第7章 第1节 电场力的性质(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

[教师备选资源] 命题分析 核心素养 1．以电场线、等势面为背景，考查电场强度、电势(差)、电场力做功、电势能的变化等知识，以选择题的形式呈现。 2．电容器的动态分析、电容器与平衡条件的综合问题一般以选择题形式呈现；对带电粒子或带电体在电场中的运动的考查，选择题、计算题均有出现，但以计算题形式较多，且题目具有一定的综合性，常与功能关系相结合。 物理观念：静电现象、库仑力、电场强度、电势能、电势、电势差、电容器及电容。 科学思维：电荷守恒定律、点电荷、库仑定律、电场线、等势面、电势差与电场强度的关系、电场力做功与电势能变化关系、电压和电荷量与电容的关系、电场的叠加原理。 科学探究：库仑力与电荷量及电荷间距离的关系、电容与电压和电荷量的关系。 科学态度与责任：静电现象应用与安全。 　电场力的性质 一、电荷及电荷守恒定律 1．元电荷、点电荷 (1)元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。 (2)点电荷：当带电体本身的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。 2．静电场 (1)定义：存在于电荷周围，能传送电荷间相互作用的一种特殊物质。 (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 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。 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，叫静电力常量。 3．适用条件：真空中的点电荷。 三、电场强度、点电荷的场强 1．定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。 2．定义式：E＝。单位为N/C或V/m。 3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E＝k。 4．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。 5．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，遵循平行四边形定则。 四、电场线 1．定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，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．电场线的特点 (1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷)。 (2)不相交：在电场中两条电场线不相交。 (3)同一电场中，电场线密的地方场强大。 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。 (5)沿电场线方向电势降低。 (6)电场线和等势面在相交处垂直。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。 (×) (2)电荷在电场中某点所受的电场力的方向就是该点的电场强度方向。 (×) (3)在点电荷产生的电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。 (×) (4)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 (×) (5)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。 (√) (6)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量。 (√) 二、教材习题衍生 1．(人教版选修3－1P9T3改编)如图所示，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，两球之间的距离远大于小球的直径，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．F B．F C．F D．F A　[由于A、B间有吸引力，故A、B带异种电荷。设A、B带的电荷量分别为Q、－Q，则两球之间的相互吸引力即为静电力：F＝k。当C球与A球接触后，A、C两球的电荷量都为：q1＝。当C球再与B球接触后，B、C两球的电荷量绝对值都为：q2＝＝。所以此时A、B两球之间的相互作用力的大小为F′＝＝k＝，故A正确。] 2．(人教版选修3－1P15T5改编)(多选)某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是(　　) A．负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力 B．a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右 C．正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力 D．a点的场强一定大于b点的场强 [答案]　BCD 3．(人教版选修3－1P15T6改编)用一条绝缘细线悬