壓軸突破 專題3第6講電場中?？嫉?個問題(選擇題)教案

1、第6講電場中?？嫉?個問題(選擇題)主要題型：選擇題難度檔次：低檔難度是電學(xué)部分的基礎(chǔ)考題圍繞電場中的電場強(qiáng)度E、電勢、電場力F、電勢能Ep、電場力的功W及相應(yīng)規(guī)律，做簡單的分析、計算,高考熱點1庫侖定律(1)表達(dá)式：F_，式中k表示靜電力常量，k9.0×109 N·m2/C2.(2)適用條件：真空中的_2電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能的區(qū)別與聯(lián)系電場強(qiáng)度電勢電勢差電勢能意義描述電場的力的性質(zhì)描述電場的能的性質(zhì)描述電場力做功的本領(lǐng)描述電荷在電場中的能量、電荷做功的本領(lǐng)定義E_(Ep為電荷的電勢能)UAB_Epq矢標(biāo)性矢量：方向為放在電場中的正電荷的_方向標(biāo)量，只有正負(fù)，正負(fù)

2、只表示大小標(biāo)量，有正負(fù)，正負(fù)只表示電勢的_標(biāo)量，有正負(fù)決定因素場強(qiáng)由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)電勢由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)，其大小與參考點的選取有關(guān)由電場本身的兩點間差異決定，與試探電荷無關(guān)，與參考點選取無關(guān)由電荷量和該點電勢二者決定，與參考點選取有關(guān)3.帶電粒子的運動(1)加速勻強(qiáng)電場中，v0與E平行時，可用牛頓第二定律和運動學(xué)公式求解，基本方程：Eqma，E，vv2ax.非勻強(qiáng)電場中，用動能定理求解，其方程式為qUmv2mv.(2)偏轉(zhuǎn)處理方法：用運動的合成和分解的思想處理，即沿v0方向與場強(qiáng)E平行的勻速直線運動和垂直于v0方向的勻加速直線運動偏轉(zhuǎn)規(guī)律：偏轉(zhuǎn)位移：yxL,y偏轉(zhuǎn)角：

3、tan xL,tan .,狀元微博名師點睛1重視物理學(xué)的科學(xué)研究方法本部分內(nèi)容的主要研究方法有：(1)理想化模型如點電荷、電場線、等勢面；(2)比值定義法電場強(qiáng)度、電勢的定義方法是定義物理量的一種重要方法；(3)類比的方法電場和重力場的類比；靜電力和重力的類比；帶電粒子在電場中的運動和平拋運動的類比2靜電力做功的求解方法(1)由功的定義WFl求；(2)利用結(jié)論“靜電力做功等于電荷電勢能增量的負(fù)值”來求，即WE；(3)利用WABqUAB求3研究帶電粒子在電場中的曲線運動時，采用運動合成與分解的思想方法課堂筆記常考問題18 根據(jù)電場線或等勢面比較電場強(qiáng)度和電勢的大小圖61【例1】 (2012

4、83;福建理綜，15)如圖61所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()AA點電勢大于B點電勢BA、B兩點的電場強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能解析由于電場力做負(fù)功，所以Q應(yīng)帶負(fù)電荷，由負(fù)點電荷產(chǎn)生電場的電場線的分布規(guī)律可判斷出B>A，故A項錯誤；由Ek，r不相等，所以EAEB，B項錯誤；由A、B，因為WAWB，A<B<0，所以>，即q1<q2，故C項正確；由于克

5、服電場力做功相等，且無窮遠(yuǎn)處電勢能為零，所以q1在A點的電勢能等于q2在B點的電勢能，故D項錯誤答案C圖62 電場線分布如圖62所示，電場中a、b兩點的電場強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，電勢分別為a和b，則()AEa>Eb，a>b BEa>Eb，a<bCEa<Eb，a>b DEa<Eb，a<b,方法錦囊場強(qiáng)、電勢的比較方法(1)電場強(qiáng)度根據(jù)電場線的疏密程度判斷，電場線越密，場強(qiáng)越大；根據(jù)等差等勢面的疏密程度判斷，等差等勢面越密，場強(qiáng)越大；根據(jù)a，a越大，場強(qiáng)越大(2)電勢沿電場線方向電勢降低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，且電場線垂直于等

