《奪冠之路》福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第6章第1課時(shí) 庫(kù)侖定律 電場(chǎng)強(qiáng)度課件 魯科

2012高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練福建）第6章第一課時(shí)庫(kù)侖定律電場(chǎng)強(qiáng)度1．掌握庫(kù)侖定律的內(nèi)容、公式及適用條件并能解決實(shí)際問題．2．理解電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度來描述電場(chǎng)的物理量．3．知道什么是電場(chǎng)線，掌握幾種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布(如：點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng))，并能用來分析有關(guān)問題．1．電荷及電荷守恒定律(1)兩種電荷：在自然界中存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電．(2)電荷的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，任何帶電物體都能吸引輕小物體．(3)起電方式：使物體帶電的三種方式有摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電，物體帶電的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移．(4)電荷量①概念：電荷的多少叫電荷量．②在國(guó)際單位制中，電荷量的單位是庫(kù)侖，符號(hào)是C；最小的電荷量叫做元電荷，用e表示，e＝1.60×10－19_C.(5)電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在任何轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變，這個(gè)規(guī)律叫做電荷守恒定律．

完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分．2．庫(kù)侖定律(1)點(diǎn)電荷：是一一種理想化模模型，只要帶帶電體的大小小、形狀等因因素對(duì)它們之之間相互作用用力的影響可可忽略時(shí)，帶帶電體可視為為點(diǎn)電荷，均均勻帶電球體體可視為位置置在球心的點(diǎn)點(diǎn)電荷．兩帶電體的距距離遠(yuǎn)大于帶帶電體的尺寸寸，帶電體就就可視為點(diǎn)電電荷．(2)庫(kù)侖定律①內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作作用力的大小小，跟它們的的電荷量的乘乘積成正比，跟它們的距距離的二次方方成反比，作用力的方方向沿著它們們的連線．對(duì)于兩個(gè)帶電電金屬球間的的相互作用力力的計(jì)算，要要考慮金屬表表面電荷的重重新分布，只只有均勻帶電電球體才可視視為電荷集中中于球心的點(diǎn)點(diǎn)電荷．電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和和方向與該點(diǎn)點(diǎn)放不放電荷荷及所放電荷荷的大小和電電性無關(guān)，由由電場(chǎng)本身決決定．4．電場(chǎng)線(1)定義：畫在電場(chǎng)中有有方向的曲線線，曲線上每每點(diǎn)的切線方方向表示該點(diǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度度的方向．(2)電場(chǎng)線的特征征①電場(chǎng)線是人人們?yōu)榱诵蜗笙蟮拿枥L電場(chǎng)場(chǎng)而想象出的的一些線，客客觀并不存在在．②切線方向表表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)的方向，也也是正電荷的的受力方向．．③疏密表示該該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱，即表示該處處場(chǎng)強(qiáng)的大小?。軓恼姾沙霭l(fā)發(fā)到負(fù)電荷終終止，或從正正電荷出發(fā)到到無窮遠(yuǎn)處終終止，或者從從無窮遠(yuǎn)處出出發(fā)到負(fù)電荷荷終止．⑤沒有畫出電電場(chǎng)線的地方方不一定沒有有電場(chǎng)．⑥勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行行且距離相等等．⑦順著電場(chǎng)線線方向，電勢(shì)越來越低．⑧電場(chǎng)線的方方向是電勢(shì)降落陡度最大大的方向，電電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直．⑨電場(chǎng)線永不不相交也不閉閉合．⑩電場(chǎng)線不是是電荷運(yùn)動(dòng)的的軌跡．(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書書第75頁(yè))解析：由等量異種電3．如圖所示，，一個(gè)帶負(fù)電電的粒子沿等等量異種電荷荷的中垂線由由A→O→B勻速飛過，不不計(jì)重力的影影響，則帶電電粒子所受另另一個(gè)力的大大小和方向變變化情況應(yīng)該該是(B)A．先變大后變變小，方向水水平向左B．先變大后變變小，方向水水平向右C．先變小后變變大，方向水水平向左D．