《2020屆高考物理一輪 專題16 電場的力的性質(zhì)學案 新課標》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理一輪 專題16 電場的力的性質(zhì)學案 新課標（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020屆高三新課標物理一輪原創(chuàng)精品學案 專題16 電場的力的性質(zhì) 課時安排：3課時 教學目標：1．理解兩種電荷和電荷守恒定律 2．真空中的庫侖定律，點電荷 3．理解電場、電場強度、電場線、點電荷的場強、勻強電場、電場強度的疊加 4．運用靜電場的有關(guān)概念和規(guī)律解決物理問題 本講重點：1．庫侖定律 2．電場強度、電場線 本講難點：運用靜電場的有關(guān)概念和規(guī)律解決物理問題 考點點撥：1．電荷 電荷守恒定律 2．庫侖定律的直接應(yīng)用 3．一條直線上的電荷平衡問題 4．庫侖定律在力學問題中的綜合應(yīng)用 5．電場強度的分析與計算 6．電場線的有關(guān)問題 7．電場中的力學問題

2、9、電場強度的概念 （1）定義：電場中放入一個試探電荷q，它所受到的電場力F跟它所帶電量的比值F/q叫這個位置的電場強度。公式： ，單位：N/q 或 V/m 。 （2）物理意義：電場強度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，其大小與放入的試探電荷無關(guān)，它表示單位電荷在該點受到的電場力。 （3）矢量性：場強是矢量，規(guī)定 跟該點的場強方向一致，那么負電荷的受力方向與該點場強的方向 。 （4）孤立的點電荷在真空中形成的電場是非勻強電場，其決定式 ，場強的方向在該點和電荷的連線上。

3、 （5）場強的疊加：當某一區(qū)域的電場由幾個電場疊加而產(chǎn)生的時候，電場中某點的場強等于各個電場單獨在該點的場強的矢量和，遵循 。 10、電場線 （1）概念：為了形象的描述電場中各點場強的強弱和方向，在電場中畫出一系列的曲線，曲線上各點的切線方向表示該點的 方向，曲線的 表示電場的強弱。 （2）電場線的特點：始于 （或無窮遠處），終于 （或無窮遠處），任何兩條電場線都不 。 （3）幾種典型電場的電場線分布：a、孤立正、負點電荷；b、等量異種點電荷和等量同種點

4、電荷；c、勻強電場。 11、勻強電場 場強方向處處相同，場強大小處處相等的區(qū)域稱為勻強電場。勻強電場的電場線 是 的平行線。平行相對的金屬板帶等量異種電荷后，在兩板之間除邊緣外就是勻強電場。 顯然，兩球心間的距離為3r，但由于同種電荷相互排斥，使金屬球電荷分布不均勻，而分布在兩球外部的球面，這樣兩部分電荷間的距離就大于3r，所以F小于。同理，若兩球帶有異種電荷Q，則F大于。 3、電場強度的計算 （1）定義式：E=F/q適用于任何電場，E與F、q無關(guān)，E的方向規(guī)定為正電荷受到的電場力的方向。 （2）點電荷的場強：E=kQ/r2 。僅適用于真空中的點電荷

5、（3）勻強電場的場強：E=U/d 。 4、電場線：描述場強的大小和方向。 場強方向：某點場強方向即該點切線方向； 場強大小：用電場線的疏密度表示 比較幾種常見電場的電場線： 正點電荷電場 負點電荷電場 等量同種電荷電場 等量異種電荷 勻強電場 電場線的方向與電荷所受電場力方向共線，但不一定是電荷的運動方向。 5、電場力與受力分析結(jié)合 在電場中帶電體還可能受到多種外力，電場力是一種基本形式的力，分析時一定要遵循受力分析的一般思維程序。 二、高考要點精析 解析：元電荷是指與質(zhì)子帶電量或電子帶電量絕對值相等的電荷量，不是質(zhì)子也不是電子，故A選項錯；

