高三物理一轮复习-第一课时-库仑定律电场强度电场线课件

考纲展示考向指南知识点要求1.电场的描述依然是考查的重点．场强、电场线、电场力、电势等方面、电势差、电势能、几种典型的电场频频被考查，且常结合上力和运动的关系、功能关系，多以选择题的形式出现．2.带电粒子在电场中的运动(含电容器电场)，是考查的重中之重，年年必考总是与力学知识(共点力平衡、牛顿定律、动能定理、功能关系)综合，甚至与磁场知识结合，综合性强，能力要求高，主要以计算题形式出现．两种电荷，电荷守恒Ⅰ真空中的库仑定律，电荷量Ⅱ电场，电场强度，电场线，点电荷的场强，匀强电场，电场强度的叠加Ⅱ电势能，电势差，电势，等势面Ⅱ匀强电场中电势差跟电场强度的关系Ⅱ静电屏蔽Ⅰ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ示波管，示波器及其应用Ⅰ电容器的电容Ⅱ平行板电容器的电容，常用的电容器Ⅰ实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线说明：带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时的速度平行或垂直于场强的情况第一课时库仑定律电场强度电场线1．元电荷科学发现最小的电荷量就是

所带的电荷量的绝对值．质子、正电子电荷量与它相同，用e表示，e＝

，所有带电体的电荷量都是元电荷的

．电子1.60×10－19C整数倍2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体

到另一个物体或从物体的这一部分

到另一部分，系统的电荷总量

．(2)物体带电的实质：

．(3)使物体带电的方式有：

．(4)当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

，异种电荷先

．转移转移不变得失电子摩擦起电、感应起电、接触带电平均分配中和后平分1．点电荷当带电体间的距离比它们自身的大小大的多以至于带电体的

对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体，就可以看做带电的点，叫做点电荷．类似于力学中的

．也是一种理想化的模型．形状、大小及电荷分布质点2．库仑定律(1)内容：在

中两个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

上．(2)表达式：F＝

，式中k＝9.0×109

，叫

．(3)适用条件：

中的

．真空电荷量的乘积距离的平方它们的连线N·m2/C2静电力常量真空点电荷1．电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有

．静止电荷产生的电场称为

． 根据表达式E＝，能说场强E与q成反比，与F成正比吗？为什么？力的作用静电场2．电场强度(1)定义：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的

的比值．(2)公式：E＝.(3)单位

.(4)矢量性：规定

在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．电荷量qN/C或V/m正电荷3．点电荷场强的计算式(1)设在场源点电荷Q形成的电场中，有一点P与Q相距r，则P点的场强E＝

.(2)适用条件：真空中的

形成的电场．点电荷1．电场线及特点电场线电场线是画在电场中的一条条

，曲线上每点的

表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，而是为了描述

而假想的线．电场线的特点①电场线从

出发终止于

．②电场线在电场中不

．③在同一电场里，电场线

的地方场强越大．④

的电场线是均匀分布的平行直线.有方向的曲线切线方向电场正电荷或无限远处负电荷或无限远处相交越密匀强电场2.几种典型电场的电场线1.1(2009年江苏卷)两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为 ()【答案】

C2．1如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q.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，问：C应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？3．1下面是对点电荷的电场强度公式E＝的几种不同理解，正确的是 ()A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强大小与距离r成反比D．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同【解析】当r→0时，E＝，不再适用，A错B对；某点场强的大小应与距离r的平方成反比，C错；以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强大小相等，方向不同，故场强不同，D错．【答案】B4．1如下图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a点运动到b点，电场力做正功，则下列判断正确的是 ()A．若Q为正电荷，则q带正电，Fa＞FbB．若Q为正电荷，则q带正电，Fa＜FbC．若Q为负电荷，则q带正电，Fa＞FbD．若Q为负电荷，则q带正电，Fa＜Fb【解析】由于粒子由a点运动到b点电场力做正功，可知电场力指向外侧，Q，q为同种电荷，电场线密集的地方电场强度大，由F＝Eq知Fa大，选项A正确．【答案】

A一、对电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷的概念的理解电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍；元电荷不是电子也不是质子，而是最小的电荷量，电子和质子带最小的电荷量，即e＝1.6×10－19C；点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化的模型，对其带电荷量无限制；试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷． 1．下列说法正确的是 ()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷D．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们受到的库仑力的大小一定相等【解析】

