2018高考物理第一輪復(fù)習(xí)專題庫侖定律、電場及其描述習(xí)題魯科版

1、庫侖定律、電場及其描述【本講教育信息】一.教學(xué)內(nèi)容：庫侖定律、電場及其描述教學(xué)過程一. .電荷和守恒定律1.1.使物體帶電的三種方式：摩擦起電接觸帶電感應(yīng)起電2.2.靜電感應(yīng)：導(dǎo)體由于受附近帶電體的影響而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)正負(fù)電荷的現(xiàn)象3.3.電荷(1)基元電荷ie=6 10A9C，質(zhì)子和電子所帶電量等于一個基本電荷的電量。(2)點(diǎn)電荷：是理想模型，如同質(zhì)點(diǎn)。4.4.電荷守恒定律：(1)電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一 部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總量不變。(2)帶電的實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移，當(dāng)完全相同的帶電體相接觸時，同種電荷總量平分， 異種電荷先抵消后均分例

2、1.1.絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個輕質(zhì)小球a a, a a 的表面鍍有鋁膜，在 a a 的附近,有一個絕緣金屬球 b b,開始 a a、b b 都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使A.A. a a、b b 之間不發(fā)生相互作用B.B. b b 將吸引 a a，吸住后不放C.C. b b 立即把 a a 排斥開D.D. b b 先吸引 a a，接觸后又把 a a 排斥開解析：當(dāng) a a 帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故 a a 將吸引 b b。這種吸引是相互 的，故可以觀察到 a a被 b b 吸引過來。當(dāng)它們相互接觸后，電荷從 a a 轉(zhuǎn)移到 b b，它們就帶上了 同種電荷，根據(jù)電荷間相互作用

3、的規(guī)律，它們又將互相排斥。答案：D D二.庫侖定律1.1.內(nèi)容：在真空中兩個點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們之間的距 離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.2.公式：F學(xué)，F(xiàn)叫庫侖力或靜電力，也叫電場力。它可以是引力，也可以是r斥力，K叫靜電力常量，K =9 109N m2/C2。a a 帶電卩：()23.3.適用條件：真空中的點(diǎn)電荷(帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離 和大小對相互作用力的影響可忽略不計(jì)時，可看作是點(diǎn)電荷)。例 2.2.半徑均為r的金屬球如圖所示放置，使兩球的邊緣相距為解析：顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則二者相等。但依題設(shè)條件，兩球心間距 離 3

4、3r不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于r，故不能把兩帶電球當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上，由于異種電荷的相互例 3.3.兩個相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1 1 : 3,3,相距為 r r 時相互作用的庫侖力的大小為 F F,今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r2r 處，則此時庫侖力的大小為：111A.A.FB.B.FC.C.F1264解析： 設(shè)兩個小球相互接觸之前所帶電荷量分別為 由庫侖定律得：F F= 3kq3kq2/r/r2由于兩個導(dǎo)體小球完全相同，故接觸后它們的帶電情況完全相同。若它們原來帶相同性質(zhì)的電荷，則接觸后它們的電荷量均為2q2q,于是有1F F1= k k (2q2q)2/ / (2r2r)2= F

5、 F3若它們原來帶相異性質(zhì)的電荷，則接觸后它們的電荷量均為q q,于是有2 /、21F F2= kqkq / / (2r2r)= F F12答案：AD D三.電場、電場強(qiáng)度1.1.電場帶電體周圍存在的一種物質(zhì)。電場是客觀存在的，不以人的意志為轉(zhuǎn)移的， 只要電荷存在，在其周圍空間就存在電場，電場具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)。2.2.電場強(qiáng)度定義：放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng) 度。r時，帶電體的形狀r，今使兩球帶上等量的異種電荷Q設(shè)兩電荷Q間的庫侖力大小為F,比較F與KQ2的大小關(guān)系。吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處,這樣兩部分電荷的距離小于3r,3r,故F

6、KQ2同理，若兩球帶同種電荷Q則F : KQ2D.D.-F3q q 和 3q3q,3公式：E-F/q, E E 與q、F無關(guān)，取決于電場本身，適用于一切電場。方向：是矢量，規(guī)定電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場力方向相同。3.3.點(diǎn)電荷 Q Q 在真空中產(chǎn)生的電場E= = KpKp ,K為靜電力常量。r4.4.勻強(qiáng)電場在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場方向每單位長度上的電勢差，即：E=U/d。5.5.電場疊加幾個電場疊加在同一區(qū)域形成的合電場，其場強(qiáng)可用矢量的合成定則 （平行四邊形定則）進(jìn)行合成。例 4.4.下列說法正確的是：（）A.A.根據(jù) E E= F/qF/q，可知，電場中某點(diǎn)

