第七章 基礎(chǔ)課1

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求高考命題實(shí)況?？碱}型關(guān)聯(lián)考點(diǎn)201420152016物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒Ⅰ卷Ⅰ：T21、T25卷Ⅱ：T19卷Ⅰ：T15卷Ⅱ：T14、T24卷Ⅰ：T14、T20卷Ⅱ：T15選擇題計(jì)算題①勻變速運(yùn)動規(guī)律②牛頓運(yùn)動定律③功④動能定理⑤功能關(guān)系靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ點(diǎn)電荷Ⅰ庫侖定律Ⅱ靜電場Ⅰ電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)Ⅱ電場線Ⅰ電勢能、電勢Ⅰ電勢差Ⅱ勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系Ⅱ帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動Ⅱ示波管Ⅰ常見電容器Ⅰ電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ基礎(chǔ)課1電場的力的性質(zhì)知識點(diǎn)一、電荷及電荷守恒定律1．元電荷、點(diǎn)電荷 (1)元電荷：e＝1.6×10－19C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的________，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。 (2)點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。2．靜電場 (1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間_________的一種特殊物質(zhì)。 (2)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有____的作用。整數(shù)倍相互作用力3．電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體______到另一個物體，或者從物體的一部分______到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持______。 (2)起電方式：___________、__________、感應(yīng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是__________。轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變摩擦起電接觸起電得失電子知識點(diǎn)二、庫侖定律1．內(nèi)容：______中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的______________成正比，與它們的_____________成反比。作用力的方向在它們的連線上。2．表達(dá)式：F＝_________，式中k＝__________N·m2/C2，叫靜電力常量。3．適用條件：_____中的________。9.0×109真空電荷量的乘積距離的二次方真空點(diǎn)電荷知識點(diǎn)三、電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)1．定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的______。2．定義式：E＝______。單位：N/C或V/m3．點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度：E＝_________。4．方向：規(guī)定________在電場中某點(diǎn)所受_________的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。5．電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的_______和，遵從___________定則。比值正電荷電場力矢量平行四邊形知識點(diǎn)四、電場線1．定義：為了形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的______及____，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的__________都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致，曲線的_______表示電場的強(qiáng)弱。強(qiáng)弱方向切線方向疏密2.

正電荷相交場強(qiáng)場強(qiáng)方向降低垂直[思考判斷](1)物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。(

)(2)兩個完全相同的帶電金屬球(電荷量不同)接觸時，先發(fā)生正、負(fù)電荷的中和，然后再平分。(

)(3)相互作用的兩個點(diǎn)電荷，電荷量大的，受到庫侖力也大。(

)答案(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√庫侖定律的理解及應(yīng)用2．庫侖定律的應(yīng)用

庫侖定律與力學(xué)的綜合應(yīng)用問題，解決的思路與解決力學(xué)問題的方法、思路是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力。但需注意庫侖力的特點(diǎn)，帶電體間距離發(fā)生變化時，庫侖力也要發(fā)生變化，要分析力與運(yùn)動的相互影響。1．[庫侖定律的理解]如圖1所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支架上，兩球心間的距離為l，l為球殼外半徑r的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，電荷量的絕對值均為Q，那么，a、b之間的萬有引力F1與庫侖力F2為(

)圖1解析雖然兩球心間的距離l只有球殼外半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，因此，可以應(yīng)用萬有引力定律求F1；而本題中由于a、b兩球殼所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍，不滿足l遠(yuǎn)大于r的要求，故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以庫侖定律不適用，D正確。答案D答案D3.[庫侖力作用下帶電體的平衡問題](2016·浙江理綜，19)(多選)如圖2所示，把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10m的絕緣細(xì)線懸掛于OA和OB兩點(diǎn)。用絲綢摩擦過的玻璃棒與A球接觸，棒移開后將懸點(diǎn)OB移到OA點(diǎn)固定。兩球接觸后分開，平衡時圖2

距離為0.12m。已測得每個小球質(zhì)量是8.0×10－4kg，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度g＝10m/s2，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，則(

)答案ACD解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟方法技巧電場強(qiáng)度的疊加與計(jì)算方法

電場強(qiáng)度的三個計(jì)算公式1．[合成法計(jì)算電場強(qiáng)度](2017·廣東四校聯(lián)考)如圖3所示，ABCD為等腰梯形，∠A＝∠B＝60°，AB＝2CD，在底角A、B分別放上一個點(diǎn)電荷，電荷量分別為qA和qB，在C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向沿DC向右，A點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為EA，B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為EB，則下列說法正確的是(