6、勢面；根據(jù)UABAB，比較正負(fù)，判斷A、B的大小課堂筆記?？紗栴}19由帶電粒子的軌跡判斷電勢、加速度、電場力做功及電勢能的變化情況圖63【例2】 如圖63所示，實線是某一電場中的電場線，虛線是一個負(fù)電荷只在電場力作用下在這個電場中的運動軌跡，若電荷是從a處運動到b處，則以下判斷正確的是()A電荷從a運動到b加速度減小Bb處電勢能大C電荷在b處速度小Db處電勢高思維點撥判斷選項圖64 (2012·寶雞市高三模擬)如圖64所示，在真空中有兩個帶等量負(fù)電的點電荷，分別置于P、Q兩點，O點是它們連線的中點，A、B、C為P、Q連線的中垂線上的三點，且OAOC，下列說法正確的是()AA點的電場場

7、強(qiáng)一定大于B點的電場強(qiáng)度BC點的電勢低于B點的電勢C同一點電荷在A、C兩點受電場力大小相同D同一負(fù)電荷在B點的電勢能小于其在C點的電勢能,以題說法這類問題一般綜合性較強(qiáng)，涉及“牛頓運動定律、功和能”的知識分析(1)“運動與力兩線法”畫出“速度線”(運動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從二者的夾角情況電荷做曲線運動的情景分析 (2)“三不知時要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向或等勢面電勢的高低、電荷運動的方向，是題目中相互制約的三個方面 .若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況有時各種情景的討論結(jié)果是歸

8、一的(3)一般為定性分析，有時涉及簡單計算?？紗栴}20帶電粒子在電場中運動情況分析圖65【例3】 (2012·天津理綜，5)兩個固定的等量異號點電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖65中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進(jìn)入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中()A做直線運動，電勢能先變小后變大B做直線運動，電勢能先變大后變小C做曲線運動，電勢能先變小后變大D做曲線運動，電勢能先變大后變小解析帶負(fù)電的粒子以速度v進(jìn)入電場后，電場力的方向與v的方向不在一條直線上，故帶負(fù)電的粒子做曲線運動，先由低電勢面運動到高電勢面，然后由高電勢面運動到低電勢面，

9、所以電勢能先減小后增大，選項C正確，選項A、B、D錯誤答案C圖66 如圖66所示，一個質(zhì)量為m、帶正電荷量為q的塵粒以豎直向上的初速度v0 在平行板電容器P、Q兩極板正中間的A點進(jìn)入場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，恰好垂直于Q板打在B點，且ACBC，則下列說法正確的是()AP板電勢高于Q板的電勢B塵粒打在B點時速度是2v0 C塵粒打在B點時速度是v0DP、Q兩板間的電勢差是,借題發(fā)揮解答帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)注意：(1)(2)要抓住關(guān)鍵的兩個觀點：動力學(xué)觀點包括牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律能量觀點包括動能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律課堂筆記技法1反證例舉法【技法闡釋】有些選擇題的選項中，帶有“可

10、能”、“可以”等不確定詞語，只要能舉出一個特殊例子證明它正確，就可以肯定這個選項是正確的；有些選擇題的選項中，帶有“一定”、“不可能”等肯定的詞語，只要能舉出一個反例駁倒這個選項，就可以排除這個選項【高考佐證】 (2011·海南卷)關(guān)于靜電場，下列說法正確的是()A電勢等于零的物體一定不帶電B電場強(qiáng)度為零的點，電勢一定為零C同一電場線上的各點，電勢一定相等D負(fù)電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加技法2對稱分析法【技法闡釋】對稱情況存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中，應(yīng)用這種對稱性可以幫助我們直接抓住問題的實質(zhì)，避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo)，快速解題圖67【高考佐證】 (2011·

