202X高考物理第七章第1讲电场的力的性质课件鲁科版选修3_1

1、高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求高考高考(全国卷全国卷)三年命题情况对照分析三年命题情况对照分析201620172018命题分析命题分析物质的电结构、电荷守恒物质的电结构、电荷守恒卷卷T14：电容器、：电容器、匀强电场的特点匀强电场的特点T20：电场力作用下的：电场力作用下的曲线运动曲线运动卷卷T15：带电粒子带电粒子在电场中运动轨迹的在电场中运动轨迹的分析分析卷卷T15：等势面的：等势面的理解及电场力做功的理解及电场力做功的计算计算卷卷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T

2、25：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、电场强度与电面的关系、电场强度与电势差的关系势差的关系卷卷T16：电场强度电场强度的叠加、库仑定律的叠加、库仑定律T21：等势面、电场等势面、电场力做功以及电势能力做功以及电势能卷卷T21：电场强度电场强度方向和大小、电场力方向和大小、电场力做功、电势差做功、电势差卷卷T21：带电粒子：带电粒子在匀强电场中的运动在匀强电场中的运动1.从题型上看，既有选择从题型上看，既有选择题，也有计算题。题，也有计算题。2.从内容上看，对电场线、从内容上看，对电场线、等势面、电场力的性质、等

3、势面、电场力的性质、电场能的性质及电容器等电场能的性质及电容器等知识主要以选择题形式考知识主要以选择题形式考查，对带电粒子或带电体查，对带电粒子或带电体在电场中的运动选择题、在电场中的运动选择题、计算题均有考查，且有一计算题均有考查，且有一定的综合性。定的综合性。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压、电荷量和电容的

4、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知识排查知识排查点电荷、电荷守恒定律点电荷、电荷守恒定律1.点电荷点电荷把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。转移转移2.电荷守恒定律电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分内容：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分_到另一部分，到另一部分，或者从一个物体或者从一个物体_到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量_。(2)起电方式：起电方式：_、_、感应起电。、感应起

5、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库仑定律库仑定律1.内容内容：_中两个点电荷之间的相互作用力中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的的_成正比，跟它们距离成正比，跟它们距离r的的_成反比；作用力的方向沿着它们的连线。同成反比；作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。种电荷相斥，异种电荷相吸。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.适用条件适用条件：(1)_中；中；(2)_。真空真空乘积乘积

6、二次方二次方9.0109 真空真空点电荷点电荷电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强1.定义定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量与它的电荷量q的的_。2.定义式定义式：E_，单位：，单位：N/C或或V/m。3.点电荷的电场强度点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E_。4.方向方向：规定：规定_在电场中某点所受在电场中某点所受_的方向为该点的电场强度方向。的方向为该点的电场强度方向。5.电场强度的叠加电场强度的叠加：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：电场中某

7、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的_和，遵从和，遵从_定则。定则。比值比值正电荷正电荷电场力电场力矢量矢量平行四边形平行四边形电场线电场线1.定义定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的：为了形象地描述电场中各点电场强度的_及及_，在电场中画出一些，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的有方向的曲线，曲线上每一点的_都跟该点的电场强度方向一致，曲线的都跟该点的电场强度方向一致，曲线的_表示电场的强弱。表示电场的强弱。强弱强弱方向方向切线方向切线方向疏密疏密2.电场线的特点电场线的特点正电荷正电荷相交相交场强场强场强方向场强方向降低降低垂直垂直小题速练小题速练1.思考判断

8、思考判断(1)点电荷和电场线都是客观存在的。点电荷和电场线都是客观存在的。()(3)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向()(4)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。()(5)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。的电荷量，获得诺贝尔奖。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)2.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

9、.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答案答案C4.如图如图1所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以所示，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，一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上试探点电荷从虚线上

10、N点移动到点移动到M点，则电荷所受电场力点，则电荷所受电场力()A.大小不变大小不变B.方向不变方向不变C.逐渐减小逐渐减小 D.逐渐增大逐渐增大解析解析由电场线的分布情况可知，由电场线的分布情况可知，N点电场线比点电场线比M点电场线疏，则点电场线疏，则N点电场强度比点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式点电场强度小，由电场力公式FqE可知正点电荷从虚线上可知正点电荷从虚线上N点移动到点移动到M点的过点的过程中，电场力逐渐增大；电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，一直在程中，电场力逐渐增大；电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，一直在变化，故选项变化，故选项D正确。正确。答案答案D

11、库仑定律及库仑力作用下的平衡问题库仑定律及库仑力作用下的平衡问题1.对库仑定律的理解对库仑定律的理解(2)当两个电荷间的距离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。认为趋于无限大。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)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

12、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】(2019浙江名校联合体联考浙江名校联合体联考)如图如图2所示，质量为所示，质量为m、电、电荷量为荷量为Q的带电小球的带电小球A用绝缘细线悬挂于用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量点，另一个带电荷量也为也为Q的小球的小球B固定于固定于O点的正下方绝缘支架上。已知绳长点的正下方绝缘支架上。已知绳长OA为为2l，O到到B点的距离为点的距离为l，平衡时，平衡时A、B带电小球处于同一高度，带电小球处于同一高度，重力加速度为重力加速度为g，静电力常量为，静电力常量为k。则。则()答案答案D1.如图如图3所示，在一条直线上有两个相距所示，在

