1、【 精品教育资源文库 】 第七单元 静电场 高考热点统计 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 高考基础要求 及冷点统计 库仑定律 15 物质的电结构、电荷守恒、点电荷( ) 静电现象的解释、静电场 ( ) 示波管 ( ) 前两个考点为高考基础要求 ,一般不单独命题 ,要求理解 ;示波管是带电粒子在电场中运动的模型应用 ,属于高考的冷点 . 电场强度、点电荷的场强 21 19 15 15 20 25 21 电场线、电势能、电势 21 19 15 20 15 20 21 电势差 24 匀强电场中电势差与电场强度的关系 带电粒子在匀强电场中的运动 25 15 24 20 16 2
2、5 21 常见电容器、电容器的电压、电荷量和电容的关系 14 14 17 考情分析 1.电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题是历年高考的重点 .复习时应侧重对基本概念、规律进行认识和理解 .掌握描述电场性质的几个物理量 ,如电场强度、电场线、电势、电势 能等 ,理解平行板电容器的电容 ,会分析带电粒子在电场中的运动问题 . 2.电场的性质、电容器、带电粒子在电场中运动的综合问题是近几年高考的热点 ,这几个考点在明年的高考中考查到的概率仍然很大 ,复习时应引起高度重视 . 第 19讲 电场的力的性质 一、电荷及其守恒定律 1.元电荷、点电荷 (1)元电荷 :e=1.60 10-19 C,所有带
3、电体的电荷量都是元电荷的 . (2)点电荷 :代表有一定电荷量的点 ,忽略带电体的大小和形状的 . 2.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 . (2)三种起电方式 : 起电、 起电、 起电 . 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 ,与它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上 . 2.表达式 :F=k ,式中 k= N m2/C2,叫作静电力常量 . 3.适用条件 :真空中的 . 三、电场、电场强度 1.电场
4、【 精品教育资源文库 】 (1)定义 :存在于电荷周围 ,能传递电 荷间相互作用的一种 . (2)基本性质 :对放入其中的电荷有 . 2.电场强度 (1)定义 :放入电场中某点的电荷受到的 与它的 的比值 . (2)定义式 : .单位 :N/C或 V/m. (3)矢量性 :规定 在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向 . 四、电场线 1.电场线 :在电场中画出的一些曲线 ,曲线上每一点的 方向都跟该点的场强方向一致 ,曲线的疏密表示电场的 .电场线不是实际存在的线 ,而是为了描述电场而假想的线 . 2.电场线的特点 (1)电场线从 或无限远处出发 ,终止于 或无限远处 . (2)电
5、场线不相交 . (3)在同一电场里 ,电场线越密的地方场强 . 五、典型电场的电场线分布 图 19-1 【思维辨析】 (1)物体带电的实质是电子的转移 . ( ) (2)电场和电场线都是客观存在的 . ( ) (3)相互作用的两个点电荷 ,电荷量大的 ,受到的库仑力也大 . ( ) (4)根据 F=k ,当 r 0时 ,F . ( ) (5)E= 是电场强度的定义式 ,可知电场强度与电场力成正比 . ( ) (6)没有电场线的地方不 存在电场 . ( ) 【思维拓展】 (多选 )如图 19-2所示 ,有一带正电的验电器 ,当一个金属球 A靠近验电器的小球 B(不接触 )时 ,验电器的金箔张角减
6、小 ,则金属球 A的带电情况可能是 ( ) 图 19-2 A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电 C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电 考点一 电荷守恒与库仑定律 (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)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律 ,大小相等、方向相反 . 【 精品教育资源文库 】 (3)由公式 F=k 可以看出 ,在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下 ,当 q1=q2时 ,F最大 . 1.(电荷守恒 )2016浙江卷 如图 19-3所示 ,两个不带电的导体 A和 B,用一对绝缘柱支持使它们
7、彼此接触 .把一带正电荷的物体 C置于 A 附近 ,贴在 A、 B下部的金属箔都张开 ( ) 图 19-3 A.此时 A带正电 ,B带负电 B.此时 A电势低 ,B电势高 C.移去 C,贴在 A、 B下部的金属箔都闭合 D.先把 A和 B分开 ,然后移去 C,贴在 A、 B下部的金属箔都闭合 2.(电荷守恒和库仑定律 )两个所带的电荷量分别为 -Q和 +3Q 的相同 金属小球 (均可视为点电荷 )相距为 r,它们间的库仑力大小为 F.使两小球相互接触 ,且使二者之间的距离变为 ,则此时两小球间的库仑力大小为 ( ) A. F D.12F 3.(库仑力作用下的平衡问题 )(多选 )如图 19-4
8、所示 ,A、 B两球所带的电荷量均为 2 10-5 C,质量均为 0.72 kg,其中 A 球带正电荷 ,B 球带负电荷 ,且均可视为点电荷 .A 球通过绝缘细线吊在天花板上 ,B 球固定在绝缘棒的一端 ,现将 B球放在某一位置 ,能使绝缘细线伸直 ,A球静止且细线与竖直方向的夹角为 30, 则 A、 B两球之间的距离可能为 ( ) 图 19-4 A.0.5 m B.0.8 m C.1.2 m D.2.5 m 4.(库仑力作用下的动力学问题 )如图 19-5所示 ,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点 ,A和 C围绕 B做角速度大小相同的匀速圆周运动 ,B恰能保持静止 ,其中 A、 C 和