6、點電荷是一種理想化模型，實際帶電體的大小遠小于帶電體之間的距離時，帶電體的形狀和大小對于作用力的影響可忽略不計，這樣的帶電體就可視為點電荷，所以B項不對；摩擦起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造了電荷，故C項不對；選項D準確表述了庫侖定律的適用條件，所以D正確。 答案：D ☆考點精煉 1．下列關(guān)于電荷量的說法哪些是正確的是 （ ） A．物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù) B．物體所帶的電荷量只能是某些值 C．物體帶正電荷1.6×10-9C，這是因為失去了1.0 ×1010個電子 D．物體帶電量的最小值是1.6×10-19C （二）庫侖定律的直接應(yīng)用 ☆考點點撥 庫侖定

7、律描述了真空中兩靜止的點電荷之間的相互作用力所遵循的規(guī)律，公式F=。點電荷是無大小、無形狀且有電荷量的一個理想化模型。在實際問題中，只有當帶電體間的距離比它們自身的大小大的多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用的影響可以忽略不計時，帶電體才可以視為點電荷。 【例2】真空中兩個相同的帶等量異種電荷的小球A和B（A、B可看成點電荷）分別固定在兩處，兩球間庫侖力是F，用一個不帶電的小球C，先和A球接觸，再和B球接觸，然后移去C，則A、B 間的庫侖力變?yōu)镕的幾倍？若再使A、B間的距離增大一倍，則它們之間的庫侖力又為多少？ ☆考點精煉 2．電荷量分別為q1 、q2的兩個點電荷，相距r時相互作用力為

8、F，則 （ ） A．如果q1 、q2 恒定，當距離變?yōu)閞/2 時，作用力將變?yōu)?F B．如果其中一個電荷的電荷量不變，而另一個電荷的電荷量和它們之間的距離都減半時，作用力變?yōu)?F C．如果它們的電荷量和距離都加倍，則作用力不變 D．如果它們的電荷都加倍，距離變?yōu)闀r，作用力變?yōu)?F 第二課時 （三）一條直線上的電荷平衡問題 ☆考點點撥 如果三個點電荷處于一條直線上同時處于平衡狀態(tài)，則每一個電荷所受合外力均為零，此時可以對每個電荷分別進行受力分析，由平衡條件求解。如果其中兩個電荷是固定的，則只需對第三個電荷列平衡方程。要注意判斷相鄰電荷的正負。 【例3】固定的兩個帶正電

9、的點電荷q1、 q2 ，電荷之比為1：4，相距為d，引入第三個點電荷q3 ，要使q3 能處于平衡狀態(tài)，對q3 的位置、正負、電荷量都有何要求？ ☆考點精煉 3．有A、B兩個帶電小球，電荷分別為+Q和 +9Q，相距0.4m，如果引入第三個小球C，正好使三個小球都處于靜止狀態(tài)，則C小球應(yīng)帶 電，應(yīng)放在離A球多遠處？且C球所帶電荷量為多少 ？ （四）庫侖定律在力學問題中的綜合應(yīng)用 ☆考點點撥 庫侖定律給出了真空中兩靜止的點電荷之間的相互作用力。在歷年高考試題中，常常是與力學知識聯(lián)系起來考查帶電體的運動問題。解答這一類題目的關(guān)鍵還是在力學上，只要在對物體進行受力分析時，注意對帶電體

10、所受的庫侖力分析，再應(yīng)用力學相關(guān)知識即可求解。必須注意的是：當帶電體運動過程中與其它導體有接觸時，有可能所帶電量要發(fā)生變化。 ☆考點精煉 4．已知如圖，在光滑絕緣水平面上有三個質(zhì)量都是m的相同小球，彼此間的距離都是l，A、B電荷量都是+q。給C一個外力F，使三個小球保持相對靜止共同加速運動。求：C球的帶電性和電荷量；外力F的大小。 （五）電場強度的分析與計算 ☆考點點撥 電場強度的計算有以下幾種方法： （1）定義式：E=F/q適用于任何電場，E與F、q無關(guān)，E的方向規(guī)定為正電荷受到的電場力的方向。 （2）真空中點電荷的場強：E=kQ/r2 。 （

11、3）勻強電場的場強：E=U/d 。 當某一區(qū)域的電場由幾個電場疊加而產(chǎn)生的時候，電場中某點的場強等于各個電場單獨在該點的場強的矢量和，遵循平行四邊形定則。 （2）電子在點所受的電場力F=qEC=0.8×10-20N。因為電子帶負電，所以F方向與EC方向相反。 ☆考點精煉 5．圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點處的場強大小和方向。 第三課時 （六）電場線 ☆考點點撥 要牢記以下6種常見的電場的電場線： ①電場線上某點的切線方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的大小。 ②電場線互不相交。

