较高题型主要有选择题和计算题，选择题一般是与电场较高题型主要有选择题和计算题，选择题一般是与电场线、电势、电势差、电容器、电场力做功、带电粒子在电线、电势、电势差、电容器、电场力做功、带电粒子在电场中的曲线运动等结合命题，如场中的曲线运动等结合命题，如2011海南第海南第3题、题、2011新课新课标理综第标理综第20题、题、2011山东第山东第21题、重庆第题、重庆第19题、题、2011上海上海

5、第第14题、题、2011安徽第安徽第20题，题，2012江苏第江苏第1题，第题，第2题，安徽题，安徽第第18题，第题，第20题，浙江第题，浙江第19题，全国新课标第题，全国新课标第18题，广东题，广东第第20题等等综合计算题则常将带电粒子在电场中的运动、题等等综合计算题则常将带电粒子在电场中的运动、受力平衡、牛顿运动定律、动能定理、带电粒子在组合场受力平衡、牛顿运动定律、动能定理、带电粒子在组合场或复合场中的运动综合到一起作为综合命题中的知识或复合场中的运动综合到一起作为综合命题中的知识点来体现，如点来体现，如2011全国卷全国卷1第第17题、题、2011北京第北京第24题、题、浙江第浙江第2

6、5题，题，2012全国大纲第全国大纲第24题，北京第题，北京第24题，题，四川第四川第24题，山东第题，山东第23题，江苏第题，江苏第15题等题等2从最近几年的全国高考理综物理试题来看，涉及从最近几年的全国高考理综物理试题来看，涉及到本章的主要内容有：到本章的主要内容有：库仑定律的理解及其应用；库仑定律的理解及其应用；电场强度的理解及其应用；电场强度的理解及其应用；电势和电势差的理电势和电势差的理解；解； 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动在在2014年高考中，涉及到电场的问题势必也是以以年高考中，涉及到电场的问题势必也是以以上几个内容作为重点进行命题上几个内容作为重点进行命题第第1

7、 1节电场的力的性质节电场的力的性质1. 1. 元电荷：是自然界中带电量最小的电荷，任何带电体的元电荷：是自然界中带电量最小的电荷，任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电量，即量，即e e C.C.2. 2. 点电荷：带一定电荷量，忽略带电体的点电荷：带一定电荷量，忽略带电体的 和和 的一种理想化模型的一种理想化模型3. 3. 物体带电的方式和实质物体带电的方式和实质(1)(1)带电方式：带电方式： 、 和感应起电和感应起电(2)(2)带电实质：物体带电的实质是电荷的带电实质：物体带电的实质是电荷的 1.601019大小

8、大小形状形状摩擦起电摩擦起电接触带电接触带电转移转移一、电荷及电荷守恒定律一、电荷及电荷守恒定律4电荷守恒定律电荷守恒定律电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，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，电荷的总量保持在转移的过程中，电荷的总量保持 这个结论这个结论叫做电荷守恒定律叫做电荷守恒定律二、库仑定律二、库仑定律1. 内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的 成正比，跟它们之间的成正比，跟它们之间的 成反成反比，作用力的方向在它们

9、的连线上比，作用力的方向在它们的连线上转移转移不变不变电量的乘积电量的乘积距离的平方距离的平方3. 适用条件：适用条件： 中的中的 三、电场、电场强度、电场线三、电场、电场强度、电场线1电场电场(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间定义：存在于电荷周围，能传递电荷间 的一的一种特殊物质种特殊物质(2)基本性质：对放入其中的电荷有基本性质：对放入其中的电荷有 真空真空点电荷点电荷相互作用相互作用电场力的作用电场力的作用9.0109 Nm2/C2 2. 电场强度电场强度(1)意义：是描述电场的意义：是描述电场的 (即力的性质即力的性质)的物理的物理量量(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的定义：

10、放入电场中某点的电荷所受的 跟它跟它的的 的比值的比值(3)定义式：定义式： ，单位：，单位： 或或 (4)矢量性：规定矢量性：规定 所受电场力的方向为该点的场所受电场力的方向为该点的场强方向强方向强弱和方向强弱和方向电场力电场力F电荷量电荷量q牛牛/库库(N/C)伏伏/米米(V/m)FE =q正电荷正电荷3. 电场线电场线(1)定义：为了形象描述电场中各点电场强度的强弱及定义：为了形象描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的 都跟该点的场强方向一致，曲线的都跟该点的场强方向一致，曲线的 表示电场的强弱表示电场的强弱(2

