高考物理总复习第六章静电场 第1课时Word文档下载推荐.docx

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1.元电荷、点电荷

（1）元电荷：

e＝1.6×

10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。

（2）点电荷：

当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。

2.静电场

（1）定义：

存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。

（2）基本性质：

对放入其中的电荷有力的作用。

3.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，电荷的总量保持不变。

（2）起电方式：

摩擦起电、接触起电、感应起电。

（3）带电实质：

物体带电的实质是得失电子。

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正比，与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.表达式：

F＝k

，式中k＝9.0×

109N·

m2/C2，叫静电力常量。

3.适用条件：

真空中的点电荷。

三、电场的描述

1.电场强度、点电荷的场强

放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。

（2）定义式：

E＝

。

单位：

N/C或V/m

（3）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＝k

（4）方向：

规定正电荷在电场中某点所受电场力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矢量和，遵从平行四边形定则。

2.电场线

为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。

【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.点电荷和电场线都是客观存在的（×

）

3.根据F＝k

，当r→0时，F→∞（×

4.电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比（×

5.电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向（√）

6.真空中点电荷的电场强度表达式E＝

中，Q就是产生电场的点电荷（√）

7.在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同（×

8.电场线的方向即为带电粒子的运动方向（×

考点一　电荷及电荷守恒定律（b/c）

[要点突破]

1.三种起电方式

（1）摩擦起电：

电荷得失，玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒因失去电子而带正电。

（2）接触起电：

电荷转移，金属棒与带正电的物体接触，金属棒上部分电子转移到物体上，金属棒带正电。

（3）感应起电：

静电感应，同种电荷在电场力的作用下远离带电体，异种电荷在电场力的作用下靠近带电体。

2.点电荷的理解

（1）点电荷客观不存在，是一种带电体的理想化模型，不考虑其大小和分布情况，把电荷量看作集中于一点的电荷。

（2）当讨论带电体之间的相互作用时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这些带电体就可以看作是点电荷。

（3）点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少的电荷。

[典例剖析]

【例1】毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（　　）

A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上

B.毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上

C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上

D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上

解析　摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，电中性的物体若缺少了电子带正电，多了电子就带负电。

由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电，而原子核内的质子带正电荷，不能自由移动，所以选项A正确。

答案　A

【例2】完全相同的金属小球A、B，A球带电荷量为＋16Q，B球带电荷量为－8Q，现将A与B接触后分开，则A、B两球的带电荷量分别为（　　）

A.－8Q，＋16QB.＋8Q，＋8Q

C.＋4Q，＋4QD.－4Q，－4Q

解析　因两球带异种电荷，所以A与B接触后应是先中和，后把剩余的电荷量平分，即A、B两球的带电荷量都为q＝

＝4Q，选项C正确。

答案　C

[针对训练]

1.如图所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近，关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中不正确的是（　　）

A.两端的感应电荷越来越多

B.两端的感应电荷是同种电荷

C.两端的感应电荷是异种电荷

D.两端的感应电荷电荷量相等

解析　由于导体内有大量可以自由移动的电子，当慢慢靠近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷。

导体离P球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多。

答案　B

2.关于元电荷，下列说法中不正确的是（　　）

A.元电荷实质上是指电子和质子本身

B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C.元电荷的值通常取e＝1.60×

10－19C

D.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的

解析　科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。

质子所带的电荷量与它相同，但符号相反。

实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。

电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。

考点二　库仑定律（c/－）

库仑定律应用

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.作用力的方向判断：

同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。

3.两个点电荷间相互作用力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。

【例1】两个相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量大小之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回到原位置上，

则相互作用力可能是原来的（　　）

A.

B.

C.

D.

解析　设两小球带电荷量大小分别为q和7q，则原来相距r时相互作用力F＝k

＝7k

，由于电性未知，需分两种情况讨论：

（1）两球电性相同，相互接触时电荷量均分，每球带电荷量为

＝4q，放回原处后的相互作用力为F1＝k

＝16k

，故

＝

；

（2）两球电性不同，相互接触时电荷先中和再均分，每球的带电荷量为

＝3q，放回原处后的相互作用力为F2＝k

＝9k

【例2】（2015·

浙江10月学考）如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°

角，小球A、B静止于同一高度。

已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为（　　）

B.

C.mgD.

mg

解析　根据库仑定律公式得

F＝

，A选项正确，B选项错误；

由于小球A、B均静止，对球A受力分析如图所示。

则由平衡条件得

Tsin30°

＝F，Tcos30°

＝mg，

联立解得F＝

mg，C、D选项错误。

【例3】如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A的电荷量为＋Q，B的电荷量为－9Q。

现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：

C应带什么性质的电？

应放于何处？

所带电荷量为多少？

解析　根据平衡条件判断，C应带负电，放在A的左边且和A、B在一条直线上。

设C带电荷量为－q，与A点相距为x，则以A为研究对象，由平衡条件有：

k

＝k

①

以C为研究对象，则

②

解①②得x＝

r＝0.2m，q＝

Q

故C应带负电，放在A的左边0.2m处，所带电荷量为－

Q。

答案　负电　放在A的左边0.2m处　－

【方法总结】

三个点电荷的平衡问题处理方法

三个点电荷的平衡实质是每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反，或者两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零。

该模型满足以下规律：

（1）“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；

（2）“两同夹异”——正负电荷相互间隔；

（3）“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；

（4）“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。

1.A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。

当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；

移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为（　　）

C.－FD.F

解析　设A、B间距离为x，则B、C间距离为2x，根据库仑定律有F＝k

，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为F′＝k

，考虑电场力方向易知B正确。

2.电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时相互作用力为F，则下列说法正确的是（　　）

A.如果q1、q2恒定，当距离变为

时作用力将变为2F

B.如果其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时，作用力变为4F

C.如果将它们的电荷量和距离都加倍时，作用力变为2F

D.如果它们的电荷量都加倍，距离变为

r时，作用力变为2F

解析　根据公式F＝

，当距离减少为原来的

时，相互作用力变为原来的4倍，A错误；

若其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时，作用力变为2F，B错误；

如果将它们的电荷量和距离都加倍时，作用力不变，C错误；

如果它们的电荷量都加倍，距离变为

r时，作用力变为2F，选项D正确。

答案　D

考点三　电场强度（c/c）

1.几种典型电场的电场线（如图所示）。

2.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较

比较项目

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

连线上O点场强最小，指向负电荷一方

为零

连线上的场强大小（从左到右）

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

等大同向

等大反向

【例1】（2017·

杭州期中）如图所示，M、N为两个等量同种正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负电荷q，不计重力影响，关于点电荷q的运动下列说法正确的是（　　）

A.从P→O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大

B.从P→O的过程中，加速度越来越小，到O点速度达到最大值

C.点电荷越过O点时加速度为零，速度达到最大值