2018高考物理大一轮复习 第7章 静电场教学案

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1、第7章静电场第1节 电场力的性质一、电荷及其守恒定律 库仑定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷:e=1.60×10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.(2)点电荷:代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的大小和形状的理想化模型.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,电荷的总量保持不变.(2)三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触起电.(3)带电实质:物体得失电子.(4)电荷的分配原则:两个

2、形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带相同电荷;若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分.3.感应起电(1)起电原因:电荷间的相互作用,或者说是电场对电荷的作用.(2)当有外加电场时,电荷向导体两端移动,出现感应电荷,当无外加电场时,导体两端的电荷发生中和.4.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正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2)表达式:F=k,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫做静电力

3、常量.(3)适用条件:真空中的点电荷.①在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式;②当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.(4)库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.二、电场、电场强度1.电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质.(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值.(2)定义式:E=.单位:N/C

4、或V/m.(3)矢量性:规定正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点电场强度的方向.三、电场线1.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处.(2)电场线在电场中不相交.(3)电场线不是电荷在电场中的运动轨迹.2.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.[自我诊断]1.判断正误(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍.(√)(2)根据

5、F=k,当r→0时,F→∞.(×)(3)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比.(×)(4)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向.(√)(5)在真空中,电场强度的表达式E=中的Q就是产生电场的点电荷.(√)(6)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同.(×)(7)电场线的方向即为带电粒子的运动方向.(×)2.两个分别带有电荷量+Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间

6、库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定,距离变为2r,则两球间库仑力的大小为(  )A.F B.FC.FD.F解析:选C.两球接触前F=,接触后所带电量均为+2Q,库仑力大小为F′=k==F,C正确.3.(多选)以下关于电场和电场线的说法中正确的是(  )A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅能在空间相交,也能相切B.在电场中,凡是电场线通过的点,场强不为零,没有电场线的区域内的点场强为零C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方

7、向,客观上并不存在解析:选CD.电场线是假想的,不是物质,在空间不相交、不相切,没有电场线的区域内的点,场强不一定为零,A、B错误,C、D正确.4.如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则(  )A.q1=2q2B.q1=4q2C.q1=-2q2D.q1=-4q2解析:选B.由于R处的合场强为0,故两点电荷的电性相同,结合点电荷的场强公式E=k可知k-k=0,又r1=2r2,故q1=4q2,本题选B.考点一 电荷守恒定律

8、和库仑定律1.库仑定律适用条件的三点理解(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.2.应用库仑定律的三条提醒(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

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