《高考风向标》高考物理一轮复习 专题七 第1讲 库仑定律 电场强度课件

专题七电场考纲考点要求热点考向1.物质的电结构、电荷守恒Ⅰ1.通常以带电体(带电粒子)在电场中运动为物理情景，结合做曲线运动的条件，电场力做功与电势能的变化关系、动能定理等考查电场的有关概念、电场力的性质和能的性质．命题形式以选择题为主．2.带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题，常与生产、生活、科技实践结合(示波管等)，通过粒子运动的过程综合考查运动的合成与分解、能量的转化与守恒等知识，也是高考中的常考部份．3．以带电粒子在复合场(电场、磁场、重力场)中运动为载体，对考生物理过程和运动规律的分析能力、物理原理、规律运用能力、运用数学知识解决问题的能力、以及空间想象能力等的综合考查．通常以计算题形式出现，并常作为压轴题.2.静电现象的解释Ⅰ3.点电荷Ⅰ4.库仑定律Ⅱ5.静电场Ⅰ6.电场强度、点电荷的场强Ⅱ7.电场线Ⅰ8.电势能、电势Ⅰ9.电势差Ⅱ10.匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ11.带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ12.示波管Ⅰ13.常见电容器Ⅰ14.电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ第1讲库仑定律电场强考点1电荷、电荷守恒定律

1．点电荷：当带电体的大小、形状对研究问题的影响可忽略不计时，就可以看做带电的点，叫

(类似于力学中的质点) 2．元电荷：电子所带的电荷量．质子、正电子电荷量与它相同，用e

表示，e＝1.60×10－19C，所有带电体的电荷量都是点电荷.元电荷的

. 3．电荷守恒定律

(1)内容：电荷既不能创造，也不能消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分，在转移过程中，电荷的

不变．(2)物体带电的方式有：摩擦起电、感应起电、接触起电．(3)完全相同的带电金属球相接触时电荷的分配规律：同种电荷总量

，异种电荷

后平均分配．整数倍代数和平均分配中和4．三种起电方式的比较1．(单选)关于点电荷，下列说法中正确的是(

)A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B．体积较大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时，可看成点电荷D．当带电体带电量很少时，可看成点电荷

解析：一个带电体能不能看成点电荷，主要要看他的大小、形状是否会对研究问题有影响，而不是看体积的大小和电荷量的多少，若大小、形状对研究问题没有影响则可看成点电荷．C

2．(单选)绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图7－1－1所示，现使b带电，则(

)图7－1－1A．a、b之间不发生相互作用B．b

将吸引a，吸住后不放开C．b

立即把a

排斥开D．b

先吸引a，接触后又把a

排斥开D

解析：电荷对轻小物体有吸引力，所以b

带电后对a

有吸引力，接触后a

带有与b

相同电性的，所以接触后又把a排斥开．

3．(双选)两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之比为1∶7，在真空中相距为r，把它们接触后再放回原处，则它们间的静电力可能为原来的(

) A．4/7B．3/7C．9/7D．16/7

解析：由库仑定律，放回原处，则它们间的静电力之比等于电荷量乘积之比，两个相同的金属小球接触后带电量是中和后平分，当电性相同时，电荷量乘积为4×4＝16，D项正确；当电性不同时，电荷量乘积为3×3＝9，C项正确．CD考点2库仑定律

1．内容：在真空中两个静止点电荷的相互作用力跟它们的

成正比，跟它们间的

成反比．作用力的方向在它们的连线上．

3．适用条件：真空中的

．

4．对库仑力的理解

(1)库仑力的正负不表示力的大小，而表示力的性质． 当带电体所带电荷同号时，F＞0，库仑力为斥力；当带电体所带电荷异号时，F＜0，库仑力为引力．

(2)两个带电体之间的库仑力是一对作用力与反作用力．电荷量的乘积距离的平方点电荷2．表达式：F＝k

，式中k＝9.0×109

N·m2/C2，叫静电力常量

.

