高考物理总复习教师用书第七章 静电场

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第七章静电场
求 考
物质的电结构、电荷守恒 Ⅰ 电势能、电势 1.命题规律
从近几年高考试题来看,
高考对该部分内容常从两角
度命题,以选择题的形式考
查静电场的基本性质,以计
算题的形式考查静电场知识
与动力学、能量、曲线运动
等知识的综合应用。
2.考查热点
(1) 电场的基本概念和
性质。
(2)牛顿运动定律、动能
定理及功能关系在静电场中
的应用。
(3) 带电粒子在电场中
的加速、偏转等问题。 
静电现象的解释 Ⅰ 电势差
点电荷 匀强电场中电势差与
电场强度的关系
库仑定律 带电粒子在匀强电场
中的运动
静电场 Ⅰ 示波管
电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 常见电容器
电场线 电容器的电压、电荷
量和电容的关系
39 课时 电荷守恒定律和库仑定律(双基落实课)
点点通() 电荷、电荷守恒定律
1电荷
(1)三种起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(2)两种电荷:自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥,异
种电荷相互吸引。
2对元电荷的理解
(1)电荷是自然界中最小的电荷量,e表示,通常取 e1.6×1019 C,任何带电体
的电荷量都是元电荷的整数倍。
(2)元电荷等于电子所带的电荷量,也等于质子所带的电荷量,但元电荷没有正负之分。
(3)元电荷不是点电荷,电子、质子等微粒也不是元电荷。
3电荷守恒定律
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
一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
4电荷均分原理
(1)适用于完全相同的导体球。
(2)两导体球接触一下再分开,如果两导体球带同种电荷,总电荷量直接平分;如果两
导体球带异种电荷,则先中和再平分。
[小题练通]
1(鲁科教材原题)下列现象中,不属于摩擦起电的有(  )
A.将被毛皮摩擦过的塑料棒靠近碎纸屑,纸屑被吸起
B.在干燥的天气中脱毛线衣时,会听到轻微的噼啪声
C.用干燥的毛刷刷毛料衣服时,毛刷上吸附有许多细微的脏物
D.把钢针沿着磁铁摩擦几次,钢针就能吸引铁屑
解析:D ABC三个选项为摩擦起电,D选项为磁化现象,故 D正确。
2(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥
则这两个金属小球原来的带电情况可能是(  )
A.两球原来带有等量异种电荷
B.两球原来带有同种电荷
C.两球原来带有不等量异种电荷
D.两球中原来只有一个带电
解析:BCD 接触后再分开,两球相互排斥,说明分开后两球带同种电荷,两球原
来可能带同种电荷、不等量的异种电荷或只有一个带电,故 BCD正确。
3(鲁科教材原题)将一物体跟一带正电的验电器的金属球接触时,验电器的金属箔先
合拢然后又开,从这一现象可知,接触金属球以,物体(  )
A.带正电荷        B.带负电荷
C.不带电荷 D.都有可能
解析B 验电器的金属箔先合拢后张开,说明接触验电器金属球的物体和验电器
金属球所带电荷的种类不同,即物体带负电荷。金属箔先合拢是因为正电荷与负电荷先
和;后又张开是因为物体上剩余的负电荷有一部分传导给了验电器,验电器的金属箔因
同种电荷而张开,故 B正确。
[融会贯通]
物体带电现象都是电子转移造成的,解答此类问题一定要依据电荷守恒定律,既不
凭空创生电荷,也不能任意消灭电荷。
点点通() 库仑定律
1库仑定律的内容和公式
(1)内容:中两个静点电荷之间的相互用力,与它的电荷量的乘积成
与它的距离的次方成反比用力的方在它线上。
(2)式:Fk。式中 k9.0 × 10 9
N·m2/C2称为静电力常量。
2库仑定律的适用条件
(1)适用条件真空中静的点电荷。
(2)带电体看点电荷的:带电体自之间的距离小即使是两
比较大的带电体,只之间的距离足够大,也可以视为点电荷。
[小题练通]
1(教科教材原题)真空中有两点电荷 Q1Q2相距 rQ2的电荷量原来的 3
