2020年高考物理一轮复习文档:第8章,静电场,第35讲,含答案|

来源:党课学习心得 发布时间:2019-09-04 06:34:17 点击:
[研读考纲明方向] [重读教材定方法] (对应人教版选修3-1的页码及相关问题) 1.P3[实验],回答课本问题。若右端接地,则图示状态感应电荷分布情况如何? 提示:导体A、B分别感应出负电荷和正电荷,两金属箔都张开;
先把A、B分开,然后移去C,A、B带电情况不变,金属箔均保持张开状态;
再让A、B接触,A、B均不带电,两金属箔均闭合。导体A左端分布有感应负电荷,导体B无感应电荷。

2.P3 图1.1-2,验证一导体是否带电时,必须使其与验电器的金属球接触吗? 提示:不是必须,使该导体与金属球靠近也可。

3.P4“元电荷”一段。

4.P4~5[问题与练习]T2、T3、T4。

提示:T2:导体上电荷的转移是电子的转移,得到或失去的电子数相同,均等于带电量与元电荷的比值。T3:感应起电的特点是近异远同,离的近的力大,故为吸引力。T4:不违背能量守恒定律。把A、B在C旁边相碰一下分开,需要做功,需要能源提供能量。

5.P6阅读“库仑的实验”一段,库仑是怎样改变电量的? 提示:把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触,前者的电荷量就会分给后者一半。

6.P7[例题1],由该题分析,在电磁学的受力分析时是否需要考虑万有引力? 提示:不需要。

7.P12图1.3-3、图1.3-4及“电场线”一段,注意电场线的三大特点。

8.P13图1.3-6、图1.3-7。

9.P14~15[问题与练习]T1、T3、T5、T6、T7。

提示:T1:E=,某处电场强度E的大小与检验电荷电量q无关。T3:E电场→E重力场,F→G,q→m,由比值法定义得E重力场=,方向与G相同。T5:同一幅图中,电场线密集处电场强度大;
电场强度方向为各点的切线方向;
负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。T6:受力平衡分析。T7:利用静止的正负点电荷电场分布的特点及电场强度公式分析。

10.P17 图1.4-2、图1.4-3。

11.P18[思考与讨论]。

提示:重读课文,仿照正电荷情形分析。

12.P19图1.4-5,观察等势面和电场线形状,思考两者关系。

提示:等势面和电场线垂直。

13.P19~20[问题与练习]T2、T3、T4、T5、T7。

提示:T2:φ=,φ、Ep、q计算时均带正、负号,并按φ的正、负值大小比较。T3:(1)沿电场线方向电势逐渐降低;
(2)将一正(或负)检验电荷从M点移到P点或从P点移到M点,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大,再根据φ=分析。T4:φ重力势==gh。T5:根据定义或定义式分析。T7:电场线与等势面垂直;
静电力做功与电荷运动的始末位置有关,与电荷经过的路径无关,WAB=EpA-EpB。

14.P21[例题]。

15.P22[问题与练习]T1、T3。

提示:T1:WAB=qUAB=EpA-EpB。T3:(1)B点,A点;
(2)负功;
(3)负,正。

16.P23[思考与讨论]。

提示:公式UAB=Ed中的d是匀强电场中两点沿电场线方向的距离。

17.P23~24[问题与练习]T1、T2、T3、T4。

提示:T1:E=,F=Eq,WAB=qUAB=qEd。

T2:(1)D点电势高,UCD=Ed;

(2)φC-φB=UCB=EdCB, φD-φB=UDB=EdDB, φC-φA=UCA=EdCA, φD-φA=UDA=EdDA, 沿电场线方向d为正,逆电场线方向d为负,电势差与零电势位置选取无关。

(3)WCD=qUCD,静电力做功与路径无关,只与初末位置有关。

T3:E=。

T4:b,b,b,b。同一幅图中,相邻等势面间的电势差相等时,等势面越密集的地方电场强度越大。

18.P24图1.7-1及边框。

19.P26[演示]实验。

提示:空腔导体带电时,电荷分布在外表面,内表面没有电荷分布。

20.P28[问题与练习]T1。

提示:(1)近异远同;
(2)与点电荷激发的电场的场强等大反向;
(3)不能,球壳表面是一个等势面。

21.P30[演示]实验。

22.P32[做一做]。

提示:(1)面积表示电容器释放的电量,即充电后所带电量;
(2)数小格,格数乘以每格面积所代表的电量;
(3)C=。

23.P32~33[问题与练习]T1、T3、T4。

提示:T1:两极板间电压越大,偏转角度越大。

T3:(1)U一定,Q=CU,C=;