)圖3A．放在A點(diǎn)的點(diǎn)電荷可能帶負(fù)電B．在D點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向沿DC向右C．EA＞EBD．|qA|＝|qB|解析由于兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)方向沿DC向右，由平行四邊形定則，可知兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知EB＜EA，且A點(diǎn)所放點(diǎn)電荷為正電荷，B點(diǎn)所放點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，且A點(diǎn)所放點(diǎn)電荷的電荷量的絕對值大于B點(diǎn)所放點(diǎn)電荷的電荷量的絕對值，選項(xiàng)C正確，A、D錯誤；對答案C兩點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)進(jìn)行合成，由幾何關(guān)系，可知其合場強(qiáng)方向?yàn)橄蛴移?，不沿DC方向，選項(xiàng)B錯誤。2．[對稱法和等效法計(jì)算電場強(qiáng)度](2016·河北石家莊質(zhì)檢二)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖4所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R，已知M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為(

)圖4答案B3．[平衡法計(jì)算電場強(qiáng)度](2013·課標(biāo)全國Ⅱ)如圖5所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場中。已知靜電力常量為k。若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為(

)圖5答案B4．[補(bǔ)償法計(jì)算電場強(qiáng)度]若在一半徑為r，單位長度帶電量為q(q＞0)的均勻帶電圓環(huán)上有一個很小的缺口Δl(且Δl?r)，如圖6所示，則圓心處的場強(qiáng)大小為(

)圖6答案C計(jì)算電場強(qiáng)度常用的方法(1)電場疊加合成的方法。(2)平衡條件求解法。(3)對稱法。(4)補(bǔ)償法。(5)等效法。方法技巧電場線的理解與應(yīng)用1．典型電場的電場線2．電場線的應(yīng)用1．[判斷場強(qiáng)和電勢](2015·江蘇單科，8)(多選)兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖7所示。c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則(

)圖7A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C．c點(diǎn)的電場強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D．c點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低答案

ACD2．[等量點(diǎn)電荷的電場線]如圖8所示為兩個點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出)。圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱，則下列說法中正確的是(

)圖8A．這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B．這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷C．D、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定相等D．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場強(qiáng)度小解析由電場線分布的特征可知，產(chǎn)生電場的兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷，A正確，B錯誤；C點(diǎn)電場線的密度比D點(diǎn)大，所以C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，C、D錯誤。答案A3．[電場線與運(yùn)動軌跡](多選)如圖9所示，圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)動過程中只受電場力作用，根據(jù)此圖可做出的正確判斷是(

)圖9A．帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)B．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大解析由電場線的疏密可知，a點(diǎn)的場強(qiáng)大，帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大，故C正確；畫出初速度方向結(jié)合運(yùn)動軌跡的偏轉(zhuǎn)方向，可判斷帶電粒子所受電場力的方向，但由于電場的方向未知，所以不能判斷帶電粒子的電性，故A錯誤，B正確；利用初速度的方向和電場力方向的關(guān)系，可判斷帶電粒子由a到b時電場力做負(fù)功，動能減小，因此va＞vb，選項(xiàng)D正確。答案

BCD兩種等量點(diǎn)電荷的電場規(guī)律方法比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖電荷連線上的電場強(qiáng)度沿連線先變小后變大O點(diǎn)最小，但不為零O點(diǎn)為零中垂線上的電場強(qiáng)度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)對稱位置的電場強(qiáng)度A與A′、B與B′、C與C′等大同向等大反向自由電荷的平衡規(guī)律1．一個自由電荷的平衡

已知兩個點(diǎn)電荷Q1、Q2固定的水平面上，它們之間的距離是d，現(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷Q3，使Q3平衡的條件是：當(dāng)Q1和Q2電性相同時，Q3放在兩點(diǎn)電荷連線之間；當(dāng)Q1和Q2電性相異時，Q3放在兩點(diǎn)電荷連線外側(cè)，且距離電荷較小的一個電荷較近。2．三個自由點(diǎn)電荷的平衡問題 (1)條件：兩個點(diǎn)電荷在第三個點(diǎn)電荷處的合場強(qiáng)為零，或每個點(diǎn)電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反。 (2)規(guī)律 “三點(diǎn)共線”——三個點(diǎn)電荷分布在同一條直線上； “兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔； “兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小； “近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。圖10A．Q3為負(fù)電荷，且放于A左方B．Q3為負(fù)電荷，且放于B右方C．Q3為正電荷，且放于A、B之間D．Q3為正電荷，且放于B右方解析因?yàn)槊總€電荷都受到其余兩個電荷的庫侖力作用，且已知Q1和Q2是異種電荷，對Q3的作用力一為引力，一為斥力，所以Q3要平衡就不能放在A、B之間。根據(jù)庫侖定律知，由于B處的電荷Q2電荷量較大，Q3應(yīng)放在離Q2較遠(yuǎn)而離Q1較近的地方才有可能處于平衡，故應(yīng)放在Q1的左側(cè)。要使Q1和Q2也處于平衡狀態(tài)，Q3必須帶負(fù)電，故選項(xiàng)A正確。答案A圖11

A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2答案B2．(2015·