9、B的距离分别是 L1和 L2.不计三个质点间的万有引力 ,则 A和 C的比荷 (电荷量与质量之比 )为 ( ) 图 19-5 A. 要点总结 (1)对于两个均匀带电绝缘球体 ,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷 ,r为两球心之间的距离 . (2)对 于两个带电金属球 ,要考虑金属球表面电荷的重新分布 . (3)不能根据公式错误地推论 :当 r 0时 ,F . 其实 ,在这样的条件下 ,两个带电体已经不能再看成点电荷了 . 考点二 电场的叠加 【 精品教育资源文库 】 1 直角坐标系 xOy中 ,M、 N两点位于 x轴上 ,G、 H两点坐标如图 19-6所示 .M、 N两点各固定一负点电荷 ,
10、一电荷量为 Q的正点电荷置于 O 点时 ,G点处的电场强度恰好为零 .静电力常量用 k表示 .若将该正点电荷移到 G点 ,则 H点处场强的大小和方向分别为 ( ) 图 19-6 A. ,沿 y轴正向 B. ,沿 y轴负向 C. ,沿 y轴正向 D. ,沿 y轴负向 题根分析 本题通过合电场强度的计算 ,考查点电荷电场强度的计算 ,分析时应注意 : (1)电场强度三个表达式的比较 表达式 E= E=k E= 公式意义 电场强度定义 式 真空中点电荷电场强度的决定式 匀强电场中 E与 U的关系式 适用条件 一切电场 真空 ; 点电荷 匀强电场 决定因素 由电场本身决 定 ,与 q无关 由场源电荷
11、Q和场源电荷到该点的距离 r共同决定 由电场本身决定 ,d为沿电场方向的距离 (2)电场强度叠加问题的求解 思路 : 确定分析计算的空间位置 ; 分析该处有几个分电场 ,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向 ; 依次利用平行四边形定则求出矢量和 . 变式网络 式题 1 如图 19-7所示 ,一半径为 R的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q的电荷 ,在垂直于圆盘且过圆心 c的轴线上有 a、 b、 d三个点 ,a和 b、 b和 c、 c和 d间的距离均为 R,在 a点处有一电荷量为 q(q0)的固定点电荷 .已知b点处的场强为零 ,则 d点处场强的大小为 (k为静电力常量 ) ( ) 图 19
12、-7 A.k 【 精品教育资源文库 】 C.k 式题 2 已知均匀带电球体在球的外 部产生的电场与一个位于球心、所带电荷量与之相等的点电荷产生的电场相同 .如图 19-8所示 ,半径为 R的球体上均匀分布着总电荷量为 Q的电荷 ,在过球心 O的直线上有 A、 B两个点 ,O和 B间、 B和 A间的距离均为 R.现以 OB为直径在球内挖出一个球形空腔 ,若静电力常量为 k,球的体积公式为V= r3,则 A 点处电场强度的大小为 ( ) 图 19-8 A. C. 式题 3 2017贵州七校一联 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场 .如图 19-9所示 ,在半球面
13、AB 上均匀分布正电荷 ,总电 荷量为 q,球面半径为 R,CD为通过半球顶点与球心 O的轴线 ,在轴线上有 M、 N两点 ,OM=ON=2R.已知 M点的场强大小为 E,则 N点的场强大小为 ( ) 图 19-9 A. -E C. +E 考点三 电场线的理解和应用 1.电场线的应用 (1)在同一电场里 ,电场线越密的地方场强越大 . (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向 . (3)沿电场线方向电势逐渐降低 . (4)电场线和等势面在相交处互相垂直 . 2.两种等量点电荷的电场线 比较 等量异种点电荷 等量同种点电荷 【 精品教育资源文库 】 电场线分布 中垂线上 的电场强度 O点
14、最 大 ,向外逐渐减小 O点为零 ,向外先变大后变小 连线上的电场强度 沿连线先变小后变大 ,中点 O处的电场强度最小 沿连线先变小后变大 ,中点 O处的电场强度为零 2 如图 19-10所示 ,实线为不知方向的三条电场线 ,从电场中 M点以相同的速度沿垂直于电场线的方向飞出a、 b两个带电粒子 ,二 者仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示 ,则 ( ) 图 19-10 A.a一定带正电 ,b一定带负电 B.a的速度将减小 ,b的速度将增大 C.a的加速度将减小 ,b的加速度将增大 D.两个粒子的动能一个增 大、一个减小 式题 1 A、 B是一条电场线上的两个点 ,一个带负电的微粒仅在电场
15、力的作用下以一定初速度从 A点沿电场线运动到 B点 ,其速度 时间图像如图 19-11所示 ,则这一电场可能是图 19-12中的 ( ) 图 19-11 图 19-12 式题 2 (多选 )如图 19-13 所示 ,两个带等量负电荷的小球 A、 B(可视为点电荷 )被固定在光滑的绝缘水平面上 ,P、 N是在小球 A、 B连线的水平中垂线上的两点 ,且 PO=ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球 C(可视为质点 )从 P点由静止释放 ,在小球 C向 N点运动的过程中 ,下列关 于小球 C的说法可能正确的是 ( ) 图 19-13 A.速度先增大 ,再减小 B.速度一直增大 C.加速度先增大再减小 ,过 O 点后 ,
