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1、备考导航考点考纲要求考查角度1物质的电结构、电荷守恒库仑定律的理解及应用,常涉及平衡、加速问题2静电现象的解释3点电荷4库仑定律5静电场场强的理解,利用电场线分析场强、电场力的大小及带电粒子在电场中的运动情况6电场强度、点电荷的场强7电场线考点考纲要求考查角度8电势能、电势电势高低的判断,电势差的计算,电场力做功与电势能变化的关系9电势差10匀强电场中电势差与电场强度的关系11带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在电场中的运动问题常与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等结合在一起进行综合考查12示波管13常见电容器电容概念的理解,平行板电容器的动态变化问题分析14电容器的电压、电荷量和电容的关
2、系第一节 库仑定律电场力的性质一、电荷电荷守恒定律1两种电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒带 电,丝绸摩擦过的玻璃棒带 电2电荷的相互作用:同种电荷相互,异种电荷相互,带电的物体能吸引轻小物体3元电荷:电子或质子所带电荷量最小,这个最小的电荷量叫元电荷,用e表示,e任何带电体所带的电荷量都是这个数值的主干知识整合负负正正排斥排斥吸引吸引1.601019C整数倍整数倍4电荷守恒定律(1)起电方式:、感应起电(2)带电实质:物体带电的实质是(3)电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 ,或者从物体的一部分;在转移的过程中,电荷的总量 摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电电荷的转移电荷的转移转
3、移到另一个物体转移到另一个物体转移到另一部分转移到另一部分保持不变保持不变1M和N原是两个不带电的物体,当它们互相摩擦后,M带正电1.61010C,下列判断正确的是A在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B摩擦的过程中电子从M转移到NCN在摩擦后一定带负电1.61010CDM在摩擦过程中失去1.61010个电子解析M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”,但内部仍有相等数量的正电荷(质子)和负电荷(电子),所以选项A错误M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B正确根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,选
4、项C正确电子带电荷量为1.61019C,摩擦后M带正电荷1.61010C,由于M带电荷量应是电子电荷量的整数倍所以M失去109个电子,选项D错误答案BC 1电荷守恒定律是自然界的普遍规律,既适用于宏观系统,也适用于微观系统2物体得到或失去电子便带上了电荷,得到电子带负电,失去电子带正电二、库仑定律1内容:真空中两个静止 间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成 ,与它们的 成反比,作用力的方向在它们的2表达式:(静电力常量k9.0109 Nm2/C2)3适用条件:点电荷点电荷正比正比距离的二次方距离的二次方连线上连线上真空中的点电荷真空中的点电荷2(2011海南单科)三个相同的金属小球1、2、3
5、分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变由此可知An3 Bn4Cn5 Dn6答案D 1当完全相同的带电金属球相接触时,同种电荷电量平均分配,异种电荷先中和后平分2当两带电体离得较近时,它们不能视为点电荷,库仑定律不再适用,但它们之间仍存在库仑力三、电场电场强度1电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用静止电荷产生的电场称为静电场静电场2电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场
6、力F与它的的比值(2)定义式:(3)单位:或 (4)矢量性:规定电荷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电荷量荷量qN/CV/m正正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,有一检验电荷q放在与其相距为r的P点,则P点的场强E(2)适用条件:真空中的 形成的电场4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 点电荷点电荷矢量和矢量和解析电场中某点的场强,与放不放检验电荷及检验电荷所带电荷量无关,故D正确答案D 四、电场线1电场线:在电场中画出的一系列有方向的曲线,沿着曲线上每一点的 方向都跟该点的场强方向一致2电场线的特点(1)电场线从
7、 出发,终止于 或无穷远处(2)电场线在电场中;(3)在同一电场里,电场线 的地方场强越大;(4)电场线上某点的切线方向表示该点的;(5)沿电场线方向电势逐渐 切线切线正电荷正电荷负电荷负电荷不相交不相交越密越密场强方向场强方向降低降低3几种典型电场的电场线(如图611)4(2012长春联考)如图612所示为点电荷a、b所形成的静电场的电场线分布,以下说法正确的是Aa、b均带正电Ba、b均带负电Ca带正电,b带负电DP点的场强大于Q点的场强解析电场线起于正电荷,止于负电荷,电场线的疏密表示场强的大小,故C、D正确答案CD 1电场是客观存在的物质,而电场线是为了形象、直观描述电场而假想的线,实际