12、 + － a O c 【例6】如圖所示，在等量異種點電荷的電場中，將一個正的試探電荷由A 點沿直線移到O點，再沿直線由O點移到c點。在該過程中，試探電荷所受的電場力大小和方向如何改變？電場力所做的功又如何改變？ 解：根據(jù)電場線的分布可知：電場力一直減小而方向不變； 從a到O電場力做正功，從O到c電場力不做功。 ☆考點精煉 6．如圖所示是電場中的一條電場線，關(guān)于該電場線，有下列說法，其中正確的是（ ） A．它可能是勻強電場中的電場線，也可能是點電荷周圍的電場線 B．由A到C，場強可能逐漸變大，也可能逐漸變小 C．一正電荷僅在電場力作用下由A向C運動，其加速度一定變大

13、 D．一負電荷僅在電場力作用下由A向C運動，其加速度一定減小 （七）電場中的力學問題 ☆考點點撥 在歷年高考試題中，常常是電場知識與力學知識聯(lián)系起來考查。解答這一類題目的關(guān)鍵還是在力學上，只要在對物體進行受力分析時，注意分析帶電體所受的電場力，再應(yīng)用力學相關(guān)知識即可求解。 ☆考點精煉 7．如圖所示，在勻強電場中，有一質(zhì)量為m，電量為q的小球從A點由靜止釋放，運動軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為，那么勻強電場的場強大小為（ ） A．唯一值， B．最大值， C．最小值， D．最大值， 三、考點落實訓練 1．電場強度E的定義式為E=F/q，根據(jù)

14、此式，下列說法中正確的是 （ ） ①此式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場 ②式中q是放入電場中的點電荷的電荷量，F(xiàn)是該點電荷在電場中某點受到的電場力，E是該點的電場強度 ③式中q是產(chǎn)生電場的點電荷的電荷量，F(xiàn)是放在電場中的點電荷受到的電場力，E是電場強度 ④在庫侖定律的表達式F=kq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，也可以把kq1/r2看作是點電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強大小 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 2．一個檢驗電荷q在電場中某點受到的電場力為F，以及這點的電場強度為E，圖

15、中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是 （ ） 3．如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是 （ ） A．先變大后變小，方向水平向左 B．先變大后變小，方向水平向右 C．先變小后變大，方向水平向左 D．先變小后變大，方向水平向右 4．如圖所示，帶箭頭的線段表示某一電場中的電場線的分布情況．一帶電粒子在電場中運動的軌跡如圖中虛線所示．若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是 （ ） A．若粒子是從A運動到B，則粒子帶正電；若粒子是從B運動到A，則粒子帶負電 B．不論粒子是從A運

16、動到B，還是從B運動到A，粒子必帶負電 C．若粒子是從B運動到A，則其加速度減小 D．若粒子是從B運動到A，則其速度減小 6．在圖所示的豎直向下的勻強電場中，用絕緣的細線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點O做圓周運動，下列說法正確的是 （ ） ①帶電小球有可能做勻速率圓周運動 ②帶電小球有可能做變速率圓周運動 ③帶電小球通過最高點時，細線拉力一定最?、軒щ娦∏蛲ㄟ^最低點時，細線拉力有可能最小 A．② B．①② C．①②③ D．①②④ 7．質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細線上，且處在場強為E的勻強電場中，當小球A靜止時，細線與豎直方向成

17、30°角，已知此電場方向恰使小球受到的電場力最小，則小球所帶的電量應(yīng)為（ ） A． B． C． D． 12．已經(jīng)證實，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為，下夸克帶電為，e為電子所帶電量的大小，如果質(zhì)子是由三個夸克組成的，且各個夸克之間的距離都為,,試計算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個夸克之間的靜電力（庫侖力）。 考點落實訓練參考答案 1．C 2．D 3．B 根據(jù)電場線分布和平衡條件判斷． 4．BC 5．C 利用等效場處理． 6．D 7．D 依題意做出帶正電小球A的受力圖，電場力最小時，電場力方向應(yīng)與絕緣細線垂直，qE=mgsin30°，從而得出結(jié)論． 8．C 9．1∶16；0