资源简介

教 案
学科 物理 教师 性别 男 讲次 第1讲
姓名 年级 高一 性别 教学课题 （一轮）电场力的性质
教学 目标 1、知道电荷守恒 2、知道库伦定律以及学会运用库伦定律解决实际问题 3、理解电场线以及判断电场的大小和方向 4、知道并区分等量同种电荷和异种电场线的分布 5、了解其它异种电荷的电场线分布
重点 难点
课前检查 作业完成情况：优□良□中□差□建议__________________________________________
电场力的性质
一、电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不会创生，也不会消失，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)三种起电方式：① ；② ；③ 。
(3)带电实质：物体带电的实质是 。
3．点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，是一种理想化模型，当带电体本身大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。点电荷的体积不一定很小，带电量也不一定很少。
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，与它们之间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＝k，式中的k叫做静电力常量，其数值是9.0×109 N·m2/C2。
(3)适用条件：真空中静止的点电荷。
1．（2022·广东·模拟预测）(单选)如图所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球a、b和c，相互之间的距离ab=4cm，bc=2cm，bc垂直于ac。已知小球b所受的库仑力的合力方向平行于ac边，设小球a和c的带电量的比值为k，则（　　）
A．a和c带同种电荷，k=4 B．a和c带异种电荷，k=4
C．a和c带同种电荷，k=8 D．a和c带异种电荷，k=8
2．（2022·全国·模拟预测）(单选)如图所示，在光滑绝缘水平面上，四个点电荷被分别放置于正方形的四个顶点，要使a点处的点电荷所受合外力为0，其他点电荷固定不动，则应满足（　　）
A． B．
C． D．不确定，与a点处的点电荷电性有关
3．（2020·重庆北碚·一模）(单选)如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷、Q、，Q恰好静止不动，、围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线。已知、分别与Q相距、，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是（ ）
A．、的电荷量之比为 B．、的电荷量之比为
C．、的质量之比为 D．、的质量之比为
4．（2021·河南·模拟预测）(单选)如图所示，带电小球a、b、c分别固定在圆周的三等分点上，点O为圆心。球a带负电电量为q；球b、c带正电，电荷量均为Q；则下列说法正确的是（　　）
A．圆周上可能存在电场强度为零的点
B．若q=Q，若小球b受库仑力大小为F，则小球a受力大小为2F
C．若q=Q，若小球a受库仑力大小为F，则小球c受力大小为F
D．带电小球a沿aO向O点移动过程中，电势能先减小后增大
5．（2021·安徽·定远县炉桥中学模拟预测）(单选)两个通电小球带电后相互排斥，如图所示。两悬线跟竖直方向各有一个夹角、，且两球在同一水平面上。两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示。若已知，则下列说法不正确的是（　　）
A．两球一定带同种电荷 B．m一定小于M
C．q一定大于Q D．m受到的电场力大小一定等于M所受的电场力大小
6．（2021·广东潮州·二模）(单选)如图所示为某电子秤示意图。一绝缘支架放在电子秤上，上端固定一带电小球a，稳定后，电子秤示数为F。现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球b与a球充分接触后，再移至小球a正上方L处，待系统稳定后，电子秤示数为F1；用手摸小球b使其再次不带电，后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处，电子秤示数为F2。若两小球完全相同，则（　　）
A．F1B．F1=4F2
C．若小球a带负电，L增大，则F1增大
D．若小球a带正电，L减小，则F2增大
三、电场
1．定义：存在于电荷周围，并且能够传递电荷间的相互作用力的一种 。
2、基本性质：对放入其中的电荷有 。
3、作用：
4、场源电荷：产生电场的电荷
5、试探电荷：用来检验及研究电场性质的电荷
四、力的性质----电场强度
1、知识要点
(1)定义式：E＝，是矢量，单位：N/C或V/m。
(2)方向规定：正电荷在电场中某点受力的方向为该点的电场强度方向。（负电荷的受力反方向）
（3）物理意义：描述电场力的性质的物理量
（只取决于电场本身，与放入场中的试探电荷所带电荷量无关）
2、点电荷的场强与叠加
（1）公式的推导：
（2）矢量性：
大小：
方向：正电荷（由场源指向四周） 负电荷（由四周指向场源）
