高考物理一轮复习教科版课件第七章静电场基础课1

[高考导航]考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析201520162017物质的电结构、电荷守恒Ⅰ

Ⅰ卷·T15：电场线和

等势面

Ⅱ卷·T14：电场中的

匀变速直线运动T24：与电场力有关

的综合问题

Ⅰ卷·T14：电容器、匀强电

场的特点

T20：电场力作用下的曲线

运动

Ⅱ卷·T15：带电粒子在电场

中运动轨迹的分析

Ⅲ卷·T15：等势面的理解及

电场力做功的计算

Ⅰ卷·T20：φ－r图像、电场强度

及电场力做功T25：带电粒子在电场中的运动、

牛顿第二定律

Ⅱ卷·T25：带电粒子在电场中的

运动、动能定理

Ⅲ卷·T21：电场线与等势面的关

系、电场强度与电势差的关系静电现象的解释Ⅰ点电荷Ⅰ库仑定律Ⅱ静电场Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ电场线Ⅰ电势能、电势Ⅰ电势差Ⅱ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ示波管Ⅰ常见电容器Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ基础课1电场的力的性质点电荷、电荷守恒定律1.点电荷

有一定的电荷量，忽略形状和

的一种理想化模型。知识排查大小2.电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创造，也不会消灭，它们只能从一个物体

到另一个

物体，或者从物体的一部分

到另一部分；在转移过程中，电荷的总量

保持

。(2)起电方式：

、

、感应起电。(3)带电实质：物体带电的实质是

。转移转移不变摩擦起电接触起电得失电子库仑定律1.内容：

中两个静止的点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的

成正比，与它们之间距离的平方成反比。作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。真空乘积9.0×109真空点电荷1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的

。2.定义式：E＝

。单位：N/C或V/m3.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：E＝

。电场强度、点电荷的场强比值4.方向：规定

在电场中某点所受

的方向为该点的电场强度方向。5.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的

和，遵从

定则。正电荷电场力矢量平行四边形1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的

及

，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的

和该处的场强方向一致，某一区域电场线的

反映了这一区域电场强度的大小。电场线强弱方向切线方向疏密正电荷相交场强场强方向降低垂直1.思考判断 (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。(

) (2)根据公式F＝k得，当r→0时，有F→∞。(

) (3)相互作用的两个点电荷，电荷量大的，受到库仑力也大。(

) (4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反。(

) (5)电场强度E与试探电荷无关。(

)小题速练答案(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√答案D解析静电力常量k的数值并不是为库仑测得的，选项A错误；元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的，选项B错误；感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，选项C错误；电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷，选项D正确。3.在电场中的某点放入电荷量为－q的检验电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋2q的检验电荷，此时测得该点的场强(

) A.大小为2E，方向和原来的相反 B.大小为E，方向和原来的相反 C.大小为2E，方向和原来的相同 D.大小为E，方向和原来的相同答案

D4.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，若将一正检验点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力(

)

图1

A.大小不变

B.方向不变 C.逐渐减小

D.逐渐增大解析由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式F＝qE可知正点电荷从虚线上N点移动到M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，所以一直在变化，故选项D正确。答案D库仑定律的理解及应用1.解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤

库仑力作用下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了电场力。具体步骤如下：2.一个结论

完全相同的两带电金属球接触后再分离带有完全相同的电荷量。答案D图2解析对小球A受力分析，受重力、库仑力和细线拉力，处于平衡状态。通过几何关系得出这三个力互成120°角，有T＝mg＝F，选项D正确。答案D3.如图3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，则C的带电性质及位置应为(

)

图3 A.正，B的右边0.4m处

B.正，B的左边0.2m处 C.负，A的左边0.2m处

D.负，A的右边0.2m处答案C3个孤立共线点电荷的平衡规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。对电场强度的理解与计算1.电场强度的性质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1.电场中有一点P，下列说法正确的是(

) A.若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半 B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零 C.P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大 D.P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向答案C2.(多选)真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC＝30°，如图4所示。已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是(

)

图4 A.q1带正电，q2带负电 B.D点电势高于A点电势 C.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半 D.q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍答案AC3.(多选)如图5所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有等量

正点电荷(带电荷量均为Q)，在y轴上C点有负点电荷(带电

荷量为Q)，且CO＝OD＝r，∠ADO＝60°。下列判断正

确的是(

) A.O点电场强度小于D点的电场强度 B.若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则O点电场强度也增大 C.若两个正点电荷的电荷量同时等量地缓慢增大，则D点电场强度也增大 D.若负点电荷的电荷量缓慢减小，则D点电场强度将增大图5答案CD1.电场线的用途 (1)判断电场力的方向→正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反。 (2)判断电场强度的大小(定性)→电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小。 (3)判断电势的高低与电势降低的快慢→沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向。 (4)判断等势面的疏密→电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏。电场线的理解和应用2.两种等量点电荷的电场比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图

连线中点O点的电场强度最小，指向负电荷一方为零连线上的电场强度大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外电场强度大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的电场强度等大同向等大反向1.如图6所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是(

)

A.若Q为正电荷，则q带正电，Fa>Fb B.若Q为正电荷，则q带正电，Fa<Fb C.若Q为负电荷，则q带正电，Fa>Fb D.若Q为负电荷，则q带正电，Fa<Fb图6解析由于粒子由a运动到b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较大，选项A正确。答案A2.等量的异种点电荷，如图7所示是真空中两点电荷的周围的电场分布情况。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM＝ON。下列说法正确的是(

)

A.同一电荷在O、M、N三点所受的电场力相同 B.同一电荷在O、M、N三点的电场力方向相同 C.O、M、N三点的电场强度大小关系是EM＝EN>EO D.把另一自由电荷从M点静止释放，将沿MON做往复运动图7解析O、M、N三点的电场强度方向相同，但大小不同，O点场强最大，EM＝EN<EO，同一电荷在三点所受的电场力大小不同，方向相同，故选项A、C错误，B正确；把另一电荷从M点静止释放，由于受到水平的电场力作用不会沿MON做往复运动，故选项D错误。答案B3.某静电场中的电场线方向不确定，分布如图8所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是(

)

图8 A.粒子必定带正电荷 B.该静电场一定是孤立正电荷产生的 C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的速度大于它在N点的速度解析带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，因不知电场线的方向，粒子的电性无法确定，所以选项A错误；电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，所以选项B错误；N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，所以选项C正确；因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增加，所以选项D错误。答案C巧解电场强度的四种思维方法——科学思维能力的培养【例1】

(2018·石家庄质检)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图9所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(

)

图9答案A方法二、微元法可将带电圆环、带电平面等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷，再利用公式和场强叠加原理求出合场强。【例2】如图10所示，均匀带电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的