11、)特点：特点：电场线始于电场线始于 (或无穷远或无穷远)，终于，终于 (或无或无穷远穷远)；电场线互不相交；电场线互不相交；电场线和等势面在相交处互相电场线和等势面在相交处互相 ；切线方向切线方向疏密程度疏密程度正电荷正电荷负电荷负电荷垂直垂直电场线的方向是电势电场线的方向是电势 ；电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的电场线密的地方等差等势面密；等差等势面密的地方电场线也密地方电场线也密(3)几种典型的电场线几种典型的电场线降低降低例例1 1 三个相同的金属小球三个相同的金属小球1 1、2 2、3 3分别置于绝缘分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球支架上，各球之间的距离远

12、大于小球的直径球1 1的带电量为的带电量为q q，球，球2 2的带电量为的带电量为nqnq，球，球3 3不带电且离不带电且离球球1 1和球和球2 2很远，此时球很远，此时球1 1、2 2之间作用力的大小为之间作用力的大小为F F. .现使球现使球3 3先与球先与球2 2接触，再与球接触，再与球1 1接触，然后将球接触，然后将球3 3移移至远处，此时至远处，此时1 1、2 2之间作用力的大小仍为之间作用力的大小仍为F F，方向，方向不变由此可知不变由此可知( () )A An n3 B3 Bn n4 C4 Cn n5 D5 Dn n6 6【思路点拨【思路点拨】本题主要考查电荷分配规律与库仑定律本

13、题主要考查电荷分配规律与库仑定律题型一：对电荷守恒定律及库仑定律的理解题型一：对电荷守恒定律及库仑定律的理解【答案【答案】D【方法与知识感悟【方法与知识感悟】1.电荷守恒及分布规律电荷守恒及分布规律处于静电平衡的带电导体电荷只能分布在外表面上，处于静电平衡的带电导体电荷只能分布在外表面上，而导体外表面上的电荷分布又与表面形状有关，因此而导体外表面上的电荷分布又与表面形状有关，因此当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电量平当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电量平均分配，异种电荷先中和后平分均分配，异种电荷先中和后平分2. 库仑定律适用条件库仑定律适用条件(1)库仑定律只适用于真空中的点

14、电荷，但在要求不很库仑定律只适用于真空中的点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律用库仑定律(2)当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷但不能根据公式错误地推论：当带电体看做点电荷但不能根据公式错误地推论：当r0时，时，F.其实在这样的条件下，两个带电体已其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了经不能再看做点电荷了(3)对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷，于球心的点电荷

15、，r为两球心之间的距离为两球心之间的距离(4)对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布分布题型二：库仑定律与力学的综合问题题型二：库仑定律与力学的综合问题【思路点拨【思路点拨】对小球进行受力分析、功能分析和运对小球进行受力分析、功能分析和运动分析，列相关方程求解动分析，列相关方程求解【思路点拨【思路点拨】运用点电荷的场强决定式求出各电荷在运用点电荷的场强决定式求出各电荷在O点产生的场强大小和方向，再由平行四边形法则求出点产生的场强大小和方向，再由平行四边形法则求出合场强合场强【答案【答案】B【方法与知识感悟【方法与知识感悟】电场强度的三个公式

16、及其叠加原电场强度的三个公式及其叠加原理理1三个公式的比较三个公式的比较2.电场强度的叠加原理电场强度的叠加原理多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独多个电荷在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，这种关系叫电场强在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵循平行四边形定则度的叠加电场强度的叠加遵循平行四边形定则在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算；若求合场强时，应先求出分场强，

17、然后再进行计算；若求合场强时，应先求出分场强，然后再根据平行四边形定则求解根据平行四边形定则求解例例4 4 一负电荷从电场中一负电荷从电场中A A点由静止释放，只点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到受电场力作用，沿电场线运动到B B点，它运点，它运动的速度动的速度时间图象如右图所示则时间图象如右图所示则A A、B B两两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的( () )【思路点拨【思路点拨】由由vt图象分析电荷的运动情况，确定其图象分析电荷的运动情况，确定其所受电场力的方向及大小变化情况是解题的关键所受电场力的方向及大小变化情况是解题的关键题型

18、四：对电场线的理解和应用题型四：对电场线的理解和应用【解析【解析】由由vt图象可知，负电荷从图象可知，负电荷从A到到B做加速度逐做加速度逐渐增大的加速运动，故其所受的电场力方向由渐增大的加速运动，故其所受的电场力方向由A指向指向B且不断增大，电场方向则是由且不断增大，电场方向则是由B指向指向A且且A点的场强应点的场强应小于小于B点处的场强其电场线分布应为点处的场强其电场线分布应为C图所示，故选图所示，故选C.【答案【答案】C【方法与知识感悟【方法与知识感悟】关于电场线的问题往往与带电粒关于电场线的问题往往与带电粒子的运动联系起来进行考查，解答这类问题应抓住以子的运动联系起来进行考查，解答这类问

