第一讲 电场力的性质 【新高考要求】:1、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. 2、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. 3、了解生产生活中关于静电的利用与防护的实例. 【核心素养】:物理观念:点电荷、物质的电结构、电荷守恒定律、库仑定律、电场强度、电场线。 科学思维:守恒思想、通过多种方法求解电场问题如:叠加法、对称法、补偿法、微元法、等效法等 一、电荷 电荷守恒定律 1.电荷 (1)两种电荷: (2)电荷量: (元电荷) (3)比荷: (4)点电荷: 2、三种起电方式: 带电实质 3.电荷守恒定律 (1)内容: (2)电荷的分配规律: [微思考] 元电荷与点电荷是一样的吗? 二、库仑定律 1.内容: 2.表达式: 3.适用条件: [微点拨]———当距离r接近于0时,库仑力F趋近于无限大”,因为当r接近0时,两个带电体不能视为点电荷,库仑定律F=k不能适用. 电场、电场强度 1.电场 (1)定义: (2)基本性质: 2.电场强度 (1)定义 (2)定义式 单位: (3)方向: (4)电场强度的叠加: (5)点电荷的电场强度: (6)匀强电场中的电场强度: 四.电场线 (1)定义: (2)电场线的特点: (3)六种典型电场的电场线 [微点拨] (1)电场强度E=是描述电场性质的物理量,由电场本身决定,与放入的试探电荷q及其受力F均无关. (2)电场线不是电荷的运动轨迹,二者在一定条件下可以重合. 突破考点、提升能力 考点一 库仑定律的理解及应用 两个分别带有电量-Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。 讨论: 1、将两球固定距离变为r/2,则两球间库仑力的大小为多少? 2、两小球相互接触后将其固定距离变为r/2,则两球间库仑力的大小为多少? 3、若两小球的带电量分别为+Q和+5Q,其他条件不变,两小球相互接触后将其固定距离变为r/2,则它们间库仑力的大小为多少? 延伸: 考点二 库仑力作用下的平衡问题 例2、(多选)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)。三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,则以下判断正确的是( ) A、A对B的静电力一定是引力 B、A对B的静电力可能是斥力 C、A的电荷量可能比B少 D、A的电荷量一定比B多 提示:每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零 分析: 结论:1、侧同中异:两侧电荷必为同性、中间电荷为异性 侧大中小:两侧电荷所带电量都比中间的大。 考点三 场强的求解 例3、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.如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球面顶点与球心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( ) A.-E B. C.-E D.+E 题后反思:1、补偿思维2、等效思维3、对称思维 (训练1)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的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图所示,半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B、B和A间的距离均为R,现以OB为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为V=πr3,则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为( ) A. B. C. D. 题后反思: 考点四 电场线的理解及应用 例4、(2018·天津卷)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是( ... ...
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