(2)Q一定,U=,C=。

T4:E====。

24.P34[思考与讨论]。

提示:仍然适用,动能定理分析不考虑运动过程。

25.P34~35[例题2]。

26.P35“示波管的原理”一段。

27.P35~36图1.9-4,若YY′上加图1.9-5的电压,XX′上加图1.9-6的电压,屏幕上亮线是什么形状? 提示:正弦曲线形状。

28.P37[科学足迹],密立根实验——电子电荷量的测定。

29.P38[科学漫步],范德格拉夫静电加速器。

30.P39[问题与练习]T2。

提示:-eU=0-mv2。

第35讲 电场力的性质 考点一 库仑定律的理解及基本应用 一、电荷 电荷守恒定律 1.电荷 (1)三种起电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。

(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。

(3)带电实质:物体得到电子或失去电子。

(4)元电荷 ①电荷的多少叫做电荷量,通常把e=1.60×10-19_C的电荷量叫做元电荷。

②对元电荷的理解 a.元电荷是自然界中最小的电荷量,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。

b.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。

c.元电荷不是实物粒子,电子、质子等微粒也不是元电荷。

(5)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、形状及电荷分布状况的理想化模型。

2.电荷守恒定律 (1)内容 ①经典表述: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现在表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。

(2)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带等量电荷,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。

二、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=9.0×109 N·m2/C2,叫做静电力常量。

3.适用条件 真空中的静止点电荷。

(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其本身的大小时,可以把带电体看成点电荷。

(3)对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示。

①同种电荷:F<k;
②异种电荷:F>k。

(4)不能根据公式错误地认为r→0时,库仑力F→∞,因为当r→0时,两个带电体已不能看做点电荷了。

4.库仑力的方向 由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

1.(多选)如图所示,将带电棒移近甲、乙两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是( ) A.先把球分开,再移走棒 B.先移走棒,再把两球分开 C.先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开 D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电 答案 AC 解析 当带电棒移近甲、乙两球时,甲、乙两球由于静电感应分别带与带电棒相反和相同的电荷。若移走棒前先把两球分开,则甲、乙两球所带电荷无法中和而带上等量异号电荷;
若把两球分开前,已移走棒,甲、乙两球感应出的电荷立即中和而不会带电,可判定A正确,B错误;
若棒与其中一个球接触,则由于接触带电,甲、乙两球都会带上与带电棒相同性质的电荷,分开后仍带电,C正确;
棒的带电荷量即使不变,仍可在满足一定条件下,甲、乙两球感应出等量异号电荷而带电,D错误。

2.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离L为球半径的3倍。若使它们带上等量异号电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为( ) A.F引=G,F库=k B.F引≠G,F库≠k C.F引≠G,F库=k D.F引=G,F库≠k 答案 D 解析 万有引力定律的使用条件是质点和质量均匀分布的球,由于金属球壳a和b质量分布均匀,所以万有引力定律可以直接应用,所以它们之间的万有引力为F引=G;
由于两球心间的距离L为球半径的3倍,它们之间的距离并不是很大,且两球壳因电荷间的相互作用使电荷分布不均匀,所以不能看成是点电荷,由于它们带的是等量异号电荷,由于电荷之间的相互吸引,电荷之间的距离会比L小,所以此时电荷间的库仑力F库>k,故D正确,A、B、C错误。

3.[教材母题] (人教版选修3-1 P9·T3)真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B(均可看做点电荷),分别固定在两处,两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,此时A、B球间的静电力变为多大?若再使A、B间距离增大为原来的2倍,则它们间的静电力又为多大? [变式子题] 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电荷量为q,球2的带电荷量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时球1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。由此可知( ) A.n=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6 答案 D 解析 根据库仑定律,球3未与球1、球2接触前,球1、2间的静电力F=k。三个金属小球相同,接触后电荷量均分,球3与球2接触后,球2和球3的带电荷量q2=q3=;
球3再与球1接触后,球1的带电荷量q1==。此时球1、2间的作用力F′=k=k。由题意知F′=F,即n=,解得n=6。故D正确。

考点二 电场强度的理解及计算 1.电场 (1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场。

(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2.电场强度 (1)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。

(2)定义式:E=。

(3)物理意义:表示电场的强弱和方向。

(4)矢量性:电场强度是矢量,规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。

(5)唯一性:电场中某一点的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点的电荷q无关,它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置。

(6)电场的叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各个电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。电场强度的叠加遵从平行四边形定则或三角形定则。

3.电场强度三个表达式的比较 4.求解电场强度的基本方法 求电场强度常见的有定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法。

1.关于电场,下列叙述中正确的是( ) A.对点电荷激发的电场,以点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的电场强度都相同 B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度为E=,取走q后,该点电场强度不为零 D.试探电荷所受电场力很大,该点电场强度一定很大 答案 C 解析 以点电荷Q为球心、半径为r的球面上,电场强度的大小E=相同,但方向不同,A错误;
由E=k可

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