2022高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 庫侖定律、電場(chǎng)及其描述習(xí)題 魯科版

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1、2022高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 庫侖定律、電場(chǎng)及其描述習(xí)題 魯科版 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容： 庫侖定律、電場(chǎng)及其描述 ［教學(xué)過程］ 一. 電荷和守恒定律 1. 使物體帶電的三種方式：摩擦起電.接觸帶電.感應(yīng)起電 2. 靜電感應(yīng)：導(dǎo)體由于受附近帶電體的影響而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)正負(fù)電荷的現(xiàn)象. 3. 電荷 （1）基元電荷，質(zhì)子和電子所帶電量等于一個(gè)基本電荷的電量。 （2）點(diǎn)電荷：是理想模型，如同質(zhì)點(diǎn)。 4. 電荷守恒定律： （1）電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總量不變。 （2）帶電的實(shí)

2、質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移，當(dāng)完全相同的帶電體相接觸時(shí)，同種電荷總量平分，異種電荷先抵消后均分 例1. 絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個(gè)絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則：（ ） A. a、b之間不發(fā)生相互作用 B. b將吸引a，吸住后不放 C. b立即把a(bǔ)排斥開 D. b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開 解析：當(dāng)a帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故a將吸引b。這種吸引是相互的，故可以觀察到a被b吸引過來。當(dāng)它們相互接觸后，電荷從a轉(zhuǎn)移到b，它們就帶上了同種電荷，根據(jù)電荷間相互作用的規(guī)律，它們又將互相排斥。

3、 答案：D 二. 庫侖定律 1. 內(nèi)容：在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 2. 公式：，F(xiàn)叫庫侖力或靜電力，也叫電場(chǎng)力。它可以是引力，也可以是斥力，K叫靜電力常量，。 3. 適用條件：真空中的點(diǎn)電荷（帶電體的線度遠(yuǎn)小于電荷間的距離r時(shí)，帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì)時(shí)，可看作是點(diǎn)電荷）。 例2. 半徑均為r的金屬球如圖所示放置，使兩球的邊緣相距為r，今使兩球帶上等量的異種電荷Q，設(shè)兩電荷Q間的庫侖力大小為F，比較F與的大小關(guān)系。 解析：顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則二者

4、相等。但依題設(shè)條件，兩球心間距離3r不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于r，故不能把兩帶電球當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣兩部分電荷的距離小于3r，故，同理，若兩球帶同種電荷Q，則 例3. 兩個(gè)相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1∶3，相距為r時(shí)相互作用的庫侖力的大小為F，今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r處，則此時(shí)庫侖力的大小為： A. B. C. D. 解析：設(shè)兩個(gè)小球相互接觸之前所帶電荷量分別為q和3q， 由庫侖定律得：F＝3kq2/r2 由于兩個(gè)導(dǎo)體小球完全相同，故接觸后它們的帶電情況完全相同。

5、 若它們?cè)瓉韼嗤再|(zhì)的電荷，則接觸后它們的電荷量均為2q，于是有 F1＝k（2q）2/（2r）2＝F 若它們?cè)瓉韼喈愋再|(zhì)的電荷，則接觸后它們的電荷量均為q，于是有 F2＝kq2/（2r）2＝F 答案：A、D 三. 電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度 1. 電場(chǎng) 帶電體周圍存在的一種物質(zhì)。電場(chǎng)是客觀存在的，不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，只要電荷存在，在其周圍空間就存在電場(chǎng)，電場(chǎng)具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)。 2. 電場(chǎng)強(qiáng)度 定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 公式：，E與q、F無關(guān)，取決于電場(chǎng)本身，適用于一切電場(chǎng)。 方向：是

6、矢量，規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同。 3. 點(diǎn)電荷Q在真空中產(chǎn)生的電場(chǎng) ，K為靜電力常量。 4. 勻強(qiáng)電場(chǎng) 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差，即：。 5. 電場(chǎng)疊加 幾個(gè)電場(chǎng)疊加在同一區(qū)域形成的合電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)可用矢量的合成定則（平行四邊形定則）進(jìn)行合成。 例4. 下列說法正確的是：（ ） A. 根據(jù)E＝F/q，可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)力成正比 B. 根據(jù)E＝kQ/r2，可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量成正比 C. 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，可知合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于分電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)