8、不存在2若只有一条电场线,无法判断电场线的疏密程度,因而也无法判断电场的强弱例如一条电场线为直线,它既可能是负点电荷产生的电场,也可能是正点电荷产生的电场,还可能是匀强电场.1适用条件(1)库仑定律严格地说只适用于真空中,在要求不很精确的情况下,空气可近似当作真空来处理(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高频考点突破2库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力3电荷在库仑力作用下的平衡问题(1)同一直线上三个自由点电荷的平衡问题如图613所示在光滑绝缘水平面上的一条直线上有A、B、C三点,自由放置点电荷QA、QB、
9、QC,每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是:正、负电荷必须相互间隔(两同夹异)QAQB,QCQB(两大夹小)若QCQA,则QB靠近QA(近小远大)概括成易记的口诀为:“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大”(2)库仑力和其它力共同作用下的平衡问题解决此类问题的方法,仍然是首先对电荷进行正确的受力分析,然后运用共点力的平衡条件分析求解如图614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,若两次实验中B的电量分别为q1和q2,
10、分别为30和45,则q2/q1为思路点拨球A受到重力、库仑力和绳子拉力作用,属于三力平衡类问题,根据力的平衡和库仑定律列方程求解【自主解答】设细线长为l,A和B处在同一水平线上,以A为研究对象,小球A受到重力、库仑力F和绳子的拉力FT三个力的作用根据受力平衡可得Fmgtan,【答案】C(1)电荷所受库仑力的方向一定沿两电荷的连线,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引(2)当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力仍遵循库仑定律某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出其合力 1(2012宁波八校联考)下面各图(图615)中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它
11、们带电的种类以及位置已在图中标出,A球能保持静止的是解析对小球A进行受力分析如图所示,由共点力作用下物体平衡的条件可知,选项A、D可能使小球保持平衡答案AD 2电场的叠加(1)电场叠加: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)计算法则:平行四边形定则(2012台州期末)如图616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外,其余各点处的电荷量均为q,则圆心O处 审题提示若把A点的q改为q,则O点的强场为多少?由此可求出B、C、D、E处的四个q在O点的合场强【答案】C在求解电场强度问题时,应分清所叙述
12、的场强是合场强还是分场强,若求分场强,要注意选择适当的公式进行计算;若求合场强,可先求出分场强,然后再根据矢量的合成法则(平行四边形定则)进行求解在求解过程中,要注意灵活使用“对称法”和“等效法”2(2011重庆理综)如图617所示,电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有A体中心、各面中心和各边中点B体中心和各边中点C各面中心和各边中点D体中心和各面中心答案D1孤立点电荷的电场(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)(2)离点电荷越近,电场线越密(场强越大);(3)以点电荷为球心作一球面,则电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小相等,但方向不
13、同2两种等量点电荷的电场线比较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处的场强最小,指向负电荷一方为零比较等量异种点电荷等量同种点电荷连线上的场强大小沿连线先变小,再变大沿连线先变小,再变大沿中垂线由O点向外场强大小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的场强特点等大同向等大反向3.电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系根据电场线的定义,一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合(1)电场线为直线;(2)电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行;(3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电
14、场线平行(2012东北十校联考)P、Q两电荷的电场线分布如图618所示,a、b、c、d为电场中的四点一个离子从a运动到b(不计重力),轨迹如图所示则下列判断正确的是AP带负电Bc、d两点的电场强度相同C离子在运动过程中受到P的吸引力D离子从a到b,电场力做正功审题提示根据离子轨迹的弯曲方向,判断离子所受电场力的方向,且电场力的方向总沿电场线的切线方向【自主解答】由电场线的方向可知A错误;c、d两点场强大小相同,但方向不同,B错误;离子受电场力的方向应该指向曲线的凹侧,故可以判断出离子在运动过程中受到P的吸引力,选项C正确;离子从a到b,电场力做负功,选项D错误【答案】C(1)由粒子运动轨迹的弯
15、曲方向,可判断粒子的受力方向,从而判断粒子运动过程速度的变化情况(2)由电场线的疏密,可判断电场力的大小及加速度的大小3如图619所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示,则Aa一定带正电,b一定带负电Ba的速度将减小,b的速度将增大Ca的加速度将减小,b的加速度将增大D两个粒子的动能一个增加一个减小解析因不知电场线的方向,故无法判断a、b的电性由图可知,a、b初速度的方向相同,而运动轨迹不同,说明a、b电性相反电场力对二者均做正功,两粒子的动能都增加,b运动过程中电场线越来越密,所受的电场力越来越大,加速度越来越大,故选项C正确答案C 点击此处进入知能达标训练