元电荷是电荷量的一种单位．质子和电子所带的电荷量都等于e，A项错．能否把带电体看成点电荷，不在于带电体本身的大小，而在于它们的大小是否比它们之间的距离小得多．故B、C项均错，最易产生错误的地方是认为点电荷是很小的带电体．相互作用的两个点电荷之间的库仑力是一对作用力和反作用力，故它们总是大小相等，方向相反的．【答案】

D二、电场的叠加原理及三个表达式的比较1．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在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，电场强度的叠加遵循平行四边形定则．2．场强三个表达式的比较定义式决定式关系式表达式E＝F/qE＝kQ/r2E＝U/d适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小及方向与试探电荷的电荷量及存在与否无关.Q：场源电荷的电荷量r：研究点到场源电荷的距离U：电场中两点的电势差d：两点沿电场方向的距离【答案】BCD三、等量同种和异种点电荷的电场两点电荷连线的中垂线上的电场分布及特点的比较比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷电场线图示比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷交点O处的场强为

.最

.由O沿中垂线向外场强的变化向外先增大后减小向外逐渐减小关于O点对称的两点A与A′，B与B′场强的关系等大、反向等大、同向零大 3.两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图 ()【解析】

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，A正确．【答案】

A【轻轻告诉你】思考不能．因电场的场强大小决定于电场本身，而与试探电荷的受力和所带电量无关．E＝F/q为场强的定义式，非决定式．

如下图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为多少？ 分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化，分析方法是：(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”，一般是先整体后隔离．(2)对研究对象进行受力分析．(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0) 1－1：如图所示，两个带同种电荷的带电球(均可视为带电质点)，A球固定，B球穿在倾斜直杆上处于静止状态(B球上的孔径略大于杆的直径)，已知AB两球在同一水平面上，则B球受力个数可能为 ()A．3 B．4C．5 D．6【解析】

根据题意，由图可知B球必定要受到的力有三个，分别是重力、杆的弹力、A给B的库仑力，这三个力的合力可以为零，所以A正确；在三力平衡的基础上，如果库仑力增大，为保持平衡状态，杆要给B球沿杆向下的摩擦力，反之如果库仑力减小，为保持平衡状态，杆要给B球沿杆向上的摩擦力，从而实现四力平衡，B正确．【答案】AB (2009年海南单科)如下图所示，两等量异号的点电荷相距为2a.M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L≫a.略去(a/L)n(n≥2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度 ()A．大小之比为2，方向相反B．大小之比为1，方向相反C．大小均与a成正比，方向相反D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直 电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果． 2－1：如下图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q处，其余各点处的电量均为＋q，则圆心O处 ()【解析】

在A处放一个－q的点电荷与在A处同时放一个＋q和－2q的点电荷的效果相当，因此可以认为O处的场是5个＋q和一个－2q的点电荷产生的场合成的，5个＋q处于对称位置上，在圆心O处产生的合场强为0，所以O点的场强相当于－2q在O处产生的场强．故选C【答案】

C 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是 ()A．带电粒子所带电荷的性质B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大【解析】由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定．设粒子从a运动到b(也可分析从b到a的情况，两种分析不影响结论)，速度方向与电场力夹角大于90°，故速度减小，由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强，带电粒子在a点受电场力较大，从而加速度较大，综上所述，B、C、D正确． (1)粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧，由此判断电场的方向或电性．(2)由电场线的疏密情况判断带电粒子的加速度情况．(3)功能关系判断速度变化：如果带电粒子在运动中仅受电场力作用，则粒子电势能与动能的总量不变，电场力做正功，动能增大，电势能减小． 3－1：A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v和时间t的关系图象如图所示，则此电场的电场线分布可能是下图中的 ()【解析】

从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的弯曲程度逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.【答案】

A

1.如下图所示，有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场E中，由静止开始沿天花板向左做匀速直线运动，下列说法正确的是 ()A．物体一定带正电B．物体一定带负电C．物体不一定受弹力的作用D．物体一定受弹力的作用【解析】物体由静止向左运动，所以物体带正电，物体做匀速直线运动，得合力为零，所以一定受摩擦力作用，而有摩擦力一定有弹力，所以选A、D.【答案】AD2．(2010年江西九所重点中学联考)如下图所示，质量分别是m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两个带电小球，分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点，已知：q1＞q2，m1＞m2，两球静止平衡时的图可能是 ()【答案】

D3．如图所示，AB是某个点电荷的一根电场线，在电场线上O点由静止释放一个负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向B运动，下列判断正确的是 ()