4．(单选)如图7－－1－2所所示，两个完完全相同的绝绝缘金属壳a、b的半径为R，质量为m，两球心之间间的距离为l＝3R.若使它们带上等量量的异种电荷荷，电荷量为为q，那么两球之之间的万有引引力F引，库仑力F库分别为()图7－1－2解析：万有引力定律律适用于两个个可看成质点点的物体，而而均匀的球体可将将其质量集中中在球心考虑虑；库仑定律律适用于点电电荷，两球壳带等量量异种电荷，，但由于电荷荷间的相互作作用力使其电电荷集中在两球壳壳的内侧，它它们之间距离离小于l，故此时的库库仑力大于电荷集中在在球心时的库库仑力．答案：D考点3电场、电场强强度1．电场：电电荷周围存在在的一种特殊殊物质．电场场对放入其中中的电荷有．静止电荷产产生的电场称称为．2．电场强度度(1)定义：：放入电场中中某点的电荷荷受的电场力力F与它的电荷量的比值．(2)公式：：.(3)矢量性性：电场强度度是矢量，方方向与该点正正电荷受电场场力方向一致，与与该点负电荷荷受电场力的的方向相反．．力的作用静电场E＝F/q(5)真空中中点电荷电场场强度决定式式其中Q是形成电(4)电场中某点的的电场强度由由电场本身决决定，与检验验电荷无关．场的场源电荷荷．(6)电场的叠加：：某点的电场场等于各个电电荷单独存在在时在该点产生的电场场的矢量和．．定义式决定式关系式公式

FE＝ q

QE＝k

r2

UE＝

d适用范围任何电场真空中点电荷匀强电场意义电场强度E与电场力F 和检验电荷q无关电场强度E由场源点电荷Q以及该点到场源点 电荷Q的距离r决定

U是电场中两点间的电势差，d这两点间沿电场方向的距离方向正电荷的受力方向①Q为正电荷，则背离

场源点电荷Q②Q为负电荷，则指向场源点电荷Q正极板指向负极板3．三种电场强强度计算公式式的比较5．(单选)对公式E＝k，理解正确的的是()解析：E＝k2是点电荷形成成的电场场强强公式，r→0时，不Qr2A．r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点场强跟跟点电荷Q无关，只跟该该点位置r有关D．以点电荷Q为圆心心，r为半径径的球球面上上，各各点场场强相相同Qr能看成成点电电荷，，所以以公式式已经经不适适应了了．以以点电电荷Q为圆心心，r为半径径的球球面上上，各各点场场强大大小相相等但但方向向不相相同，，D项错．．B6．(双选选)一一带电电量为为q的检验验电荷荷在电电场中中某点点受到到的电电场力大大小为为F，该点点场强强大小小为E，则下下面能能正确确反映映这三三者关关系的是是()解析：：电场强强度的的大小小由电电场本本身决决定，，与检检验电电荷无无关．．BC7．(单选选)关关于电电场，，下列列说法法中正正确的的是()A．电电场是是电荷荷周围围空间间实际际存在在的物物质B．电电场是是为了了便于于研究究电荷荷的运运动而而引入入的理理想模模型C．电电荷周周围分分布的的电场场线就就是电电场D．电电荷间间的相相互作作用不不是通通过电电场作作媒介介产生生的考点4电场线线1．电场场线：：在电电场中中画出出一些些曲线线，曲曲线上上每一一点的的切线线方向都都跟该该点的的场强强方向向一致致，曲曲线的的疏密密表示示电场场的强强弱．．电场线线不是是实际际存在在的线线，而而是为为了描描述电电场而而假想想的线线．A2．电电场场线线的的特特点点(1)电场场线线始始于于正正电电荷荷(或无无穷穷远远)，终终于于负负电电荷荷(或无无穷穷远)；(2)电场场线线密密的的地地方方电电场场强强；；电电场场线线疏疏的的地地方方电电场场弱弱；；(3)电场场线线密密的的地地方方等等差差等等势势面面密密；；等等差差等等势势面面密密的的地地方方电电场线线也也密密；；(4)电场场线线互互不不相相交交；；(5)电场场线线和和等等势势面面在在相相交交处处互互相相垂垂直直；；(6)电场场线线的的方方向向是是电电势势降降低低的的方方向向，，电电势势降降低低的的方方向向不不一一定是电场场线的方方向．3．几种典典型的电电场线8．(双选)(2010年广州b所形成的的电场线线分布，，以下说说法正确确的是()图7－1－3A．a、b为异种电电荷B．a、b为同种电电荷C．A点场强大大于B点场强D．A点电势高高于B点电势AD解析：题图是异异种电荷荷形成的的电场线线，A正确，B错误；B点电场线线密，故故B点场强大大；沿电电场线电电势降低低，故A点电势高于B点电势，，C错误，D正确．9．(单单选)两两带电量量分别为为q和和－q的点点电荷放放在x轴上上，相距为L，能能正确反反映两电电荷连线线上场强强大小E与与x关关系的的是()A解析：如图24，根据两两等量异异种点电电荷周围围的电场场线可直直观地看出出，连线线的中点点场强最最小，但但不为零零，关于于中点对对称的两点场强强大小相相等，方方向相同同，所以以两点电电荷的连连线上的的场强先减小后后增大，，A正确．图24A．2×10B．4×10C．6×10D．8×10ρππr3·g＝4××10-9(C)．10热点1电电场场力作作用下下物体体的平平衡问 【例1】(单选)(2010年全国卷Ⅱ)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s2，水的密度为103kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为(

