高考物理一輪專題 靜電場、電勢能與電勢差突破課件 魯科版.ppt

1 了解靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用 掌握電荷守恒定律 2 知道點電荷的概念 熟練掌握庫侖定律的概念及應(yīng)用 3 掌握電場和電場強(qiáng)度的概念 會用電場線描述電場 會計算點電荷的電場 并能進(jìn)行電場強(qiáng)度的疊加 4 掌握電勢能和電勢的概念 會進(jìn)行電勢差的計算 了解電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 5 了解電容器的構(gòu)造及應(yīng)用 掌握電容的計算 6 掌握帶電粒子在電場中的運動規(guī)律 靜電場是中學(xué)物理中十分重要的內(nèi)容 概念多且難理解 并常與力學(xué)知識有機(jī)結(jié)合 同時 它在較難的綜合問題中又是必備的基礎(chǔ)知識 因此 對概念的理解是考查的重點 要從描述電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)兩個角度深入理解電場 抓住主線 強(qiáng)化訓(xùn)練 要注意分清三個場強(qiáng)公式的適用條件和庫侖定律的適用條件 學(xué)會用電場線描述和分析電場 把握好電荷與電場的關(guān)系 1 電荷和電荷守恒定律 1 使物體帶電的3種方法 2 靜電感應(yīng) 導(dǎo)體因受附近的影響而帶電的現(xiàn)象 3 電荷既不能創(chuàng)造 也不能消滅 只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 在任何轉(zhuǎn)移的過程中 電荷的保持不變 這個規(guī)律叫做電荷守恒定律 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電 帶電體 總量 2 庫侖定律 1 真空中兩個點電荷之間的相互作用力f的大小 跟它們的電荷量q1 q2的乘積成正比 跟它們的距離r的成反比 作用力的方向沿著它們的 2 庫侖定律的公式 f k 式中k叫做 k的數(shù)值是 庫侖定律的公式和萬有引力公式相似 但庫侖力比萬有引力要強(qiáng)得多 二次方 連線 靜電力常量 9 0 109n m2 c2 3 電場 電場強(qiáng)度 1 電荷的周圍存在著 電場的基本性質(zhì)是對處在其中的電荷 這種力叫做 電荷間的相互作用是通過發(fā)生的 2 放入電場中某點的電荷受到的與它的電荷量q的比值 叫做電場強(qiáng)度 簡稱場強(qiáng) e 其單位是或 3 矢量性 物理學(xué)中規(guī)定 電場中某點場強(qiáng)的方向與在該點所受靜電力的方向相同 與在該點所受靜電力的方向相反 電場 有力的作用 電場力 電場 靜電力f n c v m 正電荷 負(fù)電荷 4 點電荷的場強(qiáng)e 當(dāng)q為正電荷時 e的方向沿半徑向外 當(dāng)q為負(fù)電荷時 e的方向沿半徑向 以q為中心 r為半徑作一球面 則球面上各點電場強(qiáng)度的大小 5 如果有幾個點電荷同時存在 它們的電場就相互疊加 形成合電場 這時某點的場強(qiáng)等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)的 這就是電場強(qiáng)度的疊加 里 相等 矢量和 6 勻強(qiáng)電場 場強(qiáng)大小 方向 e是 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式是e 其中d是沿電場線方向上的距離 4 電場線 1 在電場中畫出一些曲線 使曲線上每一點的跟該點的場強(qiáng)方向一致 這樣的曲線叫電場線 2 電場線的特點 電場線的表示電場的強(qiáng)弱 電場線始于或 終止于或 任何兩條電場線都不相交 處處相同 定值 切線方向 疏密 正電荷 無窮遠(yuǎn)處 無窮遠(yuǎn)處 負(fù)電荷 考點二電場的性質(zhì)和電場線的特點1 電場的性質(zhì)電場強(qiáng)度 e f q中的e是利用比值法定義的物理量 e的大小 方向是由電場本身決定的 與放不放試探電荷 以及放入的試探電荷的正負(fù) 電荷量的多少均無關(guān) 既不能認(rèn)為e與f成正比 也不能認(rèn)為e與q成反比 2 電場線的特點 1 