先變小后變變大，方向水水平向右應(yīng)用庫(kù)侖定律律應(yīng)注意的幾幾個(gè)問題1．適用條件庫(kù)侖定律只適適用于真空中中的點(diǎn)電荷，，當(dāng)帶電體間間的距離遠(yuǎn)大大于它們本身身尺度時(shí)，可可把帶電體看看做點(diǎn)電荷．．(1)不可由r→0時(shí)，得出F→∞的結(jié)論，雖然然從數(shù)學(xué)角度度成立，但從從物理角度分分析，當(dāng)r→0時(shí)，兩帶電體體就不能視為為點(diǎn)電荷了，，所以該結(jié)論論為錯(cuò)誤結(jié)論論．(2)真空中的帶電電體若不是點(diǎn)點(diǎn)電荷，如圖圖所示，帶同種電荷時(shí)時(shí)，實(shí)際距離離會(huì)增大，如如圖(a)所示，帶異種電荷時(shí)時(shí)，實(shí)際距離離會(huì)減小，如如圖(b)所示示．．2．庫(kù)侖侖力力的的計(jì)計(jì)算算方方法法和和方方向向的的判判斷斷計(jì)算算庫(kù)庫(kù)侖侖力力的的大大小小與與判判斷斷庫(kù)庫(kù)侖侖力力的的方方向向分分別別進(jìn)進(jìn)行行．．即即用用公公式式計(jì)計(jì)算算庫(kù)庫(kù)侖侖力力的的大大小小時(shí)時(shí)，，不不必必將將電電荷荷Q1、Q2的正正、、負(fù)負(fù)號(hào)號(hào)代代入入公公式式中中，，而而只只將將電電荷荷量量的的絕絕對(duì)對(duì)值值代代入入公公式式中中計(jì)計(jì)算算出出力力的的大大小小，，力力的的方方向向根根據(jù)據(jù)同同種種電電荷荷相相斥斥、、異異種種電電荷荷相相吸吸加加以以判判斷斷即即可可．．3．多個(gè)個(gè)點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷相相互互作作用用的的合合力力計(jì)計(jì)算算如果果一一個(gè)個(gè)點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷同同時(shí)時(shí)受受到到另另外外的的兩兩個(gè)個(gè)或或更更多多的的點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷的的作作用用力力，，可可由由靜靜電電力力疊疊加加原原理理求求出出合合力力．．【例1】】(10分)如圖圖所畫圖圖：：如圖圖，，A、B距離離為為L(zhǎng)，并并設(shè)設(shè)出出C的電電荷荷量量qC和到到A距離離x.答案案：：見規(guī)規(guī)范范解解答答①要使使三三個(gè)個(gè)自自由由電電荷荷組組成成的的系系統(tǒng)統(tǒng)處處于于平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)，，每每個(gè)個(gè)電電荷荷受受到到的的兩兩個(gè)個(gè)庫(kù)庫(kù)侖侖力力必必須須大大小小相相等等、、方方向向相相反反．．針對(duì)對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練練11：如圖圖所所示示，，AC、BD為圓圓的的兩兩條條互互相相垂垂直直的的直直徑徑，，圓圓心心為為O，將將等等電電荷荷量量的的正正、、負(fù)負(fù)點(diǎn)點(diǎn)電電A．A點(diǎn)B．B點(diǎn)C．C點(diǎn)D．D點(diǎn)解析：由電場(chǎng)力的疊加原理和對(duì)稱性可知，＋q、－q在O點(diǎn)處正電荷所受的合電場(chǎng)力方向應(yīng)沿OD方向，要使O點(diǎn)處正電荷所受的合電場(chǎng)力為零，放置的電荷＋Q對(duì)O點(diǎn)的正電荷電場(chǎng)力方向應(yīng)與＋q、－q使O點(diǎn)處正電荷所受的合電場(chǎng)力方向相反，所以D正確．答案：D.2．特殊殊方方法法(1)補(bǔ)償償法法：：求求解解電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度度，，常常用用的的方方法法(2)極值法：物理學(xué)中的極值問題可分為物理型和數(shù)學(xué)型兩類．物理型主要依據(jù)物理概念、定理、定律求解．?dāng)?shù)學(xué)型則是根據(jù)物理規(guī)律列出方程后，依據(jù)數(shù)學(xué)中求極值的知識(shí)求解．(3)微元法法：微微元法法就是是將研研究對(duì)對(duì)象分分割成成許多多微小小的單單位，，或從從研究究對(duì)象象上選選取某某一“微元”加以分分析，，從而而可以以化曲曲為直直，使使變量量、難難以確確定的的量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為常量量、容容易確確定的的量．．(4)等效替替代法法：等等效替替代法法是指指在效效果一一致的的前提提下，，從A事實(shí)出出發(fā)，，用另另外的的B事實(shí)來來代替替，必必要時(shí)時(shí)再由由B到C……直至實(shí)實(shí)現(xiàn)所所給問問題的的條件件，從從而建建立與與之相相對(duì)應(yīng)應(yīng)的聯(lián)聯(lián)系，，得以以用有有關(guān)規(guī)規(guī)律解解之．．如以以模型型替代代實(shí)物物，以以合力力(合運(yùn)動(dòng)動(dòng))替代兩兩個(gè)分分力(分運(yùn)動(dòng)動(dòng))．(5)對(duì)稱法法：對(duì)對(duì)稱法法是利利用帶帶電體體(如球體體、薄薄板等等)產(chǎn)生的的電場(chǎng)場(chǎng)具有有對(duì)稱稱性的的特點(diǎn)點(diǎn)來求求電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度度的方方法．．