19、题应抓住以下几个关键：下几个关键：(1)分析清楚粒子的运动情况，特别是速度和加速度如分析清楚粒子的运动情况，特别是速度和加速度如何变化；何变化；(2)根据力和运动的关系，确定粒子所受电场力的大小根据力和运动的关系，确定粒子所受电场力的大小方向如何变化；方向如何变化；(3)根据电场力与场强的关系，确定场强的大小、方向根据电场力与场强的关系，确定场强的大小、方向如何变化，从而确定电场线的分布规律如何变化，从而确定电场线的分布规律 (4)熟悉几种常见电场的电场线分布特点熟悉几种常见电场的电场线分布特点ABC *1.(2012浙江浙江)用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的用金属做成一个不带电的圆环，

20、放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为圆环，当距离约为0.5 cm时圆环时圆环被吸引到笔套上，如图所示对被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A摩擦使笔套带电摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力大于圆环的重力D笔套碰到圆环后，

21、笔套所带的电荷立刻被全部中和笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和【解析【解析】笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项A正正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项上、下部感应出异号电荷，选项B正确；圆环被吸正确；圆环被吸引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，故选项力大于圆环所受的重力，故选项C正确；笔套接触正确；笔套接触到圆环后，笔套上的部

22、分电荷转移到圆环上，使到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上相同性质的电荷圆环带上相同性质的电荷 ，选项，选项D错误错误2如图所示，如图所示，A、B、C分别分别表示在一条直线上的三个点表示在一条直线上的三个点电荷，已知电荷，已知A、B之间的距离为之间的距离为L，B、C之间的距离为之间的距离为4L，且每个电荷都处于平衡状态，则下列说法错误的，且每个电荷都处于平衡状态，则下列说法错误的是是( )AA和和B为异种电荷，为异种电荷，A和和C为同种电荷为同种电荷B如果如果A为正电荷，则为正电荷，则B、C为负电荷为负电荷CA、B、C电荷量的绝对值相比，电荷量的绝对值相比，B最小最小DA、C两电

23、荷在两电荷在B处产生的合电场强度为零处产生的合电场强度为零B*3如图所示，如图所示，M、N为两个固为两个固定的等量同种正电荷，在其连定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的线的中垂线上的P点自由释放点自由释放一个负电荷一个负电荷(重力不计重力不计)，关于负电荷的运动，下列说，关于负电荷的运动，下列说法中正确的是法中正确的是( )A从从P到到O，可能加速度越来越小，速度越来越大，可能加速度越来越小，速度越来越大B从从P到到O，可能加速度先变大再变小，速度越来越，可能加速度先变大再变小，速度越来越大大C越过越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小点后，加速度一直变大，速度一直变小D越过越过O点后，

24、加速度一直变小，速度一直变小点后，加速度一直变小，速度一直变小AB【解析【解析】OP段上电场方向沿段上电场方向沿OP，故负电荷所受电，故负电荷所受电场力方向为由场力方向为由PO，故由，故由PO，速度越来越大，因，速度越来越大，因O点和无穷远处的场强都为零，中间不为零，即从点和无穷远处的场强都为零，中间不为零，即从O点到无穷远处场强先增大后减小，中间有极值点，而点到无穷远处场强先增大后减小，中间有极值点，而P在极值点的上方还是下方不能确定，故加速度可能在极值点的上方还是下方不能确定，故加速度可能一直减小，也可能先变大再变小，故选一直减小，也可能先变大再变小，故选A、B.4如图所示，质量为如图所示

25、，质量为m、电荷量为、电荷量为q的带电小球拴在一不可伸长的的带电小球拴在一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定绝缘细线一端，绳的另一端固定于于O点，绳长为点，绳长为l，O点有一电荷点有一电荷量为量为Q(Qq)的点电荷，现加一个水平向右的匀强的点电荷，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成电场，小球静止于与竖直方向成30角的角的A点求：点求：(1)小球静止在小球静止在A点处绳子受到的拉力；点处绳子受到的拉力；(2)外加电场大小；外加电场大小；(3)将小球拉起至与将小球拉起至与O点等高的点等高的B点后无初速释放，则点后无初速释放，则小球经过最低点小球经过最低点C时，绳受到的拉力时，绳

