2020高考物理大一轮复习第7单元静电场学案

2019年

【2019最新】精选高考物理大一轮复习第7单元静电场学案

高考热点统计 要求 库仑定律 电场强度、点电荷的场强 电场线、电势能、电势 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 常见电容器、电容器的电压、电荷量和电容的关系 2017年 高考基础要求Ⅰ Ⅱ Ⅲ 及冷点统计 Ⅱ 物质的电结构、电荷守Ⅱ 21 19 15 15 20 25 21 恒、点电荷(Ⅰ) Ⅰ 21 19 15 20 15 20 21 静电现象的Ⅱ 24 解释、静电场(Ⅰ) Ⅱ 示波管(Ⅰ) Ⅱ 25 15 24 20 16 25 21 Ⅰ 14 14 17 前两个考点为高考基础要求,一般1.电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题是历年高考的重点.不单独命复习时应侧重对基本概念、规律进行认识和理解.掌握描述电场性题,要求理质的几个物理量,如电场强度、电场线、电势、电势能等,理解平解;示波管行板电容器的电容,会分析带电粒子在电场中的运动问题. 是带电粒子2.电场的性质、电容器、带电粒子在电场中运动的综合问题是近在电场中运几年高考的热点,这几个考点在明年的高考中考查到的概率仍然很动的模型应大,复习时应引起高度重视. 用,属于高考的冷点. 2014年 Ⅰ Ⅱ 2015年 Ⅰ Ⅱ 2016年 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 15 考情分析 第19讲 电场的力的性质

一、电荷及其守恒定律

1.元电荷、点电荷

(1)元电荷:e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的 . (2)点电荷:代表有一定电荷量的点,忽略带电体的大小和形状的 . 2.电荷守恒定律

(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量 . (2)三种起电方式: 起电、 起电、 起电. 二、库仑定律

1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积

成 ,与它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上. 2.表达式:F=k,式中k= N·m2/C2,叫作静电力常量. 3.适用条件:真空中的 . 三、电场、电场强度 1.电场

(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种 . (2)基本性质:对放入其中的电荷有 . 2.电场强度

(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的 与它的 的比值. (2)定义式: .单位:N/C或V/m.

(3)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. 四、电场线

2019年

1.电场线:在电场中画出的一些曲线,曲线上每一点的 方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的 .电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线. 2.电场线的特点

(1)电场线从 或无限远处出发,终止于 或无限远处. (2)电场线不相交.

(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强 . 五、典型电场的电场线分布

图19-1

【思维辨析】

(1)物体带电的实质是电子的转移. ( ) (2)电场和电场线都是客观存在的. ( )

(3)相互作用的两个点电荷,电荷量大的,受到的库仑力也大. ( ) (4)根据F=k,当r→0时,F→∞.

( )

(5)E=是电场强度的定义式,可知电场强度与电场力成正比. ( ) (6)没有电场线的地方不存在电场. ( ) 【思维拓展】

(多选)如图19-2所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则金属球A的带电情况可能是 ( )

图19-2

A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电 C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电

考点一 电荷守恒与库仑定律

(1)在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小.

(2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反. (3)由公式F=k可以看出,在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大.

1.(电荷守恒)[2016·浙江卷] 如图19-3所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开 ( )

图19-3

A.此时A带正电,B带负电 B.此时A电势低,B电势高

C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合

D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合

2.(电荷守恒和库仑定律)两个所带的电荷量分别为-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)相距为r,它们间的库仑力大小为F.使两小球相互接触,且使二者之间的距离变为,则此时两小球间的库仑力大小为 ( )

A.F D.12F

3.(库仑力作用下的平衡问题)(多选)如图19-4所示,A、B两球所带的电荷量均为2×10-5 C,质量均为0.72 kg,其中A球带正电荷,B球带负电荷,且均可视为点电

2019年

荷.A球通过绝缘细线吊在天花板上,B球固定在绝缘棒的一端,现将B球放在某一位置,能使绝缘细线伸直,A球静止且细线与竖直方向的夹角为30°,则A、B两球之间的距离可能为 ( )

图19-4

A.0.5 m B.0.8 m C.1.2 m D.2.5 m

4.(库仑力作用下的动力学问题)如图19-5所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做角速度大小相同的匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C和B的距离分别是L1和L2.不计三个质点间的万有引力,则A和C的比荷(电荷量与质量之比)为 ( )

图19-5 A. ■ 要点总结

(1)对于两个均匀带电绝缘球体,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.

(2)对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.

(3)不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞.其实,在这样的条件下,两个带电体已经不能再看成点电荷了. 考点二 电场的叠加

1 直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图19-6所示.M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为 ( )

图19-6 A.,沿y轴正向

B.,沿y轴负向

C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向 ■ 题根分析

本题通过合电场强度的计算,考查点电荷电场强度的计算,分析时应注意: (1)电场强度三个表达式的比较 表达式 E= E=k E= (2)电场强度叠加问题的求解思路:①确定分析计算的空间位置;②分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;③依次利用平行四边形定则求出矢量和. ■ 变式网络

式题1 如图19-7所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量) ( )

真空中点电荷电场强度定义匀强电场中E与U公式意义 电场强度的决式 的关系式 定式 ①真空; 适用条件 一切电场 匀强电场 ②点电荷 由场源电荷Q由电场本身决定,d由电场本身决和场源电荷到决定因素 为沿电场方向的距定,与q无关 该点的距离r离 共同决定 图19-7

A.k

2019年

C.k

式题2 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、所带电荷量与之相等的点电荷产生的电场相同.如图19-8所示,半径为R的球体上均匀分布着总电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B间、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖出一个球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为V=πr3,则A点处电场强度的大小为 A.

( )图19-8

C.

式题3 [2017·贵州七校一联] 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19-9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19-9 A.-E

C.+E

考点三 电场线的理解和应用 1.电场线的应用

(1)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大. (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向. (3)沿电场线方向电势逐渐降低.

(4)电场线和等势面在相交处互相垂直. 2.两种等量点电荷的电场线 比较 电场线分布 中垂线上的O点最大,向外O点为零,向外先变电场强度 逐渐减小 大后变小 沿连线先变小后沿连线先变小后变连线上的电变大,中点O处大,中点O处的电场场强度 的电场强度最小 强度为零 等量异种点电荷 等量同种点电荷 2 如图19-10所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同的速度沿垂直于电场线的方向飞出a、b两个带电粒子,二者仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则 ( )

图19-10

A.a一定带正电,b一定带负电