倍,将两点电荷间的距来的则在后两种情况下,两电荷之间用力
比为(  )
A116          B112
C121 D61
解析:B 根据库仑定律,F1kF2k,解得 F1F2112B正确。
2.(沪科教材原题)有两个半径为 r的金属球如图放置,两球表间距离r今使两球带
上等量的异种电荷 Q,两球间库仑力的F那么(  )
AFk BF>k
CF<k D无法判
解析B 两球带异种电荷,由于相互吸引,电荷会向两球正对球面的中间靠近,
F>kB正确。
3(教科教材原题)所示,两不等的细线一端拴在同一点,另一两个
带同种电荷的小球,电荷量分q1q2,质量分m1m2
α>βαβ等的(
)
Am1<m2 Bm1>m2
Cq1<q2 Dq1>q2
解析A 库仑力作用符合牛顿第三定律,即两小球所带电荷量不相等时,相互
用的库仑力大小相等,因此 α>β不是电荷量不相等造成的。根据受力平衡条件及 α>β,可得
m1<m2,故 A正确。
4.中 ,
电荷
ABAB线
C点,如所示。
使AB
靠近两球距离小,B线的偏越大;再保持两球距离不变变小球所
的电荷量,观察到电荷量越大B线的偏角越大
验表:两电荷之间的相互用力,距离的________而增大电荷量的_______
_而增大
同学在探究应用的学方____________(填“累积法”“效替代法”“控
变量法”“演绎法”)
解析:B球进行受力分析,受重力、库仑力和悬线的拉力,悬线与竖直方向间的夹
角增大时,说明库仑力增大。电荷量不变时,两球距离减小,悬线偏角增大,库仑力增
距离不变时,电荷量增大,悬线偏角增大,库仑力增大。在探究中应用的科学方法是控
变量法。
答案:小 增大 控制变量
[]
(1)电荷量和电荷之间的距离都是决定库仑力大小的因素。
(2)均匀带电的绝缘球可以视为点电荷,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。
(3)库仑力和其他力一样,也符合牛顿第三定律,也可以和其他力达到平衡。
1三个点电荷的平衡问题
(1)衡条件个点电荷两个点电荷的合力个点电荷于另两个
点电荷生的合电场强度为零位置
(2)衡规
2库仑力和其他力的平衡问题
库仑下的题,可以是只有库仑力,也可以结合,但质都是平
问题。解题的关进行受力分析并方程。
3三步处理库仑力作用下的平衡问题
库仑下电荷的问题与力学中物体的平理方式相同,也就是将
与分解。
[课堂综合训练]
1. (2018·),三个定的带电小球 abc,相互间的
距离分别为 ab5 cmbc3 cmca4 cm。小球 c库仑力的合力
的方ab线。小球 ab所带电荷量的比值值为 k,则(  )
Aab的电荷同k
Bab的电荷异k
Cab的电荷同k
Dab的电荷异k
解析:D 由于小球 c所受库仑力的合力的方向平行于 ab的连线,根据受力分析
知,ab的电荷异号,根据库仑定律ac的库仑力Fak0b
cFbk0
=,解得 k===,D正确。
2(多选)所示,abc三球分用三根绝缘细线悬挂在同一点 O,细线的度关
OaOb<Oc三球细线 Oc
沿直方abc线三角形,则下列说法(
)
Aabc三球质量一定相等
Bab两球所带电荷量一定相等
C.细线 OaOb 受拉小相等
Dabc三球所库仑力小一定相等
解析BC 由于细线 Oc 沿竖直方向,c所受重力及细线拉力均沿竖直方向,
ac的库仑力与 bc的库仑力关于 Oc 对称,即 qaqbB正确;对 ab整体受力分
析可得:因为 ab连线水平,则 mamb,但与 c的质量关系不能确定,A错误;因 c
ab的库仑力关于 Oc 对称,由受力分析知,细线 OaOb 所受拉力大小相等,C正确;c
带电荷量与 ab所带电荷量不一定相等,所以 abc所受库仑力大小不一定相等,D错误。
3.如所示,滑绝缘定一金属小球 A,用原l0绝缘弹簧小球 A
另一金属小球 B接,两球小不计,带上等量同种电荷,弹簧伸长x1
球电荷量各漏掉弹簧伸长量变x2,则有(  )
Ax2x1       Bx2x1
Cx2>x1 Dx2<x1
解析:C 由题意知,漏电前、后两球最终均受力平衡,于是有 k0x1=,k0x2=,则
=,因为 l0x2<l0x1,所以<4,故 C正确。
4.()3.0×104 kg
0.04 m 线同一带上等量电荷
两球互相排斥,所示位置
(1)两球间静电力的小和导体球所带的电量。
(2)
电荷量加倍,小球能在原位置衡吗?