7、D. 電場(chǎng)線就是點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡 解析：這個(gè)問題涉及到有關(guān)電場(chǎng)的基本概念。E＝F/q作為電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，給出了電場(chǎng)強(qiáng)度的一種測(cè)量方式或方法。而對(duì)于電場(chǎng)中的某一確定的點(diǎn)，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場(chǎng)力也不同，但電場(chǎng)力和電荷量的比值卻是不變的，即電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力及試探電荷的電荷量無關(guān)，而由場(chǎng)源電荷及研究點(diǎn)在場(chǎng)中的位置決定。對(duì)于點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，確定點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷的電量成正比。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合場(chǎng)強(qiáng)由平行四邊形法則確定，作為合場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的對(duì)角線不一定比作為分

8、場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的鄰邊長(zhǎng)。只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線，帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線重合時(shí)，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才會(huì)與電場(chǎng)線重合。 答案：B 例5. 如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，如果把一個(gè)帶電量為－q的試探電荷放在c點(diǎn)，則恰好平衡，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為多少？ 解析：圖示空間有勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是兩個(gè)電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)。由帶電量為－q的 試探電荷在c點(diǎn)處于平衡可得：

9、 解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為： 由正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸的正方向。 在a點(diǎn)，為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即 在b點(diǎn)，為兩個(gè)等大、互相垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即 四. 電場(chǎng)線 1. 概念：為了形象地描繪電場(chǎng)，人為地在電場(chǎng)中畫出的一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這些曲線叫電場(chǎng)線。 2. 性質(zhì)： ①電場(chǎng)線起始于正電荷（或來自無窮遠(yuǎn)）終止于負(fù)電荷（或伸向無窮遠(yuǎn)）但不會(huì)在沒有電荷的地方中斷； ②電場(chǎng)線的疏密情況反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線密的地方，

10、場(chǎng)強(qiáng)大； ③電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向； ④電場(chǎng)線空間中不相交； ⑤靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線不閉合（在變化的電磁場(chǎng)中可以閉合） ⑥電場(chǎng)線是人為引入的，實(shí)際上不是客觀存在的。 3. 幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布 例6. 關(guān)于電場(chǎng)線的下列說法中正確的是：（ ） A. 電場(chǎng)線并非真實(shí)存在，是人們假想出來的 B. 電場(chǎng)線既能反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也能反映電場(chǎng)的方向 C. 只要初速度為零，正電荷必將沿電場(chǎng)線方向移動(dòng) D. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布是均勻、相互平行的直線 解析：電場(chǎng)線是為形象地了解電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向而引入的，并不真實(shí)存在；電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線上各

11、點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，注意：孤立的電場(chǎng)線不能反映場(chǎng)強(qiáng)大小；電場(chǎng)線方向反映正電荷的受力方向和正電荷的移動(dòng)方向不一定相同；勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線必為等間距平行線。 答案：ABD 例7. 某電場(chǎng)中的幾條電場(chǎng)線以及帶負(fù)電的點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向如圖所示。 ⑴試在圖中畫出電場(chǎng)線的方向 ⑵比較電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)EA、EB的大小 ⑶在A、B兩點(diǎn)分別放上等量異種電荷，試比較它們受到的力FA、FB的大小。 解析： ⑴負(fù)電荷的受力方向與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反，電場(chǎng)線方向如圖所示 ⑵電場(chǎng)線的疏密反映了場(chǎng)強(qiáng)的大小，故EA＞EB ⑶因A、B兩點(diǎn)放的是等量電荷，由F＝Eq得 FA＞FB 例8. 如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3的距離為q1與q2的距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電量之比q1：q2：q3為多少？ 解析：要三個(gè)電荷合力均為零，q1、q3必為同種電荷，且q2與q1、q3電性相異，由庫侖定律，當(dāng)q2平衡時(shí)有，⑴ 當(dāng)q3平衡時(shí)有，⑵ 由⑴⑵兩式解得q1：q2：q3＝－9：4：（－36）或9：（－4）：36 結(jié)論：三個(gè)點(diǎn)電荷靜電平衡條件“三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大” 距離為0.3m，q＝－