(3)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的 。
(4)计算法则：遵循矢量合成法则—— 。
3、匀强电场
（1）定义：电场中各点场强大小相等，方向相同的电场
（2）产生条件：等量异种电荷的相距很近的一对金属板间
7．（2022·广东韶关·一模）(单选)内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图所示，岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是（　　）
A．在A、O、B三点中，O点电场强度最大
B．在A、O、B三点中，O点电场强度最小
C．A、B两点电场强度相同
D．A点电场强度比B点大
8．（2022·广东惠州·二模）(单选)如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )
A．1：2 B．2：1 C． D．
五、电场线（电场强度）
1、定义：为了形象地描述电场中各点的电场强度的强弱及方向，在电场中画出的一些曲线
2、特点
（1）电场线与场强关系
大小：电场线疏密程度（密---大）
场强
方向：电场线的各点切向方向
（2）电场线不中断，既不相交，也不闭合
（3）电场线与等势面垂直
9．（2022·黑龙江·牡丹江市第三高级中学高一期末）(单选)如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2022·辽宁·大连海湾高级中学高一阶段练习）(单选)某一区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是（　　）
A．该电场是匀强电场 B．A点的电场强度比B点的小
C．A点的电场强度比B点的大 D．B点的电势比A点的高
3、几种典型电场的电场线
(1)等量同种点电荷
连线上：
中垂线上：
对称点：
（2）等量异种电荷
连线上：
中垂线上：
对称点上：
11．（2022·全国·高三课时练习）(单选)如图所示，正方形ABCD的对角线相交于O点，两个等量同种正电荷分别固定在A、C两点，则（ ）
A．B、D两处电势、电场强度均相同
B．B、D两处电势、电场强度均不相同
C．若在B点静止释放一电子，电子一定在B、D间往复运动，且加速度先减小后增大
D．若在B点给电子一垂直于纸面且合适的速度，电子可绕O点做匀速圆周运动
12．（2022·全国·高三专题练习）(单选)如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷（重力不计），下列说法中正确的是（　　）
A．从P到O，一定加速度越来越小，速度越来越大
B．从P到O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大
C．越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小
D．越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小
13．（2022·山东·模拟预测）(单选)如图所示，在x轴上相距为L的两点固定有等量同种正电荷，虚线是中心在的中点、边长也为L的正方形，是正方形的四个顶点，且两点在x轴上。下列说法正确的是（　　）
A．将一电子从a点由静止释放，电子可能沿直线运动到d点
B．将一电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放，电子可能做匀速圆周运动
C．将一电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先增大后减小
D．将一电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做正功后做负功
14．（2022·全国·高二课时练习）(单选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。如图，图甲是等量异种点电荷产生电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称，则下列说法错误的是（　　）
A．A、D两点电场强度大小相等、方向相反
B．B、C两点电场强度大小和方向都相同
C．E、F两点电场强度大小和方向都相同
D．从E到F过程中电场强度先增大后减小
15．（2022·黑龙江·大庆中学高一期末）(单选)如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是（　　）
A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右
C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右
16．（2021·安徽·桐城市第八中学高二阶段练习）(单选)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为+Q和-Q。在它们的中垂线上水平固定一根内壁光滑的绝缘细管，一电量为+q的小球缓慢经过细管，则小球（　　）
A．小球的电势能先增大后减小 B．受到的库仑力先做负功后做正功
C．受到的库仑力最大值为 D．管壁对小球的弹力最大值为