26、受到的拉力5如图所示，光滑绝缘如图所示，光滑绝缘水平面上固定着水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为，间距均为r，A带电量带电量QA10q，B带电量带电量QBq，若在小球，若在小球C上加上加一个水平向右的恒力同时放开三个小球，欲使一个水平向右的恒力同时放开三个小球，欲使A、B、C始终保持始终保持r的间距运动，求：的间距运动，求：(1)C球的电性和电量球的电性和电量QC；(2)水平力水平力F的大小的大小【巩固基础【巩固基础】1A、B是一条电场线上的两个点，一带是一条电场线上的两个点，一带负电的粒子仅在电场力作用下以一定的初负电的粒子仅在电场力

27、作用下以一定的初速度从速度从A点沿电场线运动到点沿电场线运动到B点，其速度点，其速度v和时间和时间t的关的关系图象如图甲所示则此电场的电场线分布可能是图系图象如图甲所示则此电场的电场线分布可能是图乙中的乙中的( )A【解析【解析】由图象可知，粒子做加速度增大的减速由图象可知，粒子做加速度增大的减速运动，故从运动，故从A到到B：(1)电场强度应逐渐变大，电场电场强度应逐渐变大，电场线逐渐变密；线逐渐变密；(2)负电荷所受电场力的方向与电场负电荷所受电场力的方向与电场线的方向相反所以，带负电的粒子是顺电场线线的方向相反所以，带负电的粒子是顺电场线方向运动，而且是由电场线疏处到达密处方向运动，而且是

28、由电场线疏处到达密处B *3两个相同的带电金属小球相距两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力时，相互作用力大小为大小为F，将两球接触后分开并放回原处，相互作用，将两球接触后分开并放回原处，相互作用力大小仍等于力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性，则两球原来所带电量和电性( )A可能是等量的同种电荷可能是等量的同种电荷B可能是不等量的同种电荷可能是不等量的同种电荷C可能是不等量的异种电荷可能是不等量的异种电荷D不可能是异种电荷不可能是异种电荷AC*4.如图所示，两个带等量的正电荷如图所示，两个带等量的正电荷的小球的小球A、B(可视为点电荷可视为点电荷)，被固，被固定在光滑的绝缘的水平面上

29、定在光滑的绝缘的水平面上P、N是小球是小球A、B的连线的水平中垂的连线的水平中垂线，且线，且POON.现将一个电荷量很小的带负电的小现将一个电荷量很小的带负电的小球球C(可视为质点可视为质点)，由，由P点静止释放，在小球点静止释放，在小球C向向N点点的运动的过程中，下列关于小球的运动的过程中，下列关于小球C的速度图象中，可的速度图象中，可能正确的是能正确的是( )AB【解析【解析】在在AB的垂直平分线上，从无穷远处到的垂直平分线上，从无穷远处到O点点电场强度先变大后变小，到电场强度先变大后变小，到O点变为零，负电荷受点变为零，负电荷受力沿垂直平分线运动，电荷的加速度先变大后变小，力沿垂直平分线

30、运动，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最点加速度变为零，速度达到最大，大，vt图线的斜率先变大后变小；由图线的斜率先变大后变小；由O点到无穷点到无穷远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对远，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性如果称性如果PN足够远，足够远，B正确；如果正确；如果PN很近，很近，A正正确确【提升能力【提升能力】B D 【解析【解析】依题意做出带正电小球依题意做出带正电小球A的受力示意图，电场力的受力示意图，电场力最小时，电场力方向应与绝缘细线垂直，即最小时，电场力方向应与绝缘细线垂直，即qEmgsin30.A 8

31、两带电量分别为两带电量分别为q和和q的点电荷放在的点电荷放在x轴上，相距轴上，相距为为L，能正确反映两电荷连线上场强大小，能正确反映两电荷连线上场强大小E与与x关系的关系的是图是图 ( )A【解析【解析】根据两等量异种点电荷周围的电场线可直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，点电荷的连线上的场强先减小后增大，A正确正确A 10如图所示，固定于同一条竖直线如图所示，固定于同一条竖直线上的上的A、B是两个带等量异种电荷的点是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为电荷，电荷量分别为Q和和Q，A、B相距为相距为2d，MN是竖直放置的光滑是竖直放置的光滑缘细杆，另有一个穿过细杆的带电缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球小球p，质量为，质量为m、电荷量为、电荷量为q(可视为点电荷，不可视为点电荷，不影响电场的分布影响电场的分布)，现将小球，现将小