《 备考指南 物理 》课件-第7章 第1讲

静电场第七章核心素养新课程标准物理观念(1)理解电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面；(2)理解场的物质性，运用场的观念分析静电场中的相互作用问题；(3)理解电容器及电容等基本概念，掌握平行板电容器的电容及带电粒子在电场中运动等基本规律科学思维(1)运用重力场与静电场对比的方法研究静电场；(2)运用电场线、等势面等模型研究静电场；(3)运用力和运动、功和能等规律求解静电场相关问题核心素养新课程标准科学探究通过实验探究平行板电容器的电容及充、放电现象科学态度与责任(1)了解生产生活中关于静电的利用与防护；(2)了解静电知识在生产、生活和高科技中的应用，认识科学对社会进步的促进作用命题分析1.考查方式：(1)库仑定律、电场强度、点电荷的电场、电场线、电势和电势差、等势面、电势能、带电粒子在电场中的运动为历年高考的重点和难点，常以选择题和计算题的形式进行考查．(2)高考对本章基本概念和规律的考查以选择题为主，主要考查“物理观念”素养；在计算题中把电场力和能的性质与牛顿运动定律、功能关系有机结合，以带电粒子在电场中运动为模型，实现力、电知识的系统化考查．主要考查“科学思维”素养2．广东命题趋势：描述电场的物理量；库仑定律、电场强度、带电粒子在电场中的运动规律；电场中的功能关系；电场强度的叠加，平行板电容器的动态分析；力、电综合问题；电容器在现代生活中的应用第1讲库仑定律电场强度栏目导航01知识梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一1．元电荷元电荷是最小的电荷量，其值为e＝______________，所有带电体的电荷量都是元电荷的______________，其中质子、电子的电荷量与元电荷相同．电子的电荷量q＝______________.电荷、电荷守恒定律1.6×10－19C

整数倍

－1.6×10－19C

小惑易解带电体所带的电荷量是不连续的，任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍.2．点电荷(1)本身的体积比电荷间的距离________的带电体．(2)点电荷是理想化模型．3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能被创造，也不能消失，只能从物体的一部分________到另一部分，或者从一个物体________到另一个物体，在________的过程中电荷的代数和保持不变．(2)起电方法：__________、__________、__________.(3)带电实质：物体带电的实质是__________．(4)两个完全相同的导体球相接触后电荷的分配规律：同种电荷总量________，异种电荷______后再平均分配．小得多

转移

转移

转移

摩擦起电

感应起电

接触起电

电子的得失

平分

中和

小惑易解【自测1】关于元电荷，正确的说法是 (

)A．元电荷就是点电荷B．1C电荷量叫元电荷C．元电荷就是质子D．元电荷是自然界中电荷的最小单元D

知识二库仑定律真空

点电荷

正比

反比

9.0×109

3．适用条件：________中的____________．(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式计算．(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互________，异种电荷相互________．真空

静止点电荷

排斥

吸引

【自测2】(多选)(2021年浙江五校联考)下列电场中，带电粒子只在电场力作用下，既可做直线运动，又可做匀速圆周运动的是 (

)A．点电荷的电场

B．两个等量同种电荷的电场C．等量异种电荷的电场

D．匀强电场AB

知识三1．电场电荷周围存在的一种特殊物质．电场对放入其中的电荷有________．静止电荷产生的电场称为__________．2．电场强度(1)物理意义：描述电场的______和______的物理量．(2)定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F与它的________的比值等于电场强度．(3)定义式：________，单位：______或______．电场、电场强度力的作用

静电场

强弱

方向

电荷量

N/C

V/m

(4)矢量性：电场强度是矢量，方向与正电荷在该点所受的电场力方向______，与负电荷在该点所受的电场力方向______．(5)唯一性：电场中某点的电场强度是唯一的，由电场本身决定，与检验电荷无关．(6)真空中点电荷电场强度的决定式：____________，其中Q是形成电场的场源电荷．(7)电场的叠加：某点的电场等于各个电荷单独存在时在该点产生的电场的________．一致

相反

矢量和

【自测3】(2021年上海学业考试)如图，在一点电荷附近a、b点放置试探电荷测量其受力，下列试探电荷受力F

与电荷量q

的关系图中，正确的是 (

)B

知识四1．电场线为了形象地描述电场中各点场强的______和______，在电场中画出的一些曲线，曲线上每一点的________都跟该点的场强方向一致，曲线的______表示电场的强弱．电场线不是实际存在的线，而是为了描述电场而假想的线．电场线强弱

方向

切线方向

疏密

小惑易解(1)电场是一种客观存在的物质，但电场线是为了更形象地表现电场的特点而虚构的，现实不存在；(2)电场线不是电荷的运动轨迹，但是根据电场线方向和运动轨迹能判断电荷的受力方向和加速度方向.2．电场线的特点(1)电场线始于__________(或无穷远)，终于负电荷(或________)．(2)同一电场中，电场线密的地方__________，电场线疏的地方________．(3)电场线密的地方等差等势面______；等差等势面疏的地方电场线也______．(4)电场线互不相交．(5)电场线和等势面在相交处____________．正电荷