解析:(1)左边导体球受力如图所示,
Fmgtan 30°
根据库仑定律
Fkr2Lsin 30°L
解得:F×103 N
q×108 C
(2)由于两球电荷量乘积不变,则库仑力的大小不变,小球还能在原位置平衡。
答案:(1)×103 N ×108 C (2)
1.带电微粒所带电荷量不可能是下列选中的(  )
A3.2×1019 C      B.-6.4×1020 C
C.-1.6×1018 C D4.0×1017 C
解析:B 最小的电荷量是 1.6×1019 C,这个最小的电荷量叫元电荷,任何带电体
的电荷量都是元电荷或是元电荷的整数倍,3.2×1019 C2eA正确;-6.4×1020 C
不是 1.6×1019 C 的整数倍,故 B错误;-1.6×1018 C=-10e,故 C正确;4.0×1017 C
250e,故 D正确。
2.所示,在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中(  )
A玻璃棒带正电,丝绸不带电
B丝绸玻璃棒带电情况完全相同
C玻璃棒中的电子转移到丝绸上,丝绸带负电
D丝绸中的正电荷转移到玻璃棒上,玻璃棒带正电
解析:C 丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,丝绸带负电,AB错误;实际情况是
玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒带正电,丝绸带负电,C正确,D错误。
3.所示,将带正电的金属小球接触原来不带电的验电器 A之后
。关于验电器的带电情况正的是(  )
AA带正电,B带正电
BA带负电,B带负电
CA带负电,B带正电
DA带正电,B带负电
解析A 用带正电的小球去接触验电A端,验电器中的电子将被吸附到带电
球上去,故 A端带上正电,AB两端电相同,故 A正确。
4.关于库仑定律的Fk,下列说法中正的是(  )
A.只真空中的静电荷,库仑定律就适用
B当真空中两个电荷间距离 r0时,它间的静电力 F→∞
C两个电荷间的距离 r→∞时,库仑定律的式就不适用
D两个电荷间的距离 r0时,电荷不能点电荷,库仑定律式就不适
解析:D 只有是空中的静止的点电荷,库仑定律才适用,选项 A错误;r0
时,电荷不能再成是点电荷,库仑定律的用,选项 B错误,D正确;
r→∞时,库仑定律的公式适用,选项 C错误。
5.所示,Q为固定的正点电荷,AB两点Q的正上方,和 Q
距分h0.25h,将另一点电荷从 A,运动到 B点时速度
为零若此点电荷在 A的加速度,则点电荷在 B的加速
a(  )
Aa4g,方向竖 Ba4g,方向竖
Ca3g,方向竖 Da3g,方向竖
解析:C 对点电荷在 A点进行受力分析,得 mgkmg,则 kmg,点电荷在 B
点受到的库仑力为 Fk16×4mg,由牛顿第定律得 Fmgma解得 a3g,方向
竖直向上,ABD错误,C正确。
6()的金()荷量小之17r,两
个小球相互接触后再放回到原来的位置上,则它之间的库仑力小可能原来的(  )
A B
C D
析:CD 同种量小电荷Q
之间的库仑力大小为 F1k,根据平均分原则,接触后所带电荷量大小为 QAQB
4Q,所间的库仑力大小为 F2kF1个小球带异种电荷,接触前它们
的库仑力大小为 F1k,接触后它们所带电荷量大小为 QAQB3Q,所以之间的库
仑力大小为 F3kF1,所以 CD正确。
7(多选)光滑绝缘上,相距一定的距有两个质量分m2m的带
电小球(视为质点)AB。在 t1同时将两球速度释A的加速度
a一段时间后,在 t2B球的加速度小也变a后两球在运动过程中
并未接触,所带电荷量都保持不变,则下列判断的是(  )
A.两小球带的是同种电荷
B.两小球带的是异种电荷
Ct2两小球间的距离是 t1的倍
Dt2两小球间的距离是 t1的倍
