新课标2016高三一轮复习电场力的性质全解
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2023《物理一轮复习、《电场力的性质》》•知识点回顾•重点知识梳理•难点知识解析•经典例题解析目•易错点总结录01知识点回顾当一个带电体靠近一个导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。
静电感应电场是客观存在的一种特殊物质,与形态存在的物质不同,它看不见、摸不着,但又确定存在。
任何电荷的周围都存在着电场,电场常用假想的电场线来描绘。
电场电场的概念01电场强度是描述电场强弱的物理量,是矢量,有大小和方向。
电场强度02大小:试探电荷所受的力与其电荷量的比值。
03方向:正电荷所受电场力的方向。
04点电荷的电场强度:在真空中,点电荷的电场强度E=kQ/r²,与距离的平方成反比;在空气介质中,其电场强度与媒介的种类、压力等因素有关。
电场线是假想的曲线,从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
电场线的疏密表示电场的强弱。
切线方向表示该点的场强方向。
电场线不封闭,不相交,不相切。
电场线02重点知识梳理理解并掌握电场力的性质总结词电场力的性质包括电场强度、电场线、电势能等概念。
电场强度是描述电场力的性质的物理量,它与试探电荷所受的电场力无关,而与电场本身有关。
电场线是描述电场中电场强度分布的曲线,它可以形象地表示电场的强弱和方向。
电势能是描述电荷在电场中具有的能量,它与电荷的电量和电势有关。
在电场中移动电荷时,电场力会做功,导致电势能的变化。
详细描述电场力的性质电场力的做功与电势能的变化总结词理解并掌握电场力的做功与电势能的变化规律详细描述电场力的做功与路径无关,只与初末位置有关。
在电场中移动电荷时,如果电场力做正功,则电势能减少;如果电场力做负功,则电势能增加。
这一规律可以用来判断电势能的变化情况。
此外,通过电场力做功的计算,还可以求出电荷在电场中的位置势能。
总结词理解并掌握静电感应与静电屏蔽的概念及原理详细描述静电感应是指放在静电场中的导体由于静电感应而带电的现象。
孤立点电荷周围的电场
等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场
安徽卷,20)如图所示,匀带电圆形平板,单位面积带电量为(坐标为x )的电场强度可以由库仑定律A .0
221/2
2()x
k r x πσ+
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
电子在A、B两点受的电场力F A<
B两点的电场强度E A>E B
.场强方向为由A到B
【例5】图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的
杆斜向上,场
.若滑块匀速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑
若滑块匀速下滑,加上竖直向下的电场后,
=
mg
q B.
小球B开始运动时的加速度为多大?
小球B的速度最大时,与M端的距离
解析:(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、--
-
(1)小物块在BC 上匀速运动,由受力平mgcos θ,Ff =mgsin θ μFN ,由以上几式解得小物块在CA 上做匀加速直线运动,受力情
F N′=mgcos θ
根据牛顿第二定律得=2a·L 2
小球静止在电场中的受力如图所示:显然小球带正电,由平衡条件得:Eq ① ②
电场方向变成向下后,小球开始摆动做圆周运动,重力、电场力对小球做正功.由动能定理:qE)l(1-cos 37°)=1
2mv2由圆周运动知识,在最低点时,3mg 4q (2)49
20
mg。
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习:电场力的性质;电场能的性质【本讲信息】一. 教学内容:1.电场力的性质2. 电场能的性质【要点扫描】电场力的性质一、电荷、电荷守恒律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感起电。
4、电荷守恒律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一转移到另一,系统的电荷总数是不变的.注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先后再平分。
二、库仑律1、内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:F=kQ1Q2/r2 k=9.0×109N·m2/C23、适用条件:〔1〕真空中;〔2〕点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.〔这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重分布,不能再用球心距代替r〕。
点电荷很相似于我们力的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三律②使用库仑律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引〞的规律性判。
三、电场:1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2、电场的根本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
第1讲 电场力的性质命题点一 库仑定律的理解和应用1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.2.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷,r 为球心间的距离.3.对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图5所示.图5(1)同种电荷:F <k q 1q 2r 2;(2)异种电荷:F >k q 1q 2r2.4.不能根据公式错误地认为r →0时,库仑力F →∞,因为当r →0时,两个带电体已不能看做点电荷了. 例1 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图6所示,半径为R 的球体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在过球心O 的直线上有A 、B 两个点,O 和B 、B 和A 间的距离均为R .现以OB 为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k ,球的体积公式为V =43πr 3,则A点处检验电荷q 受到的电场力的大小为( )图6A.5kqQ 36R 2B.7kqQ 36R 2C.7kqQ 32R 2D.3kqQ 16R 2科学研究表明,地球是一个巨大的带电体,而且表面带有大量的负电荷.如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃,恰好能悬浮在空中,若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时,则此带电尘埃将( ) A.向地球表面下落 B.远离地球向太空运动 C.仍处于悬浮状态 D.无法判断命题点二 库仑力作用下的平衡问题注意库仑力的方向:同性相斥,异性相吸,沿两电荷连线方向.例2 (多选)如图7所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行.小球A 的质量为m 、电荷量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷.小球A 静止在斜面上,则( )图7A.小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2B.当q d =mg sin θk 时,细线上的拉力为0 C.当q d =mg tan θk 时,细线上的拉力为0 D.当q d =mgk tan θ时,斜面对小球A 的支持力为0 变式2 如图所示,甲、乙两带电小球的质量均为m ,所带电荷量分别为+q 和-q ,两球间用绝缘细线2连接,甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上,在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场,场强为E ,且有qE =mg ,平衡时细线都被拉直.则平衡时的可能位置是哪个图( )(多选)如图8所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg 的小球A 悬挂在水平板的M 、N 两点,A 上带有Q =3.0×10-6 C 的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F 1和F 2.A 的正下方0.3 m 处放有一带等量异种电荷的小球B ,B 与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g 取10 m /s 2;静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2,A 、B 球可视为点电荷),则( ) A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F 1=F 2=1.9 NC.将B 水平右移,使M 、A 、B 在同一直线上,此时两线上的拉力大小F 1=1.225 N ,F 2=1.0 ND.将B 移到无穷远处,两线上的拉力大小F 1=F 2=0.866 N命题点三电场强度的理解和计算类型1点电荷电场强度的叠加及计算1.电场强度的性质2.三个计算公式3.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较如图9所示,在水平向右、大小为E 的匀强电场中,在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷,A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点,B 、D 连线与电场线平行,A 、C 连线与电场线垂直.则( ) A.A 点的电场强度大小为E2+k 2Q 2r4B.B 点的电场强度大小为E -k Qr 2C.D 点的电场强度大小不可能为0D.A 、C 两点的电场强度相同 非点电荷电场强度的叠加及计算 1.等效法:在保证效果相同的前提下,将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景.例如:一个点电荷+q 与一个无限大薄金属板形成的电场,等效为两个异种点电荷形成的电场,如图11甲、乙所示.MN 为足够大的不带电的金属板,在其右侧距离为d 的位置放一个电荷量为+q 的点电荷O ,金属板右侧空间的电场分布如图12甲所示,P 是金属板表面上与点电荷O 距离为r 的一点。