无穷远

电场强

电场弱

密

疏

互相垂直

(6)电场线的方向是电势________最快的方向，电势降低的方向______________电场线的方向．(7)切线方向表示该点______的方向，也是________的受力方向．降低

不一定是场强正电荷3．几种典型的电场线【自测4】(2022年上海师大附中模拟)在如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的 (

)C

题点各个击破2命题点一对点电荷和库仑定律的理解[师生共研类]2．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．(2)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．(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．例1关于元电荷、点电荷和质点，下列说法错误的是 (

)A．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看成质点B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷实际上是指电子和质子本身D．一个带电体能否看成点电荷，不是看他尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计【答案】C【解析】如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，物体的形状和大小可以被忽略，就可以把物体看成质点，A正确；所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，B正确；元电荷是物体带电量的最小数值，电子和质子的带电量大小与元电荷的数值相等，C错误；一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，D正确．本题选择错误选项，故选C．1．如图所示，两个带电金属球半径为r，中心距离为4r，所带电荷量大小相等均为Q.结合库仑定律适用条件，关于它们之间电荷的相互作用力大小F，下列说法正确的是 (

)【答案】C2．与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”．如图所示，竖直平面内有a、b、c三个带电小球，其中a、b固定于绝缘水平面上，三球的连线恰好组成正三角形，“电悬浮”恰好能使小球c静止，则

(

)A．a、b的电荷量必相等B．a、b、c的电荷量必相等C．a、b有可能带相反电性的电荷D．c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小【答案】A1．几种典型电场的电场线分布(1)孤立点电荷的电场线呈空间球状对称分布，如图甲、乙所示；匀强电场如图丙所示；点电荷与带电金属板的电场线分布如图丁所示．命题点二对电场线的理解和应用[师生共研类](2)两等量点电荷的电场分布规律.项目等量异种电荷等量同种电荷点电荷连线特点场强方向：正→负大小：强→弱→强，中点最小方向：中点两侧方向相反大小：强→弱→强，中点E＝0电势正电荷→负电荷，高→低若为正电荷，中点最低若为负电荷，中点最高中垂面场强各点方向一致，中点最强两侧渐弱中点两侧方向相反，两侧均有最大值，中点向两侧均为弱→强→弱电势电势为0的等势面不是等势面相同点场强的大小、电势均关于中点对称分布2.电场线的应用例2

(2021年浙江名校联考)小强在学习了静电场的知识后，来到实验室研究如图所示的电场，实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线，若

a、b

两点所处的等势线电势为0，相邻等势线间的电势差为2V，则

(

)A．a处电场强度等于b处电场强度B．c、b两点间的电势差大于c、a

两点间的电势差C．电子在c处具有的电势能为20eVD．若将一电子在d处由静止释放，则运动至c点对应等势线时，具有的动能为2eV【答案】D【解析】a处电场线较b处密集，a处电场强度大于b处电场强度，A错误；

a、b

两点在同一等势面上，c、b两点间的电势差等于c、a两点间的电势差，B错误；电子在c处的电势能为－20eV，C错误；电子在d处由静止释放，运动至c点对应等势线时，电场力做功2eV，电子的电势能减少2eV，动能增加2eV，D正确．1．某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示轨迹运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是 (

)A．M、N点的场强EM＞ENB．粒子在M、N点的加速度aM＞aNC．粒子在M、N点的速度vM＞vND．粒子带正电【答案】D【解析】电场线越密的地方电场强度越大，因此EN＞EM，A错误；同一电荷在M处的电场力小于N处的电场力，根据牛顿第二定律F＝ma，可知aM<aN，B错误；粒子受力的方向总是指向运动轨迹的内侧，从粒子运动的轨迹可知，粒子受力方向与电场线方向相同，带正电荷，且从M向N运动过程中，电场力做正功，运动速度增加，C错误，D正确．2．(2020年全国卷Ⅰ)在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示．质量为m，电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直．已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ＝60°.运动中粒子仅受电场力作用．(1)求电场强度的大小；(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？1．三个场强公式的比较命题点三对电场强度的理解[师生共研类]2.电场的叠加(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和．(2)运算法则：平行四边形定则．3．计算电场强度的五种方法叠加法多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和平衡法带电体受力平衡时可根据平衡条件求解等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情境变换为简单的或熟悉的电场情境对称法空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性补偿法将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面等【答案】B【答案】C【解析】电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力F以及试探电荷所带的电量q以及电性均无关，A错误，C正确；正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，但是某一点场强方向与放入试探电荷的正负无关，B错误；电场中某一点的电场强度是由电场本身决定的，与是否放试探电荷无关，D错误．2．(多选)(2021年河北卷)如图，四个电荷量均为q(q>0)的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为(4l,0)、(－4l,0)、(0，y0)和(0，－y0)，其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动(y0≠0)，下列说法正确的是 (

)A．除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零B．当y0取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点C．当y0＝8l时，将一带负电的试探电荷由点(4l,5l)移至点(0，－3l)，静电力做正功D．当y0＝4l时，将一带负电的试探电荷放置在点(l，l)处，其受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上【答案】ACD【解析】根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，A正确；因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无