17．（2022·重庆一中高一期末）(单选)如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该电场线的方向是由A指向B B．电荷在运动过程中加速度变大
C．A点处的场强比B点处的场强大 D．该电场可能是由正点电荷产生的
其它带电体的电场
18．（2022·浙江·模拟预测）(单选)一对不等量异种点电荷周围的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．Q1为负电荷
B．Q1的带电荷量一定比Q2的带电荷量多
C．以大地为零电势，则Q1Q2连线的中点电势必定为零
D．尽管B处没画出电场线，但B处的场强比A处大
19．（2019·浙江·一模）(单选)如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线分布，下列说法正确的是
A．Q1的电性无法确定
B．B处没画电场线，故B处电场强度为零
C．A点电势一定高于B点电势
D．将一电子从A移到B点，电场力对电子做正功
20．（2017·上海·一模）(单选)某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　)
A．EP>EQ，φP>φQ
B．EP>EQ，φP<φQ
C．EPφQ
D．EP电场力的性质
参考答案：
1．D
【详解】假设a、c带同种电荷，则b受到的库仑力的合力不可能与ac平行，故a、c带异种电荷。
由几何关系，得
解得
故选D。
2．C
【详解】如图
根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知对a点处的点电荷的作用力方向分别如图中的实线部分，因此要使a点处的点电荷所受合外力为0，处放置的点电荷应为等量同种电荷，c处放置的点电荷与放置的点电荷电性相反，若
通过矢量叠加及库仑定律有
可知c点处的点电荷电荷量为
故选C。
3．C
【详解】AB．点电荷Q恰好静止不动，因此根据库仑定律，则有：
所以Q1、Q2的电荷量之比为，故AB错误；
CD．对Q1、Q2：它们间的库仑引力提供向心力，则有：
所以Q1、Q2的质量之比为 ，故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．若 时，在aO与圆周交点处该点的电场强度如图
根据电场强度的叠加，电场强度可能为零，A正确；
B．若q=Q，设小球a对小球b存在库仑引力作用，大小为F1，小球c对小球b存在库仑斥力作用，大小也为F1，两个力的夹角为120°，所以
同理，小球b、c对a球均引力，大小均为F1，夹角为60°，所以
即小球a受力大小为
B错误；
C．同理，小球c受到的力为，C错误；
D．aO线上，根据电场强度的叠加，带电球b、c 在aO线上 的电场强度的方向 ，小球a带负电，带电小球a沿aO向O点移动过程中，电场力做正功，电势能一直减小，D错误。
故选A。
5．C
【详解】A．两个球相互排斥，故一定带同种电荷，故A正确；
B．对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图，根据平衡条件，有
得
再对右侧小球受力分析，同理有
联立解得
故B正确；
CD．两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力大小相等，与带电量无关，故C错误，D正确。
本题选不正确的，故选C。
6．D
【详解】AB．小球b与a球充分接触后b对a有个向下的库仑力，设为F′，则
示数为
用手摸小球b使其再次不带电，后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处，b对a向下的库仑力
电子秤示数为
因此F1＞F2，但F1≠4F2，AB错误；
C．若小球a带负电，L增大，根据库仑定律可知，F′减小，则F1减小，C错误；
D．若小球a带正电，L减小，根据库仑定律可知，增大，则F2增大，D正确。
故选D。
7．B
【详解】AB．两等量正离子在O点的合场强为0，两等量负离子在O点的合场强为0，则四个离子的在O点合场强为0，所以A错误，B正确；
CD． A、B两点电场强度大小相等，方向相反，所以CD错误；
故选B。
8．B
【详解】试题分析：由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对
9．C
【详解】A．电场线疏密表示电场强度大小，图A 中，电场中A、B两点电场强度大小相同，方向不同。电场强度是矢量，A、B两点电场强度不同。A错误；
B．电场线疏密表示电场强度大小，图B中，电场中A、B两点电场强度大小不相同。B错误；
C．图C 中，电场中A、B两点电场强度大小相同，方向相同。C正确；
D．电场线疏密表示电场强度大小，图D中，电场中A、B两点电场强度大小不相同。电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。A、B两点电场强度方向不同。D错误。
故选C。
10．C
【详解】A．该电场不是匀强电场，匀强电场中的电场线是一系列等间距的平行线，A错误；
BC．电场线的疏密表示电场的强弱，A处的电场线比B处的电场线密，故A点的电场强度比B点的大，B错误，C正确；
D．沿电场线方向电势降低，故A点电势比B点电势高，D错误。
故选C。
11．D
【详解】AB．等量正点电荷的电场分布如图所示
在中垂线上，由O点向两侧电势逐渐降低，电场强度先增大后减小，根据对称性B、D两点电势相等，电场强度大小相等，但方向相反，故AB错误；
