2023届高考物理一轮复习课件：8.1电场力的性质

这是一份2023届高考物理一轮复习课件：8.1电场力的性质，共52页。PPT课件主要包含了第一讲电场力的性质，几种常见电场模型，孤立点电荷，①等量异种，②等量同种，连线EO最小，中垂线EO最大，EO0，等大同向，等大反向等内容，欢迎下载使用。

[微点判断](1)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。 ( )(2)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 ( )(3)真空中点电荷的电场强度表达式E＝ 中，Q就是产生电场的点电荷( )(4)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。 ( )(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 ( )(6)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场( )(7)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量。( )
中垂线O点出发，先大后小。
[例1] (2022·烟台模拟)(多选)如图所示，两等量异号的点电荷相距为2a。M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L≫a。略去(a/L)n(n≥2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M点和N点的强度(　 )A．大小之比为2，方向相反B．大小之比为1，方向相反C．大小均与a成正比，方向相反D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直
思考:中垂线上场强E怎么变化？
思考:非等量点电荷的合电场是什么样？
思考:多个点电荷的合电场的图像是什么样？
[例2]　 如图所示，均匀带正电圆环所带电荷量为Q，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面中心轴上的一点，OP＝L，试求P点的场强E?
[例3]　(2022·潍坊模拟)如图所示，圆弧状带电体ABC上电荷分布均匀。ABC对应的圆心角为120°，B为圆弧中点。若带电体上的全部电荷在圆心P处产生的电场强度大小为E，则AB段上所带的电荷在圆心P处产生的电场强度大小为(　 )
[例4]　如图所示，一圆盘上均匀分布着电荷，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(q>0)的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强为( 　 )
等效为集中在球心的点电荷
虚线为某带电粒子仅在电场力作用下的轨迹，实线为电场线。
思考一、粒子带什么电？
思考二、速度Va、Vb的大小关系
思考三、加速度aa、ab的大小关系
思考四、电势能EPa、EPb的大小关系
1、E、F、a的大小看疏密
2、EP、V的大小看F与V的夹角
例6．某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点，电场线及运动轨迹如图所示。由此可以判定粒子在a、b两点 ( 　 )A．在a点的加速度较大B．在a点电势能较大C．在b点的速率较大D．在b点所受电场力较大
例7．(多选) 如图所示，实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布，虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹，则下列说法正确的是(　 )A．该试探电荷为负电荷B．b点的电场强度比a点的电场强度大C．该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少D．该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少
例8．有一个负点电荷只受电场力的作用，分别从两电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图像分别为图中的①、②图线，则能与①、②图线相对应的两个电场的电场线分布图分别是图中的(　 )A．甲、丙 　 B．乙、丙 　C．乙、丁 　D．甲、丁
提能点(一)　库仑定律及其平衡问题电荷分配原理1. 如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的距离远大于小球的直径，两球之间的相互吸引力大小为F。今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是( 　 )
库仑力作用下的平衡问题3．(2019·全国卷Ⅰ)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　 )A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷
解析：细绳竖直，把P、Q看作整体，则整体在水平方向不受力，对外不显电性，带等量异种电荷，故A、B错误；如果P、Q带不同性质的电荷，受力如图所示，由图知，P带负电荷、Q带正电荷时符合题意，故C错误，D正确。答案：D
三个电荷平衡4. 如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为 (　 )A．正，B的右边0.4 m处B．正，B的左边0.2 m处C．负，A的左边0.2 m处D．负，A的右边0.2 m处