)－9C－9C－9－9C解析：：带电雨雨滴在在电场场力和和重力力作用用下保保持静静止，，根据据平mgE＝衡条件件，电电场力力和重重力必必然等等大反反向，，mg＝Eq，则q＝434BC这类题与纯纯力学问题题分析方法法是一样的的．注意的是：(1)分析力时，，要注意电电荷的正负负，正电荷荷电场力的的方向与场强方向相相同，负电电荷电场力力的方向与与场强方向向相反；(2)要注意电场场强度大小小是否变化化，方向有有什么特点点．1．(单选选)(2009年年浙江卷)如图7－1－4所示，，在光滑绝绝缘水平面上放放置3个个电荷量量均为q(q>0)的相相同小球，，小球之间间用劲度系数均均为k0的轻质弹簧簧绝缘连接接．当3个小球球处在静止止状态时，每根根弹簧长度度为l.已知静电电力常量为为k，若不考虑虑弹簧的静电感应应，则每根根弹簧的原原长为()5q2k0lkq5kq4k0l5kq其他两个小小球对它的的库仑力，，它们的关关系是k0x＝k2＋k5kq4k0l图7－1－4A．l＋22B．l－2k0l2C．l－22D．l－22k0l2解析：第三个小球球受三个力力的作用，，即弹簧的的拉力和q2lq2(2l)2,24k0l2，故故弹弹簧簧原原长长为为l0＝l－x＝l－解得得弹弹簧簧的的伸伸长长量量为为x＝5kq22.答案案：：易错错点点：：库库仑仑定定律律的的运运用用【例例1】】(单单选选)如如图图7－－1－－5所所示示，，真真空空中中A、B两个个点点电电荷的的电电荷荷量量分分别别为为＋＋Q和＋＋q，放放在在光光滑滑绝绝缘缘水水平平面面上上，，A、B之间用用绝绝缘缘的的轻轻弹弹簧簧弹簧发生的均是弹性形变，则(

)图7－1－5A．保保持持Q不变变，，将将q变为为2q，平平衡衡时时弹弹簧簧的的伸伸长长量量等等于于2x0B．保保持持q不变变，，将C．保保持持Q不变变，，D．保保持持q不变变，，将将Q变为为－－Q，平平衡衡时时弹弹簧簧的的缩缩短短量量小小于于x0答案案：：B错解解分分析析：：A、、B选选项项中中，，某某电电荷荷量量变变为为原原来来的的两两倍倍则则库库仑仑力变为原来的的两倍，要平平衡则弹力变变为原来的两两倍，即弹簧簧的伸长量等于2x0错选A.C、D两项项中，电荷变变为负后是引引力，如果两电荷间距距离不变库仑仑力大小不变变，弹力等于于电场力，只只是弹簧是变压缩缩，缩短量等等于x0，错选C项项．错误的的原因是弹簧簧伸长或缩短两两电荷间的距距离都变化则则库仑力也会会变化．正确解析：A、B选项项中，某电荷荷量变为原来来的两倍，要要平衡则弹力变为为原来的两倍倍，即弹簧的的伸长量等于于2x0，但弹簧伸长，电荷间距距离变大，库库仑力比原来来的两倍小，，所以伸长量量小于2x0，B正确．．C、D两两项中，电荷荷变为负后是是引力，如果果两电荷间距离不变变则库仑力大大小不变，弹弹力等于电场场力．但由于于两Qq2<2，x＜2x0.同理F″＝k电荷间距离变变小，库仑力力变大，压缩缩量应变大，，所以C、D两项都错误．列式求解为：：设弹簧的原原长为l，＋Q和＋q间的库仑力为为F＝kQq(l＋x0)2＝kx0，将q变为2q时，设弹簧伸伸长量为x，则电荷间的库仑仑力F′＝k2Qq(l＋x0)2，上述两式相相比得xx0＝22(l＋x0)(