11、重慶卷)如圖67所示，電荷量為q和q的點電荷分別位于正方體的頂點，正方體范圍內(nèi)電場強(qiáng)度為零的點有()A體中心、各面中心和各邊中點B體中心和各邊中點C各面中心和各邊中點D體中心和各面中心技法3極限思維法【技法闡釋】物理中體現(xiàn)極限思維的常見方法有極限法、微元法等極限法是把某個物理量推向極端，從而做出科學(xué)的推理分析，給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論該方法一般適用于題干中所涉及的物理量隨條件單調(diào)變化的情況微元法將研究過程或研究對象分解為眾多細(xì)小的“微元”，只需分析這些“微元”，進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)方法或物理方法處理，便可將問題解決極限思維法在進(jìn)行某些物理過程分析時，具有獨特作用，使問題化難為易，化繁為簡，收到事半功倍

12、的效果【高考佐證】 (2012·安徽理綜，20)如圖68所示，半徑為R的均勻帶電圓形平板，單位面積帶電量為，其軸線上任意一點P(坐標(biāo)為x)的電場強(qiáng)度可以由庫侖定律和電場強(qiáng)度的疊加原理求出：E2k，方向沿x軸現(xiàn)考慮單位面積帶電量為0的無限大均勻帶電平板，從其中間挖去一半徑為r的圓板，如圖69所示則圓孔軸線上任意一點Q(坐標(biāo)為x)的電場強(qiáng)度為()圖68圖69A2k0 B2k0C2k0 D2k0解析采用極限思維法結(jié)合填補(bǔ)法根據(jù)半徑為R的均勻帶電圓形平板在P點的電場強(qiáng)度E2k，可推知當(dāng)帶電圓板無限大時(即當(dāng)R)的電場強(qiáng)度E2k，對于無限大帶電平板，挖去一半徑為r的圓板的電場強(qiáng)度，可利用填補(bǔ)法

13、，即將挖去的圓板填充進(jìn)去，這時Q點的電場強(qiáng)度EQ2k0.，則挖去圓板后的電場強(qiáng)度EQ2k02k02k0，故選項A正確，選項B、C、D錯誤答案A圖6101如圖610所示是某電場中的一條電場線，一電子從a點由靜止釋放，它將沿電場線向b點運動下列有關(guān)該電場情況的判斷正確的是()A該電場一定是勻強(qiáng)電場B場強(qiáng)Ea一定小于EbC電子具有的電勢能Epa一定大于EpbD電勢a<b圖6112真空中一點電荷形成的電場中的部分電場線如圖611所示，分別標(biāo)記為1、2、3、4、5，且1、2和5、4分別關(guān)于3對稱以電場線3上的某點為圓心畫一個圓，圓與各電場線的交點分別為a、b、c、d、e，則下列說法正確的是()A電

14、場強(qiáng)度Ea>EcB電勢b>dC將一正電荷由a點移到d點，電場力做正功D將一負(fù)電荷由b點移到e點，電勢能增大3(2012·海南單科，9)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示下列說法正確的是()A保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话耄?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话耄?則E變?yōu)樵瓉淼囊话雸D6124(2012·山東理綜，19)如圖612中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷一

15、帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點則該粒子()A帶負(fù)電B在c點受力最大C在b點的電勢能大于在c點的電勢能D由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化5(2012·重慶理綜，20)空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖613所示，a、b、c、d為電場中的4個點，則()圖613AP、Q兩點處的電荷等量同種Ba點和b點的電場強(qiáng)度相同Cc點的電勢低于d點的電勢D負(fù)電荷從a到c，電勢能減少答案：【高考必備】1(1)k(2)點電荷2.受力高低【?？紗栴}】預(yù)測1 C電場線的疏