两同夹异”“两大夹小”“近小远大”
提能点(二)　电场线的理解与应用电场线的理解1. (选自鲁科版新教材)(多选)如图所示，带箭头的直线是某电场的一条电场线。在这条线上有a、b两点，分别用Ea、Eb表示a、b两处的电场强度，下列说法正确的是(　 )A．a、b两处电场强度的方向相同B．电场线从a指向b，所以Ea>EbC．因为a、b在一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea＝EbD．a、b附近电场线的分布情况未知，Ea、Eb的大小不能确定
解析：由于a、b所在的电场线为直线，所以两处的电场强度的方向相同，A正确；在电场中，电场线越密说明电场强度越大，本题中，只有一条电场线，无法判断电场线的疏密，所以a、b两点的场强大小无法确定，故B、C错误，D正确。答案：AD
几种常见电场的电场线分布情况2．(多选)如图所示的四种电场中均有a、b两点，其中a、b两点的电场强度相同的是(　 )
A．甲图中，与点电荷等距的a、b两点B．乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中，匀强电场中的a、b两点
解析：根据点电荷的电场的特点可知题图甲中a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；题图乙中a、b两点的电场强度大小相等，场强方向都与中垂线垂直向左，则a、b两点的电场强度相同，故B正确；题图丙中a、b两点电场强度方向不同，故C错误；题图丁的匀强电场中a、b两点电场强度大小相等，方向相同，故D正确。答案：BD
电场线与轨迹3．某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点，电场线及运动轨迹如图所示。由此可以判定粒子在a、b两点 ( 　 )A．在a点的加速度较大B．在a点电势能较大C．在b点的速率较大D．在b点所受电场力较大
4．(多选) 如图所示，实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布，虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹，则下列说法正确的是(　 )A．该试探电荷为负电荷B．b点的电场强度比a点的电场强度大C．该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少D．该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少
解析：电场力方向指向轨迹曲线凹处，由题意及图像可知，该试探电荷为正电荷，故A错误；根据电场线的疏密可知，b点的电场强度比a点的电场强度大，选项B正确；该试探电荷从a点到b点的过程中，电场力与速度方向的夹角先是钝角后变成锐角，即电场力先做负功后做正功，试探电荷的电势能先増加后减少，动能先减少后增加，选项C正确，D错误。答案：BC　
电场线与运动图像5．有一个负点电荷只受电场力的作用，分别从两电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图像分别为图中的①、②图线，则能与①、②图线相对应的两个电场的电场线分布图分别是图中的(　 )A．甲、丙 　 B．乙、丙 　C．乙、丁 　D．甲、丁
解析：负点电荷从a运动到b，只有电场力做功，动能增加，根据动能定理可得Fx＝Ek，只有当F为定值时，Ek才与x成正比，由于负电荷受电场力方向与电场强度方向相反，故与①相对应的电场的电场线分布图是题图乙；②为曲线，动能随位移的增加变化得不均匀，且越来越快，则电场强度越来越大，电场力做正功，故与②相对应的电场线分布图是题图丙，故B正确，A、C、D错误。答案：B
3．电场强度三个表达式的比较
[典例]　(2022·哈尔滨模拟) 如图所示，匀强电场中A、B、C三点间的距离均为L，构成一个等边三角形，等边三角形所在平面与匀强电场方向平行，若在A处放一正点电荷＋q，在B处放一负点电荷－q，则C点电场强度为0，现将A、B两处的点电荷互换位置，匀强电场保持不变，则C点电场强度大小为(设正负点电荷不影响匀强电场的分布)(　 )
[针对训练]真空中点电荷场强的计算1. (2022·烟台模拟)(多选)如图所示，两等量异号的点电荷相距为2a。M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且L≫a。略去(a/L)n(n≥2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M点和N点的强度(　 )A．大小之比为2，方向相反B．大小之比为1，方向相反C．大小均与a成正比，方向相反D．大小均与L的平方成反比，方向相互垂直
提能点(四)　电场强度的四种特殊求法方法1　叠加法: 多个点电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。 [例1]　(2022·潍坊模拟)如图所示，圆弧状带电体ABC上电荷分布均匀。ABC对应的圆心角为120°，B为圆弧中点。若带电体上的全部电荷在圆心P处产生的电场强度大小为E，则AB段上所带的电荷在圆心P处产生的电场强度大小为(　 )
方法2　对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化。 [例2]　如图所示，一圆盘上均匀分布着电荷，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(q>0)的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强为( 　 )