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新人教版 必修三
第九章 静电场及其应用
单元整合综合复习
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一、电荷　电荷守恒定律
1.两种电荷
毛皮摩擦过的橡胶棒带 负　电,丝绸摩擦过的玻璃棒带 正　电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。?
2.元电荷
最小的电荷量,其值为e= 1.60×10-19 C　。?
3.电荷守恒定律
(1)内容: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;在转移的过程中,电荷的总量 保持不变　。?
(2)起电方式: 摩擦起电　、 接触起电　、感应起电。?
(3)带电实质:物体带电的实质是 得失电子　。?


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二、点电荷及库仑定律
1.点电荷
点电荷是一种理想化的物理模型,当带电体本身的 形状　和 大小　对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。?
2.库仑定律


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三、电场　电场强度及电场线
1.电场
基本性质:对放入其中的电荷产生 力　的作用。?
2.电场强度
(1)定义式:E=? 　,适用于 任何电场　,是矢量。单位:N/C或 V/m　。?
(2)点电荷的电场强度:E= k 　,适用于计算 真空　中的点电荷产生的电场。?
(3)方向:规定 正电荷　在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。?
(4)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 矢量和　。?


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3.电场线
(1)定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的 强弱　及 方向　,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的 切线方向　都跟该点的电场强度方向一致,曲线的 疏密　表示电场的强弱。?
(2)电场线特点:


(3)几种典型电场的电场线
四、电场力
1.定义:电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。
2.方向:正电荷沿电场线的切线方向,负电荷沿电场线的切线方向的反方向。
3.计算:电场力的计算公式是F=qE,其中q为放入电场中的电荷的带电量,E为场强。
命题点一　库仑定律的理解和应用
1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.
2.对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离.
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.
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.
例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6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＝ 则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为
√
变式1　科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷.如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将
A.向地球表面下落
B.远离地球向太空运动
C.仍处于悬浮状态
D.无法判断
√
命题点二　库仑力作用下的平衡问题
涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：
基础考点　自主悟透
注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.
D
D
A
BD
命题点三　电场强度的理解和计算
1.电场强度的一般计算方法
电场强度是静电学中极其重要的概念,也是高考中常考的一个基本概念。关于电场强度的计算,主要方法有:
(1)定义式法
定义式法就是首先根据力学规律物体平衡条件或牛顿运动定律或动能定理或动量定理先求出带电物体在电场中所受到的电场力F,然后再由电场强度的定义式 求出电场强度E。
(2)点电荷场强公式法
中学阶段绝大多数情况下只讲点电荷在真空中的电场分布情况,故可直接用点电荷的场强公式 求,其方向由场源电荷的正负确定,如+Q时,E的方向沿半径r向外;若为-Q时,E的方向沿半径r的反方向(向内)。若要求多个点电荷产生电场的电场强度,则可先分别求出各个点电荷产生的电场强度,然后利用矢量叠加法求出合场强。
2.分析电场叠加问题的一般步骤:
(1)确定分析计算的空间位置;
(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;
(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和。
? 公式 适用条件 说明
定义式 ? 任何电场 某点的场强为确定值，大小及方向与q无关
决定式 ? 真空中点电荷的电场 E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定
3.计算公式
例3.如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直.则
A.A点的电场强度大小为
B.B点的电场强度大小为E－
C.D点的电场强度大小不可能为0
D.A、C两点的电场强度相同
√
A、C两点的电场强度大小相等，但方向不同，D错误.
变式4.(2015·山东理综·18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图10所示.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为
√
1.电场线的应用
(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大.
(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.
(3)沿电场线方向电势逐渐降低.
(4)电场线和等势面在相交处互相垂直.
命题点四 电场线的理解及应用
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2.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较
3.“电场线+运动轨迹”组合模型
模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。运用牛顿运动定律的知识分析:
(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。
(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。
C
迁移1　等量异(同)种电荷电场线的分布
.例4.如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷＋Q和－Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点.a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是（ ）
A.a点的场强大于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
B.a点的场强小于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
C.a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
D.a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
例5.(多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若粒子在运动中只受电场力作用.根据此图能作出的正确判断是
A.带电粒子所带电荷的符号
B.粒子在a、b两点的受力方向
C.粒子在a、b两点何处速度大
D.a、b两点电场的强弱
√
√
√
迁移2　电场线中带电粒子的运动分析
迁移3　根据粒子运动情况判断电场线分布
例6.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的(　　)
D

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