【例2】(2010年福建建理綜綜)物理學(xué)學(xué)中有有些問問題的的結(jié)論論不一一定必必須通通過計(jì)計(jì)算才才能驗(yàn)驗(yàn)證，，有時(shí)時(shí)只需需通過過一定定的分分析就就可以以判斷斷結(jié)論論是否否正確確．如如圖所所示為為兩個(gè)個(gè)彼此此平行行且共共軸的的半徑徑分別別為R1和R2的圓環(huán)環(huán)，兩兩圓環(huán)環(huán)上的的電荷荷量均均為q(q>0)，而電電荷均均勻分分布．．兩圓圓環(huán)的的圓心心O1和O2相距為為2a，連線線的中中點(diǎn)為為O，軸線線上的的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)側(cè)與O點(diǎn)相距距為r(r<a)．試分分析判判斷下下列關(guān)關(guān)于A點(diǎn)處電電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度大大小E的表達(dá)達(dá)式(式中k為靜電電力常常量)正確的的是()答案：：D.針對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練21：如圖所所示為為一個(gè)個(gè)內(nèi)、、外半半徑圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為σ.取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸．設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為x，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E.下面給出E的四個(gè)表達(dá)式(式中k為靜電力常量)，其中只有一個(gè)是合理的．你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為(

)答案：：B.等量異種電電荷和等量量同種電荷荷電場(chǎng)強(qiáng)度度分布規(guī)律律比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種(正)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖如圖(1)如圖(2)連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小沿連線先變小再變大沿連線先變小再變大由O點(diǎn)沿中垂線向外場(chǎng)強(qiáng)的大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)特點(diǎn)等大同向等大反向【例3】如圖所示，，M、N為兩個(gè)等量量同種正電電荷Q，在其連線線的中垂線線上任意一一點(diǎn)P自由釋放一一個(gè)負(fù)點(diǎn)電電荷q，不計(jì)重力力影響，下下列關(guān)于點(diǎn)點(diǎn)電荷P的運(yùn)動(dòng)說法法中正確的的是()A．從P→O的過程中，，加速度越越來越大，，速度也越越來越大B．從P→O的過程中，，加速度越越來越小，，速度越來來越大C．點(diǎn)電荷運(yùn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度度為零，速速度達(dá)到最最大值D．點(diǎn)電荷越越過O點(diǎn)后，速度度越來越小小，加速度度越來越大大，直到速速度為零思路點(diǎn)撥：：解析：由兩個(gè)等量量正電荷所所形成的電電場(chǎng)的電場(chǎng)場(chǎng)線分布情情況可知點(diǎn)點(diǎn)電荷q從P→O的過程中，，電場(chǎng)力可可能是先變變大后變小小，加速度度隨之先變變大后變小??；也可能能電場(chǎng)力一一直變小，，加速度一一直變小，，關(guān)鍵是P點(diǎn)位置的不不確定性，，故AB項(xiàng)都錯(cuò)．由由于加速度度方向是沿沿PO直線指向O點(diǎn)，所以從從P→O答案：C.針對(duì)訓(xùn)練練31：(2011年福州模模擬)如圖所示示，一電電子沿等等量異種種電荷的的中垂線線由A—O——B勻速飛過過，電子子重力不不計(jì)，則則電子所所受另一一個(gè)力的的大小和和方向變變化情況況是()A．先變大大后變小小，方向向水平向向左B．先變大大后變小小，方向向水平向向右C．先變小小后變大大，方向向水平向向左D．先變小小后變大大，方向向水平向向右解析：由等量異異種電荷荷電場(chǎng)線線分布可可知，從從A到O，電場(chǎng)線線由疏到到密；從從O到B，電場(chǎng)線線由密到到疏，所所以從A—O——B，電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度應(yīng)由由小變大大，再由由大變小小，而電電場(chǎng)強(qiáng)度度方向沿沿電場(chǎng)切切線方向向，為水水平向右右．由于于電子處處于平衡衡狀態(tài)，，所受合合外力必必為零，，故另一一個(gè)力應(yīng)應(yīng)與電子子所受電電場(chǎng)力大大小相等等方向相相反．電電子受的的電場(chǎng)力力與場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)方向相相反，即即水平向向左，電電子從A—O——B過程中，，電場(chǎng)力力由小變變大，再再由大變變小，故故另一個(gè)個(gè)力方向向應(yīng)水平平向右，，其大小小應(yīng)先變變大后變變小，所所以選項(xiàng)項(xiàng)B正確．