2011新课标人教版高三物理一轮复习(6.1电场力的性质(2课时))

第六章静电场第一单元电场的力的性质1.电荷及其守恒定律（1）物体的带电方式：使物体带电的三种方式分别是摩擦起电、感应起电、接触起电.（2）电荷的种类及性质：自然界中的电荷有两种，分别是正电荷和负电荷，美国科学家富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷定义为正电荷；把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷定义为负电荷.同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引.（3）电荷量：①概念：电荷的多少叫电荷量.②单位：a.在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C；b.最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e=1.60×10-19C.（4）电荷守恒定律：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.这个结论叫做电荷守恒定律.2.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）公式：F=k221rqq，式子中的k叫做静电力常量，其数值为9.0×109N·m2/C2.（3）适用条件：真空；点电荷.温馨提示：当r→0时，不能认为F→∞，因电荷已不再是点电荷，公式F=k221rqq已不再适用.3.电场强度（1）意义：表示电场的强弱.（2）定义式：E=qF，其单位是N/C.（3）电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同.（4）点电荷电场的电场强度：设在点电荷Q形成的电场中，有一试探电荷q放在与其相距为r的P点，则P点的场强E=2rQk.4.电场线电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线.类型一：库仑定律的应用【例1】如图1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（）A.81FB.41FC.83FD.43F针对训练1：已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为32e，下夸克带电为－31e，e为电子所带电荷量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l=1.5×10-15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）.类型二：电场的叠加【例2】如图所示，均匀带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点的场强大小.针对训练2：在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心、r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线（其中一条沿竖直方向）和圆周的交点.当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡（如图所示）.（1）匀强电场场强E的大小、方向如何？（2）试探电荷+q放在c点时，受力Fc的大小、方向如何？（3）试探电荷+q放在b点时，受力Fb的大小、方向如何？类型三：电场力作用下的平衡【例3】如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则12qq为（）A.2B.3C.23D.33针对训练3：如图所示，两根长为L的丝线下端分别悬挂一质量为m、带电荷量为+q和－q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态.求E的大小满足什么条件时，才能实现上述平衡状态?类型四：电场力作用下的运动学问题【例4】如图所示，一根长为2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中，其A、B两端正好处于电场的左右边界上，倾角α=37°，电场强度E=103V/m，方向竖直向下，管内有一个带负电的小球，所受重力G=10-3N，电荷量q=2×10-6C，从A点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5，则小球从B点射出时的速度是（取g=10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A.2m/sB.3m/sC.22m/sD.23m/s针对训练4：如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上的两点，点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为α=37°.一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A点时加速度为零，速度为3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B点时的加速度和速度的大小.（tan37°=43）【补充例1】光滑绝缘的水平面上，放着三个质量都是m的带电小球A、B、C，如图所示，小球之间距离都是L.已知A、B两球带等量电荷+q，现给C球一个外力F，使三个小球在运动中保持距离不变，则（1）C球带何种电荷？电荷量多少？（2）外力F的大小和方向如何？【补充例2】如图所示，A、B是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中mA=0.1kg，细线总长为20cm，现将绝缘细线绕过固定于O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，悬挂两球的线长相等，A球依于光滑绝缘竖直墙上，B球悬线偏离竖直方向60°，求B球的质量和墙所受A球的压力.