7、的場強(qiáng)與電場力成正比B.B.根據(jù) E E= kQ/rkQ/r2,可知電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)與形成電場的點(diǎn)電荷的電荷量成正比C.C.根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理，可知合電場的場強(qiáng)一定大于分電場的場強(qiáng)D.D.電場線就是點(diǎn)電荷在電場中的運(yùn)動軌跡解析：這個問題涉及到有關(guān)電場的基本概念。E E= F/qF/q 作為電場強(qiáng)度的定義式，給出了電場強(qiáng)度的一種測量方式或方法。而對于電場中的某一確定的點(diǎn)，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場力也不同， 但電場力和電荷量的比值卻是不變的，即電場強(qiáng)度與電場力及試探電荷的電荷量無關(guān)，而由場源電荷及研究點(diǎn)在場中的位置決定。對于點(diǎn)電荷形成的電場，確定點(diǎn)的場強(qiáng)與形成電場的場源電荷的

8、電量成正比。電場強(qiáng)度是矢量，合場強(qiáng)由平行四邊形法則確定，作為合場強(qiáng)的平行四邊形的對角線不一定比作為分場強(qiáng)的平行四邊形 的鄰邊長。只有當(dāng)電場線是直線， 帶電粒子只在電場力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場線重合時，電荷的運(yùn)動軌跡才會與電場線重合。答案：B B例 5.5.如圖所示，以 0 0 為圓心，r r 為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a a、b b、c c、d d,空間有與 x x 軸正方向相同的勻強(qiáng)電場 E E,同時在 0 0 點(diǎn)固定一個電荷量為+ Q Q 的點(diǎn)電荷，如果把一個 帶電量為一 q q 的試探電荷放在 c c 點(diǎn)，則恰好平衡，那么勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為多少？a a、d d 兩

9、點(diǎn)的實(shí)際場強(qiáng)為多少？解析：圖示空間有勻強(qiáng)電場和點(diǎn)電荷形成的電場，任何一點(diǎn)的場強(qiáng)都是兩個電場在該處場強(qiáng)的合場強(qiáng)。由帶電量為一 q q 的試探電荷在 c c 點(diǎn)處于平衡可得：k=qEr解得勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為：E=辱r由正點(diǎn)電荷形成的電場場強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外。故在 a a 點(diǎn)，點(diǎn)電荷場強(qiáng)方向沿x x 軸正方向；在 d d 點(diǎn)，點(diǎn)電荷場強(qiáng)方向沿 y y 軸的正方向。4在 a a 點(diǎn)，為兩個等大、同方向場強(qiáng)的合成，即E=2kQa2r在 b b 點(diǎn)，為兩個等大、互相垂直的場強(qiáng)的合成，即Eb=丄攀r四.電場線1.1.概念：為了形象地描繪電場，人為地在電場中畫出的一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終 止的曲線，

10、使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致，這些曲線叫電場線。2 2性質(zhì)：1電場線起始于正電荷（或來自無窮遠(yuǎn)）終止于負(fù)電荷（或伸向無窮遠(yuǎn)）但不會在沒有電荷的地方中斷；2電場線的疏密情況反映電場的強(qiáng)弱，電場線密的地方，場強(qiáng)大；3電場線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的場強(qiáng)方向；4電場線空間中不相交；5靜電場中電場線不閉合（在變化的電磁場中可以閉合）6電場線是人為引入的，實(shí)際上不是客觀存在的。3.3. 幾種典型電場的電場線分布例 6.6.關(guān)于電場線的下列說法中正確的是：（）A.A.電場線并非真實(shí)存在，是人們假想出來的B.B.電場線既能反映電場的強(qiáng)弱，也能反映電場的方向C.C.只要初速度為零，正電荷必將

11、沿電場線方向移動D.D.勻強(qiáng)電場的電場線分布是均勻、相互平行的直線解析：電場線是為形象地了解電場中各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向而引入的，并不真實(shí)存在； 電場線的疏密反映場強(qiáng)的大小，電場線上各點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場強(qiáng)方向，注意：孤立的電場線不能反映場強(qiáng)大??；電場線方向反映正電荷的受力方向和正電荷的移動方向不一定相同；勻強(qiáng)電場的電場線必為等間距平行線。答案：ABDABD例 7.7.某電場中的幾條電場線以及帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q q 在 A A 點(diǎn)受到的電場力方向如圖所示。試在圖中畫出電場線的方向比較電場中 A A B B 兩點(diǎn)的場強(qiáng)EA、曰的大小在AB B 兩點(diǎn)分別放上等量異種電荷，試比較它們受到的力FA、FB的大小。解析：負(fù)電荷的受力方向與該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反，電場線方向如圖所示5電場線的疏密反映了場強(qiáng)的大小，故EAEB因 A A、B B 兩點(diǎn)放的是等量電荷，由F F= EqEq 得FAFB例 8.8.如圖所示，三個點(diǎn)電荷 q qi、q q2、q q3固定在一直線上，q q2與的距離為 q qi與 q q2的距離的 2 2 倍，每個電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個電荷的電量之比q qi： q q2：q q3為多少？q丄(12q3*-*-解析：要三個電荷合力均為零，q qi、q q3必為同種電荷，且 q q2與 q qi、q q