電場線與帶電粒子在電場中的運動軌跡的關(guān)系根據(jù)電場線的定義 一般情況下 帶電粒子在電場中的運動軌跡不會與電場線重合 只有同時滿足以下3個條件時 兩者才會重合 電場線為直線 電荷初速度為零 或速度與電場線平行 電荷僅受電場力或所受合力的方向與電場線平行 2 等量同種電荷和等量異種電荷的電場 等量同種電荷的電場 如圖甲 兩點電荷連線中點o處的場強(qiáng)為零 此處無電場線 兩點電荷連線中點o附近電場線非常稀疏 但場強(qiáng)不為零 從兩點電荷連線中點o沿中垂面 線 到無限遠(yuǎn) 電場線先變密后變疏 即場強(qiáng)先變大后變小 兩點電荷連線中垂線上各點的場強(qiáng)方向和該直線平行 關(guān)于o點對稱的兩點a與a b與b 的場強(qiáng)等大 反向 等量異種電荷的電場 如圖乙 兩點電荷連線上各點的場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷 沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大 兩點電荷連線的中垂面 線 上 電場線的方向均相同 即場強(qiáng)方向相同 且與中垂面 線 垂直 關(guān)于o點對稱的兩點 a與a b與b 的場強(qiáng)等大同向 技巧提示 1 根據(jù)電場線的分布情況可以判斷電場強(qiáng)度的大小和方向 但僅由一條電場線不能判斷場強(qiáng)的強(qiáng)弱 2 電場線不是帶電粒子的運動軌跡 但滿足一定條件時可以和運動軌跡重合 3 幾種常見電場的電場線 如圖所示 案例2 2011屆 湛江模擬 如圖所示 m n為兩個等量同種正電荷q 在其連線的中垂線上任意一點p自由釋放一個負(fù)電荷q 不計重力影響 關(guān)于點電荷q的運動 下列說法正確的是 a 從p o的過程中 加速度越來越大 速度也越來越大b 從p o的過程中 加速度越來越小 速度越來越大c 點電荷運動到o點時加速度為零 速度達(dá)到最大值d 點電荷越過o點后 解析 欲判斷點電荷從p o的運動情況 必須首先對等量同種電荷連線中垂線上的場強(qiáng)分布規(guī)律有一個清晰的了解 從兩點電荷連線中點o沿中垂線到無限遠(yuǎn) 電場線先變密后變疏 即場強(qiáng)先變大后變小 如圖所示 點電荷從p o的過程中 電場力可能是先變大后變小 加速度隨之先變大后變小 也可能電場力一直變小 加速度一直變小 關(guān)鍵是p點位置的不確定性 不過 在到達(dá)o點之前 電場力一直表現(xiàn)為引力 速度一定是一直變大的 在o點時加速度為零 速度最大 該電場關(guān)于直線mn對稱 電荷越過o點后的運動也不一定是單調(diào)變化的 綜上所述 本題正確選項是c 答案 c 技巧點撥 熟悉幾種典型的電場線分布及特點 對迅速分析和討論問題非常有幫助 即時鞏固2 2011屆 肇慶模擬 如圖所示 實線為不知方向的三條電場線 從電場中的m點以相同的速度飛出a b兩個帶電粒子 a b的運動軌跡如圖中虛線所示 a b只受電場力作用 則 a a一定帶正電 b一定帶負(fù)電b 兩個粒子的電勢能一個增加 一個減小c a的速度將減小 b的速度將增加d a的加速度將減小 b的加速度將增加 解析 由帶電粒子的運動軌跡可判定a b粒子電性相反 但由于電場線方向不明確 因此無法確定a b的電性 a不正確 因a b均只在電場力作用下運動 則電場力對a b做正功 故a b電勢能減小 速度增加 b c錯誤 由電場線的疏密可判定a受電場力減小 b受電場力增加 d正確 答案 d 案例3 2010 福建理綜 物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計算才能驗證 有時只需通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確 如圖所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為r1和r2的圓環(huán) 兩圓環(huán)上的電荷量均為q q 0 而且電荷均勻分布 兩圓環(huán)的圓心o1和o2相距為2a 連線的中點為o 軸線上的a點在o點右側(cè)與o點相距為r r a 試分析判斷下列關(guān)于a點處電場強(qiáng)度大小e的表達(dá)式 式中k為靜電力常量 正確的是 即時鞏固3 2009 海南高考 如圖 兩等量異號的點電荷相距為2a m與兩點電荷共線 n位于兩點電荷連線的