13、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于平衡状态，则，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的带电性质及位置应为()A.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C2.(2018全国卷全国卷，16)如图如图4，三个固定的带电小球，三个固定的带电小球a、b和和c，相互间的距离分别为，相互间的距离分别为ab5 cm，bc

14、3 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。的连线。设小球设小球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4答案答案D3.(多选多选)如图如图5所示，在光滑定滑轮所示，在光滑定滑轮C正下方与正下方与C相距相距h的的A处固定处固定一电荷量为一电荷量为Q(Q0)的点电荷，电荷量为的点电荷，电荷量为q的带正电小球的带正电小球B，用，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉拉住，使住，使B处于静止状态，此时处于静止状态，此时B与与A点的距离为

15、点的距离为R，B和和C之间的之间的细线与细线与AB垂直。若垂直。若B所受的重力为所受的重力为G，缓慢拉动细线，缓慢拉动细线(始终保持始终保持B平衡平衡)直到直到B接近定滑轮，静电力常量为接近定滑轮，静电力常量为k，环境可视为真空，环境可视为真空，则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.F逐渐增大逐渐增大B.F逐渐减小逐渐减小C.B受到的库仑力大小不变受到的库仑力大小不变D.B受到的库仑力逐渐增大受到的库仑力逐渐增大答案答案BC1.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，只点电荷平衡问题的分析方法与纯力学

16、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：是在原来受力的基础上多分析一个电场力。具体步骤如下：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“三点共线三点共线”三个点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。电场强度的叠加与计算电场强度的叠加与计算1.电场强度的性质电场强度的性质矢量性矢量性规定正电荷受力方向为该点场强的方向

17、规定正电荷受力方向为该点场强的方向唯一性唯一性电场中某一点的电场强度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是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷电荷q无关，它决定于形成电场的电荷无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷场源电荷)及空间位置及空间位置2.电场强度的三个计算公式电场强度的三个计算公式图图6【例【例2】如图如图6所示，所示，A、B、C三点是同一圆周上的三等分三点是同一圆周上的三等分点，若在点，若在B、C两点放等量的正电荷，则两点放等量的正电荷，则A点的电场强度大点的电场强度大小为小为E。若将。若将C点的电荷改为与点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小点所放电荷的

18、电荷量大小相同的负电荷，则相同的负电荷，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.平衡法平衡法用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量为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，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方向的匀强电场，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，则匀强电场的电场强度，则匀强电场的电场强度E大小大小为为()答案答案B图图82.对称法对称法如图如图8所示，在点电荷所示，在点电荷q的电场中，放着一块带有一的电场中，放着

19、一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，定电荷量、电荷均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，则带电薄板在图中点的电场强度为零，则带电薄板在图中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答案答案C1.电场叠加基本原则是平行四边形定则。电场叠加基本原则是平行四边形定则。2.某些问题中，可灵活应用某些问题中，可灵活应用“平衡法平衡法”、“对称法对称法”或或“补偿法补偿法”等方法等方法技巧。技巧。

20、电场线的理解和应用电场线的理解和应用1.电场线的应用电场线的应用(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大。在同一电场里，电场线越密的地方场强越大。(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。(3)沿电场线方向电势逐渐降低。沿电场线方向电势逐渐降低。(4)电场线和等势面在相交处互相垂直。电场线和等势面在相交处互相垂直。2.两种等量点电荷的电场线两种等量点电荷的电场线比较比较等量异种点电荷等量异种点电荷等量同种点电荷等量同种点电荷电场线分布电场线分布中垂线上的中垂线上的电场强度电场强度O点最大，向外逐渐减小点最大，向外逐渐减小O点为零，向外先变大后

21、变小点为零，向外先变大后变小连线上的电连线上的电场强度场强度沿连线先变小后变大，中点沿连线先变小后变大，中点O处处的电场强度最小的电场强度最小沿连线先变小后变大，中点沿连线先变小后变大，中点O处处的电场强度为零的电场强度为零电场强度方电场强度方向比较向比较A、A、B、B四点场强方向相同，四点场强方向相同，垂直于垂直于BB连线连线A点场强方向向右，点场强方向向右，A点场强方向点场强方向向左，向左，B点场强方向向上，点场强方向向上，B点场点场强方向向下强方向向下图图10A.a一定带正电，一定带正电，b一定带负电一定带负电B.a向左运动，向左运动，b向右运动向右运动C.a电势能减小，电势能减小，b电

22、势能增大电势能增大D.a动能减小，动能减小，b动能增大动能增大【例【例3】(2019福建龙岩检测福建龙岩检测)如图如图10所示，图甲实线为方向未知的三条电场线，所示，图甲实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的两带电粒子从电场中的P点由静止释放，不考虑两粒子间的相互作用，仅在电场力点由静止释放，不考虑两粒子间的相互作用，仅在电场力作用下，两粒子做直线运动，作用下，两粒子做直线运动，a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示，虚线为直线，则所示，虚线为直线，则()解析解析从从vt图象中可以看出，图象中可以看出，a粒子加速度逐渐增大，粒子加速度逐渐增大，b粒子加速度逐渐减小，因粒子加速度逐渐减小，因为粒子仅受电场力，可知为粒子仅受电场力，可知a粒子所受电场力逐渐增大，粒子所受电场力逐渐增大，b粒子所受电场力逐渐减小，粒子所受电场力逐渐减小，所以所以a向左运动，向左运动，b向右运动，向右运动，B正确；由于不知电场的方向，所以无法判断正确；由于不知电场的方向，所