答案：B.考點(diǎn)：庫(kù)庫(kù)侖力與與其他力力學(xué)知識(shí)識(shí)的綜合合【例題】(能力題)三個(gè)電荷荷量均為為Q((1)在三角形的中心O點(diǎn)應(yīng)放置什么性質(zhì)的電荷，才能使三個(gè)帶電小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)？其電荷量是多少？(2)若中心電荷電荷量在第(1)問基礎(chǔ)上加倍，三個(gè)帶電小球?qū)⒓铀龠\(yùn)動(dòng)，求其加速度的大?。?3)若中心電荷電荷量在第(1)問基礎(chǔ)上加倍后，仍保持三個(gè)小球相對(duì)距離不變，可讓它們繞中心電荷同時(shí)旋轉(zhuǎn)，求它們旋轉(zhuǎn)的線速度．解析：依題意，，每個(gè)點(diǎn)點(diǎn)電荷在在O點(diǎn)產(chǎn)生的的場(chǎng)強(qiáng)為為E1/2，則當(dāng)N點(diǎn)處的點(diǎn)點(diǎn)電荷移移至P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如如圖所示示，合場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小小為E2＝E1/2，則E1∶E2＝2∶1，B正確．考查點(diǎn)電電荷的場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)及電電場(chǎng)的疊疊加，難難度中等等．【測(cè)控導(dǎo)航航】考點(diǎn)題號(hào)1.庫(kù)侖力的計(jì)算1、62.電場(chǎng)強(qiáng)度的理解及計(jì)算3、43.電場(chǎng)線的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用2、5、84.電場(chǎng)中的力學(xué)綜合7、9、101.(2011年北京東東城模擬擬)使兩個(gè)完完全相同同的金屬屬小球(均可視為為點(diǎn)電荷荷)分別帶上上－3Q和＋5Q的電荷后后，將它它們固定定在相距距為a的兩點(diǎn)，，它們之之間庫(kù)侖侖力的大大小為F1.現(xiàn)用絕緣緣工具使使兩小球球相互接接觸后，，再將它它們固定定在相距距為2a的兩點(diǎn)，，它們之之間庫(kù)侖侖力的大大小為F2.則F1與F2之比為(D)A．2∶1B．4∶1C．16∶1D．60∶1解析：兩個(gè)完全全相同的的金屬小小球相互互接觸后后，帶電電荷量均均為＋Q，距離變變?yōu)樵瓉韥淼膬杀侗?，根?jù)據(jù)庫(kù)侖定定律可知知選項(xiàng)D正確．2．如圖所示示，AB是某個(gè)點(diǎn)點(diǎn)電荷的的一根電電場(chǎng)線，，在電場(chǎng)場(chǎng)線上O點(diǎn)由靜止止釋放一一個(gè)負(fù)電電荷，它它僅在電電場(chǎng)力作作用下沿沿電場(chǎng)線線向B運(yùn)動(dòng)，下下列判斷斷正確的的是(B)A．電場(chǎng)線線由B指向A，該電荷荷做加速速運(yùn)動(dòng)，，加速度度越來越越小B．電場(chǎng)線線由B指向A，該電荷荷做加速速運(yùn)動(dòng)，，其加速速度大小小變化由題題設(shè)條件件不能確確定C．電場(chǎng)線線由A指向B，電荷做做勻加速速運(yùn)動(dòng)D．電場(chǎng)線線由B指向A，電荷做做加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，加加速度越越來越大大解析：電場(chǎng)線的的切線方方向是正正電荷在在該處的的受力方方向，和和負(fù)電荷荷受電場(chǎng)場(chǎng)力的方方向相反反，所以以電場(chǎng)線線由B指向A，只給出出一條電電場(chǎng)線不不能判斷斷各點(diǎn)電電場(chǎng)的強(qiáng)強(qiáng)弱(因?yàn)椴荒苣艽_定電電場(chǎng)線的的疏密)，也就不能判判斷電場(chǎng)力大大小及加速度度的變化，所所以只有B正確．解析：電場(chǎng)中某點(diǎn)的的場(chǎng)強(qiáng)由形成成電場(chǎng)的場(chǎng)源源電荷決定，，與是否放置置試探電荷無無關(guān)，故選項(xiàng)項(xiàng)D正確．5．一負(fù)電荷從電電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放放，只受電場(chǎng)場(chǎng)力作用，沿沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的的vt圖象如圖(甲)所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域域的電場(chǎng)線分分布情況可能能是圖(乙)中的(C)解析：由vt圖可知負(fù)電荷荷在電場(chǎng)中做做加速度越來來越大的加速速運(yùn)動(dòng)，故電電場(chǎng)線應(yīng)由BA且A到B場(chǎng)強(qiáng)變大，電場(chǎng)線變密，選項(xiàng)C正確．7．(2010年全國(guó)卷Ⅱ)在雷雨云下沿沿豎直方向的的電場(chǎng)強(qiáng)度約約為104V/m.已知一半徑為為1mm的雨滴在此電電場(chǎng)中不會(huì)下下落，取重力力加速度大小小為10m/s2，水的密度為為103kg/m3.這雨滴攜帶的