2022版高考物理一轮复习-第七章-静电场-第1讲-电场力的性质学案-新人教版.doc
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1、2022版高考物理一轮复习 第七章 静电场 第1讲 电场力的性质学案 新人教版2022版高考物理一轮复习 第七章 静电场 第1讲 电场力的性质学案 新人教版年级:姓名:- 18 -第七章静电场课标解读课程标准命题热点1通过实验,了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的观念分析静电现象。2知道点电荷模型,体会科学研究中的物理模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会库仑定律探究过程中的科学思想和方法。3知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。4了解生产生活中关于静电的利用与防护的实例。5知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势的含义。
2、6知道匀强电场中电势差及其与电场强度的关系。7能分析带电粒子在电场中的运动情况,能解释相关的物理现象。8观察常见电容器,了解电容器的电容,观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。(1)电场线、等势线与带电粒子运动轨迹的判断问题。(2)电势、电势能、电势差与电场强度的关系。(3)电容器的动态分析,电容器与平衡条件的综合。(4)带电粒子在匀强电场中的运动问题。(5)用功能关系的观点处理带电体在电场中的运动问题。第1讲电场力的性质知识梳理双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理知识点1电荷守恒定律1两种电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,丝绸摩擦过的玻璃棒带正
3、电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电的物体能吸引轻小物体。2元电荷最小的电荷量,其值为e1.601019C。其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍。注意:元电荷不是带电体,也不是点电荷。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;在转移的过程中,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。知识点2库仑定律1点电荷是一种理想化的物理模型,当带电体本身的形状和大小对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。2库仑定律注意:均匀带电的绝缘球可以视为点
4、电荷,而距离较近的带电金属球不能视为点电荷,因为金属球相互靠近时,表面所带电荷要重新分布。知识点3电场强度及电场线1电场基本性质:对放入其中的电荷产生力的作用。2电场强度(1)定义式:E,适用于任何电场,是矢量。单位:N/C或V/m。(2)点电荷的电场强度:E,适用于计算真空中的点电荷产生的电场。(3)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。(4)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。3电场线(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的,是假想的、客观不存在的,它有以下特点:电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷;
5、电场线在电场中不相交;在同一电场里,电场线越密的地方电场强度越大;电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向;沿电场线方向电势逐渐降低;电场线和等势面在相交处相互垂直。(2)几种典型电场的电场线思考:(1)两个完全相同的带电金属球接触时,电荷量如何分配?(2)已知一条电场线如图,能否比较任意两点场强的大小及电势高低。(3)什么情况下带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线重合?答案(1)平分(2)不能,能。(3)带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度决定。带电粒子在电场力作用下同时满足下列条件,轨迹才能与电场线重合。电场线是直线。带电粒子的初速度为零或不为零但速度方向与电场线平行
6、。带电粒子仅受电场力作用或所受合外力的方向和电场线平行。双基自测一、堵点疏通1只有体积足够小的带电体才能看成点电荷,大的带电体不能看成点电荷。()2任何带电体的带电荷量都是元电荷的整数倍。()3任意两个带电体间的库仑力都可以用库仑定律计算。()4电场中某点的电场强度与放在该点的电荷所受静电力成正比,与电荷的电荷量成反比。()5当电场线是直线时,只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。()6当电场线是曲线时,初速为零且只受静电力的电荷的运动轨迹一定与电场线重合。()二、对点激活1关于点电荷和元电荷,下列说法正确的是(C)A一个很小的带电体,不论在何种情况下均可视为点电荷B点电荷所带的电荷量一
7、定很小C点电荷所带的电荷量一定是元电荷的整数倍D元电荷就是点电荷解析带电体可以看作点电荷的条件是带电体的形状、大小及电荷分布状况对所研究问题的影响可以忽略不计,与带电体自身的大小、形状以及电荷分布状况无关,选项A,B错误;任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,选项C正确;元电荷是最小的电荷量,点电荷是一种理想化模型,是特殊的带电体,两者意义不同,选项D错误。2(多选)下列关于电场强度的两个表达式E和E的叙述,正确的是(BCD)AE是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的电场力,q是产生电场的电荷的电荷量BE是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的电场力,q是放入电场中的电荷的电
8、荷量,它适用于任何电场CE是点电荷电场强度的计算式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场D从点电荷电场强度计算式分析库仑定律的表达式Fk,是点电荷Q产生的电场在点电荷q处的电场强度大小,而是点电荷q产生的电场在Q处电场强度的大小解析公式E是电场强度的定义式,适用于任何电场,其中q是放入电场中的电荷的电荷量。E是点电荷电场强度的计算公式,只适用于点电荷电场,库仑定律公式Fk可以看成Q在q处产生的电场E1对q的作用力,选项B,C,D正确。3以下关于电场线的说法中正确的是(C)A电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B沿电场线的方向,电场强度越来越小C电场线越密的地方同一试探
9、电荷所受的电场力就越大D顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小一定不变解析本题考查对电场线的理解。电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点所受电场力方向相同,与负电荷在该点受到的电场力方向相反,选项A错误;匀强电场中沿电场线的方向,电场强度不变,选项B错误;电场线越密的地方,电场强度就越大,则同一试探电荷所受的电场力就越大,选项C正确;顺着电场线移动电荷,若是非匀强电场,则电荷所受电场力大小改变,选项D错误。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一库仑定律及库仑力作用下的平衡1对库仑定律Fk的理解与计算(1)近似条件:在要求不很精确的情况下,空气可近
10、似当作真空来处理。当带电体间的距离远大于它们本身尺度时,可把带电体看作点电荷。(2)计算方法:注意库仑力是矢量,计算库仑力可以直接运用公式,将电荷量的绝对值代入公式,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断作用力F是引力还是斥力。特别提醒:不可由r0时,得出F的结论,虽然从数学角度成立,但从物理角度分析,当r0时,两带电体不能视为点电荷,公式已不适用。2解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的,只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下:可以根据问题需要,选择“整体法”或“隔离法”多了电场力(F或FqE)F合0或Fx0、Fy03
11、“三个自由点电荷平衡”的问题(1)平衡的条件:每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。(2)例1(2018全国卷,16)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab5 cm,bc3 cm,ca4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则(D)Aa、b的电荷同号,kBa、b的电荷异号,kCa、b的电荷同号,kDa、b的电荷异号,k解析由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线,根据受力分析知,a、b的电荷异号根据库仑定律a对c的库仑力为Fak0b对c的库仑力为F
12、bk0设合力向左,如图所示,根据相似三角形,得联立式得k。变式训练1(2021武汉调研)a、b、c三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态。已知a所带的电荷量为Q,b所带的电荷量为q,且Qq。关于电荷c,下列判断正确的是(B)Ac一定带负电Bc所带的电荷量一定大于qCc可能处在a、b之间D如果固定a、b,仍让c处于平衡状态,则c的电性、电荷量、位置都将唯一确定解析根据点电荷所受的电场力方向以及受力平衡来确定各自电性,可以得出三个点电荷若要平衡应处于同一条直线上,处于两端的点电荷的电性相同且与中间点电荷的电性相反,即“两同夹一异”,又因为Qq, 根据库仑定律来确定电场力的大小,并由平衡
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