C．无法判断从O到B（O到D）电场强度是一直增大，还是先增大后减小，故无法判断电子加速度的变化情况，故C错误；
D．在垂直于纸面且经过B、D两点的圆上，所有点的电势相等，并且电子受到的电场力指向O点，与速度方向垂直，电子可绕O点做匀速圆周运动，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】AB．在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，但可能是加速度先变大后变小。A错误，B正确。
CD．越过O点后，负电荷q做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大。电场力为零，加速度为零。根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况：先增大后减小；对于速度一直减小，CD错误。
故选B。
13．B
【详解】A．根据等量同种正电荷的电场线分布特点可知，电子从a点由静止释放时，先受到竖直向下的电场力做加速直线运动，过中心点后，受竖直向上的电场力做减速直线运动，由运动的对称性可知，电子将沿连线在间做往复运动，A错误；
B．电子从a点垂直正方形所在平面以某一速度v释放时，受到垂直速度方向且指向中点的电场力，若满足
该电子将做匀速圆周运动，B正确；
C．沿直线从a至c，电势先升高后降低，电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先减小后增大，C错误；
D．将一电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做正功再做负功，再做正功最后做负功，D错误。
故选B。
14．A
【详解】A．根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同，故A错误，符合题意；
B．根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B指向C，方向相同，故B正确，不符合题意；
C．由图看出，E、F两点中，电场线疏密程度相同，说明两点电场强度大小相等，电场线切线方向相同说明电场强度方向相同，故两点电场强度相同，故C正确，不符合题意；
D．由图看出，电场线先变密，再变疏，所以场强先增大后减小，故D正确，不符合题意。
故选A。
15．B
【详解】根据等量异种点电荷在中垂线的电场分布特点，可知在中垂线上的场强方向与中垂线垂直，水平向右，且中点的场强最大，电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由匀速运动，电子所受电场力先变大后变小，方向水平向左，电子受力平衡，则所受的另一个力的大小先变大后变小，方向水平向右，B正确，ACD错误。
故选B。
16．D
【详解】AB．根据电场线分布可知带点小球受到水平向右的电场力，电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因电场力与速度相垂直，所以电场力不做功，小球的电势能不变，AB都错误；
CD．水平方向管壁对小球的弹力与库仑力的分力大小相等，所以当库仑力最大时，弹力也就达到最大，在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场力为
根据矢量的合成法则，则电场力的最大值为
管壁对小球的弹力与电场力是平衡力，所以管壁对小球的弹力最大值为，C错误D正确。
故选D。
17．C
【详解】A．由题及图甲知，负电荷由静止释放，仅在静电力作用下运动，由负电荷受力和电场线方向关系可得该电场线的方向是由B指向A，A错误；
B．由图乙知速度切线斜率减小，电荷在运动过程中加速度减小，B错误；
C．电荷的加速度减小，即受力减小，所以电场强度减小，A点处的场强比B点处的场强大，C正确；
D．由电场线的方向是由B指向A，若电场由正点电荷产生，则该正点电荷位置为B右侧，又由于A点处的场强比B点处的场强大，所以该电场不可能是由正点电荷产生，D错误；
故选C。
18．B
【详解】A．由图中电场线的方向可知，Q1为正电荷，Q2为负电荷，故A错误；
B．由图中Q1、Q2附近电场线的疏密程度可知，Q1附近的电场强度大于Q2附近的电场强度，所以Q1的带电荷量一定比Q2的带电荷量多，故B正确；
C．因为两个电荷电量不相等，故以大地为零电势，Q1Q2连线的中点及中垂线的电势不再等于零，故C错误；
D．尽管B处没画出电场线，但B处有场强。且根据电场线的分布疏密可知，B处的场强比A处小，故D错误。
故选B。
19．C
【详解】A.根据电场线的特点得电场线从正电荷出发，所以带正电，故选项A不符合题意；
B.电场线实际并不存在，没有画出电场线的位置不代表没有电场，根据电场强度叠加原理也得出B处场强不为零，故选项B不符合题意；
C.沿着电场线方向电势降低，所以点电势一定高于点电势，故选项C符合题意；
D.根据负电荷沿着电场线运动，电势能增加，可知将一电子从移到点，电势能增加，电场力对电子做负功，故选项D不符合题意．
20．A
【分析】本题考查电场线和电势
【详解】据题意，从上图可以看出，P点所在位置电场线较密集，该位置电场强度也较大，则有：，沿电场线方向电势降低，则P点电势较高，有：．

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