解析:BD t1A加速度大小为 at2B加速度大小也为 aB
球质量为 A球的两倍,说明 t2AB球之间的库仑力为 t1的两倍,由库仑定律可知
两小球距离定减小,即两球间为库仑引力,故两小球带异种电荷,B对,A错;由库仑
定律 Fk可知,D对,C错。
8.(多选)所示,两个带电金属小球中r,所带电荷量小相等Q,则关
于它之间电荷的相互用力F说法的是(  )
A是同种电荷,F<k
B是异种电荷,F>k
C是同种电荷,F>k
D.不是何种电荷,Fk
解析:AB 电荷只能分布在金属球的表面,是同种电
荷则互相排斥,电荷间的距离大于 r,如图所示,根据库仑定律 F
kk
间的距离小于 r,则相互作用力大于 k,故选项 AB正确。
9.相距 L的点电荷 AB的带电量分别为+4Q和-Q
(1)AB电荷定不动,在它们连线的中点放入带电量为+2Q的电荷 C,电荷 C
到的静电力是多少?
(2)AB电荷是可以自移动的,在通过它的直线上引第三个电荷 D使三个
点电荷都于平衡状态电荷 D的电量和放置位置
解析:(1)AC之间为斥力,大小为
FACk32k
BC之间为引力,大小为
FBCk8k
FFACFBC40k
(2)根据三个点电荷的平衡D为正电荷,DAB 连线的线上靠近 B
的一,设 DB的距离为 x,电荷量为 q
则对 Akk
Bkk
解得:q4QxL
答案:(1)40k (2)4Q AB 线的延长线上距离 BL
40 课时 电场强度、电场线(双基落实课)
点点通() 电场强度的理解
1电场
(1):存在于电荷周围,能传递电荷间相互用的一种特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的用。
2电场强度
(1)场中点的电荷到的电场F与它的电荷量 q比值E
N/C V/m
(2)量性:定正电荷在电场中电场力的方向为该点电场强度的方
3电场强度三个公式的比较
EEk E
意义 电场强度
的定
真空中点电荷的
电场强度
匀强电场中电场强度
与电势差的关系式
适用
范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场
[小题练通]
1(2019·邢台高模拟)关于静电场,下列结论普遍成立的是(  )
A.电场强度为零方,电势也为零
B.电场强度的方与等势面处处垂
C着电场强度的逐渐减小,电势也逐渐降低
D.任一点的电场强度总是指向该点电势降低的方
解析B 电场强直接关系,电强度时,一定
时,电场强度不一定为,故 AC错误;电线与等直,而电场强度的方向
为电线的方向,所以电场强度的方向与等直,故 B正确;顺着线方向电
,但降低的方一定是电场强方向,电强度的方向是降低的方
向,故 D错误。
2(教教材原题)下列关于电场的叙述中正的是(  )
A.以点电荷为圆心r为半径的球上,点的场强都相等
B.正电荷周围的场强一定负电荷周围的场强
C.取电场中点的试电荷后,该点的场强为零
D.电荷在电场中点所电场力的方与该点电场的方不一定相同
解析:D 电场强度量,以点电荷为圆心r半径的球面上场强大小相等、方
向不同,A错误;场强的大小与电荷正、关,B错误;取走点的探电荷,
点的场强不变,C错误;只有正电荷所受电力的方向与点电的方向相同,D正确。
3(教科教材原题)q11.0×109 C 验电荷点电荷 Q生的电场中的 P
点,测得 q1电场力1.0×106 N。则:
(1)q1Pq22.0×108 C 的点电荷,则 q2电场力
________NQP生的电场的场强________N/Cq1P
点时的场强方________(相同反”)
(2)P任何验电荷,则 QP生的场强________N/C,方
q1P点时的场强方________(相同反”)
解析:(1)EE1.0×103 N/Cq2PF2q2E
2.0×105 N场强的大小、方向与 q1置在 P点时都相同。
(2)P点不任何验电荷,P点的场强大小、方向与将 q1P点时都相同。