16、密表示電場強(qiáng)度的大小，故Ea<Eb，所以A、B錯誤沿著電場線方向電勢降低，所以C正確、D錯誤【例2】 BCb處電場線比a處密集，則b處電場強(qiáng)度大于a處電場強(qiáng)度，故電荷在b處加速度大，A選項錯；電荷做曲線運動，軌跡向合外力的方向彎曲，又電荷帶負(fù)電，所以電場線從疏指向密，a>b，D錯；負(fù)電荷從a運動到b過程中，電場力對其做負(fù)功，電勢能增加，B正確；由能量守恒可知，電荷電勢能增加，則動能減小，C選項正確預(yù)測2 BCD由場強(qiáng)的疊加知中垂線上電場線的方向，BAO，CO，又點電荷的場強(qiáng)E，而EO0，E0，所以從O點向上，場強(qiáng)先增大后減小，而A、B間距離未知，所以A、B場強(qiáng)大小無法確定，而A、C

17、兩點場強(qiáng)大小相等，所以A項錯誤、C項正確、沿電場線方向，電勢越來越低，知B、D項均正確預(yù)測3 ACD由于帶正電荷量為q的塵粒進(jìn)入勻強(qiáng)電場后做曲線運動，在電場力的作用下打在B點，因此可知P板電勢高，A正確帶電塵粒進(jìn)入勻強(qiáng)電場后的曲線運動可視為豎直上拋運動與水平方向初速度為零的勻加速直線運動的合運動，且分運動具有等時性因為“恰好垂直于Q板打在B點”，所以豎直上拋運動的末速度為零，塵粒由A到B所用時間t.又因ACBC，因此塵粒受到的重力與電場力大小相等，即mgEq.塵粒打在B點時的速度為：vBgtv0 ，C正確、B錯誤研究塵粒由A到B的過程，根據(jù)動能定理有0，解得P、Q兩板間的電勢差為U，D正確技法

18、1高考佐證 D帶電物體的電勢可以為零，比如接地的導(dǎo)體，可以帶電，取大地電勢為零，則此導(dǎo)體的電勢為零，A錯；電場強(qiáng)度和電勢沒有必然的聯(lián)系，場強(qiáng)為零的地方，電勢可以為零，也可以不為零，如兩正點電荷連線中點處的場強(qiáng)為零，但電勢不為零，B錯；順著電場線的方向，電勢降低，C錯；負(fù)電荷沿電場線方向移動，則電場力做負(fù)功，電勢能一定增加，D對答案為D.技法2高考佐證 D由等量同種電荷或等量異種電荷的場強(qiáng)對稱分布可推斷，對正方體的上表面中心，上表面的四個電荷分成兩組產(chǎn)生的場強(qiáng)都是零，下表面的四個電荷分成兩組產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向，所以正方體的上表面中心處的合場強(qiáng)為零，同理所有各面中心處的合場強(qiáng)都為零；在體中心，可以將八個電荷分成四組，產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零；而在各邊中心，場強(qiáng)無法抵消，合場強(qiáng)不為零【隨堂演練】1CD僅由一條電場線無法判斷電場的情況及各點場強(qiáng)的大小，A、B錯；電子從a點由靜止釋放，僅在電場力作用下運動到b點，電場力做正功，電子的電勢能減小，C對；由題意知電場力方向由a向b，說明電場線方向由b向a，b點電勢高，a點電勢低，D對2AD電場強(qiáng)度的大小看電場線的疏密，所以Ea>Ec，A項正確；b、d兩點電勢相等，B項錯誤；將一正電荷由a點移到d點，電場力做負(fù)功，C項錯誤；將一負(fù)電荷由b點移到e點，電場力做負(fù)功，電勢能增大3AD由E知，當(dāng)U不變，d變?yōu)樵瓉?/p>