答案:(1)2.0×105 1.0×103 相同 (2)1.0×103 相同
[融会贯通]
(1)点的电场强度 E的大小和方向是一的,只由电场本身决定,与 Fq
大小及是否存探电荷关,即不能EFE
(2)场强度量,电点的电场强度的方向与正探电荷所受电力的方向相
同,与负探电荷所受电力的方向相
点点通() 电场强度的计算
计算电场强度的五种方法
多个电荷在某处产生的电场强度为各电荷在该生的电场强度的
量和
衡法 带电体力平时可根据衡条件求
效法 在保果相同的前提下,将复杂的电场情换为简单的或的电场
称法 空间上对的电荷形的电场有对
补偿法 将有缺口的带电圆环补为圆环,或将面补
[小题练通]
1.示,内有一等角形 ABCO三角形的几何DO
正上方一点,O点到 ABCD点的距离均为 L现将三个电荷量
Q的正点电荷分别固定在 ABC知静电力常量k,则 D
的场强(  )
A.         B
C D
解析:D 由何关系知,ABC三点到 D点的距离L个点电荷在 D
生的场强大小k,方向与水平方向成 45°角,因三个点电荷的空间对称,水平方向合
场强场强为三个场强的竖直分量之和,即,选项 D正确。
2匀带电的球在球外空生的电场等于电荷中于球心处产生的电场。如
所示,在AB 匀分正电荷,总电荷量q,球面半径为 RCD
点与球O线,在线上有 MN两点,==2RM点的场强E,则 N
的场强(  )
A.-E B
C.-E DE
解析:A 设在 O点的球整的带电荷量为 2q的带电球,则在 MN两点
生的场强大小为 E0==。题图中左M生的场强E,则右半M
场强EE0E=-E,由对称,左N生的场强大小为-EA
确。
3.()Q13.0×108 C Q2
3.0×108 C0.1 mA0.1
m。试A点的场强。
解析:Q1Q2A生的场强如题图所示。
根据平行边形定则
EAE1E2k9.0×109× N/C
2.7×104 N/C
方向与 Q1Q2连线平行
答案:2.7×104 N/C 方Q1Q2线平行指向右
点点通() 电场线
1定义:电场线是在电场中的一条条有方的曲线,曲线上点的线方表示该
点的电场强度方
2特点
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止无限远或负电荷。
(2)电场线在电场中不相,这是因为在电场中任一点的电场强度不可能有两个方
(3)在同一中,电场强度较大方电场线,电场强度小的方电场线较疏
因此在同一幅图中可以用电场线的疏密比较各点电场强度的小。
3深化理解
(1)电场线不是实际存在的线,为了形象地描述电场而假想的线。
摘要:

第七章静电场考纲要求考情分析物质的电结构、电荷守恒Ⅰ电势能、电势Ⅰ1.命题规律从近几年高考试题来看,高考对该部分内容常从两角度命题,以选择题的形式考查静电场的基本性质,以计算题的形式考查静电场知识与动力学、能量、曲线运动等知识的综合应用。2.考查热点(1)电场的基本概念和性质。(2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的应用。(3)带电粒子在电场中的加速、偏转等问题。 静电现象的解释Ⅰ电势差Ⅱ点电荷Ⅰ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅱ库仑定律Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ静电场Ⅰ示波管Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ常见电容器Ⅰ电场线Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ第39课时 电荷守恒定律...

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