壓軸突破 專題3第6講電場中?？嫉?個(gè)問題(選擇題)教案

1、第6講電場中?？嫉?個(gè)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(jì)算,高考熱點(diǎn)1庫侖定律(1)表達(dá)式：F_，式中k表示靜電力常量，k×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?yàn)榉旁陔妶鲋械恼姾傻腳方向標(biāo)量，只有正負(fù)，正負(fù)只表示

2、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(diǎn)的選取有關(guān)由電場本身的兩點(diǎn)間差異決定，與試探電荷無關(guān)，與參考點(diǎn)選取無關(guān)由電荷量和該點(diǎn)電勢二者決定，與參考點(diǎn)選取有關(guān)(1)加速勻強(qiáng)電場中，v0與E平行時(shí)，可用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，基本方程：Eqma，E，vv2ax.非勻強(qiáng)電場中，用動(dòng)能定理求解，其方程式為qUmv2mv.(2)偏轉(zhuǎn)處理方法：用運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)和垂直于v0方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)規(guī)律：偏轉(zhuǎn)位移：yxL,y偏轉(zhuǎn)角：tan xL,tan .

3、,狀元微博名師點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，采用運(yùn)動(dòng)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·福建理綜，15)如

4、圖61所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢線取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)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(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢BA、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點(diǎn)的電勢能小于q2在B點(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)錯(cuò)誤；由Ek，r不相等，所以EAEB，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由A、B，因?yàn)閃AWB，A<B<0，所以>，即q1<q2，故C項(xiàng)正確；由于克服電場力做功相等，且無窮

5、遠(yuǎn)處電勢能為零，所以q1在A點(diǎn)的電勢能等于q2在B點(diǎn)的電勢能，故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C圖62 電場線分布如圖62所示，電場中a、b兩點(diǎn)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，且電場線垂直于等勢面；根據(jù)UABAB，比

6、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(shí)線是某一電場中的電場線，虛線是一個(gè)負(fù)電荷只在電場力作用下在這個(gè)電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，則以下判斷正確的是()A電荷從a運(yùn)動(dòng)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(diǎn)撥判斷選項(xiàng)圖64 (2012·寶雞市高三模擬)如圖64所示，在真空中有兩個(gè)帶等量負(fù)電的點(diǎn)電荷，分別置于P、Q兩點(diǎn)，O點(diǎn)是它們連線的中點(diǎn)，A、B、C為P、Q連線的中垂線上的三點(diǎn)，且OAOC，下列說法正確的是()AA點(diǎn)的電場場強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度

7、BC點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢C同一點(diǎn)電荷在A、C兩點(diǎn)受電場力大小相同D同一負(fù)電荷在B點(diǎn)的電勢能小于其在C點(diǎn)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(yùn)動(dòng)定律、功和能”的知識分析(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的情景分析 (2)“三不知時(shí)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(yùn)動(dòng)的方向，是題目中相互制約的三個(gè)方面 .若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況有時(shí)各種情景的討論結(jié)果是歸一的(3)一般為定性分析

8、，有時(shí)涉及簡單計(jì)算常考問題20帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)情況分析圖65【例3】 (2012·天津理綜，5)兩個(gè)固定的等量異號點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大B做直線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，先由低電勢面運(yùn)動(dòng)到高電勢面，然后由高電勢面運(yùn)動(dòng)到低電勢面，所以電勢能先減小后增大，

9、選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤答案C圖66 如圖66所示，一個(gè)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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)時(shí)速度是2v0 C塵粒打在B點(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)問題應(yīng)注意：(1)(2)要抓住關(guān)鍵的兩個(gè)觀點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律能量觀點(diǎn)包括動(dòng)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(xiàng)中，帶有“可能”、“可以”等不確定詞

10、語，只要能舉出一個(gè)特殊例子證明它正確，就可以肯定這個(gè)選項(xiàng)是正確的；有些選擇題的選項(xiàng)中，帶有“一定”、“不可能”等肯定的詞語，只要能舉出一個(gè)反例駁倒這個(gè)選項(xiàng)，就可以排除這個(gè)選項(xiàng)【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(diǎn)，電勢一定為零C同一電場線上的各點(diǎn)，電勢一定相等D負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí)，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(shí)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·重慶卷)如圖67所示，電

11、荷量為q和q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)有()A體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B體中心和各邊中點(diǎn)C各面中心和各邊中點(diǎn)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(gè)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(shí)，具有獨(dú)特作用，使問題化難為易，化繁為簡，收到事半功倍的效果【高考佐證】 (2

12、012·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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的電場強(qiáng)度E2k，可推知當(dāng)帶電圓板無限大時(shí)(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，即將挖去的圓板填充進(jìn)去

13、，這時(shí)Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度EQ2k0.，則挖去圓板后的電場強(qiáng)度EQ2k02k02k0，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)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(diǎn)由靜止釋放，它將沿電場線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)為圓心畫一個(gè)圓，圓與各電場線的交點(diǎn)分別為a、b、c、d、e，則下列說法正確的是()A電場強(qiáng)度Ea>EcB

14、電勢b>dC將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做正功D將一負(fù)電荷由b點(diǎn)移到e點(diǎn)，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(diǎn)電荷一帶電粒子以一定初速度射入

15、電場，實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)則該粒子()A帶負(fù)電B在c點(diǎn)受力最大C在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能D由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化5(2012·重慶理綜，20)空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)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(gè)點(diǎn)，則()圖613AP、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Cc點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)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(diǎn)電荷2.受力高低【常考問題】預(yù)測1 C電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的大小，故

16、Ea<Eb，所以A、B錯(cuò)誤沿著電場線方向電勢降低，所以C正確、D錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)；電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，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(cuò)；負(fù)電荷從a運(yùn)動(dòng)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(dòng)能減小，C選項(xiàng)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(diǎn)電荷的場強(qiáng)E，而EO0，E0，所以從O點(diǎn)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兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，所以A

17、項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確、沿電場線方向，電勢越來越低，知B、D項(xiàng)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(yùn)動(dòng)，在電場力的作用下打在B點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)可視為豎直上拋運(yùn)動(dòng)與水平方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，且分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性因?yàn)椤扒『么怪庇赒板打在B點(diǎn)”，所以豎直上拋運(yùn)動(dòng)的末速度為零，塵粒由A到B所用時(shí)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(diǎn)時(shí)的速度為：vBgtv0 ，C正確、B錯(cuò)誤研究塵粒由A到B的過程，根據(jù)動(dòng)能定理有0，解得P、Q兩板間的電勢差為U，D正確技法1高考佐證 D帶電物體的

18、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(cuò)；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(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，但電勢不為零，B錯(cuò)；順著電場線的方向，電勢降低，C錯(cuò)；負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)，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(gè)電荷分成兩組產(chǎn)生的場強(qiáng)都是零，下表面的四個(gè)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(gè)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(diǎn)場強(qiáng)的大小，A、B錯(cuò)；電子從a點(diǎn)由靜止釋放，僅在電場力作用下運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，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(diǎn)電勢高，a點(diǎn)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(xiàng)正確；b、d兩點(diǎn)電勢相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場力做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將一負(fù)電荷由b點(diǎn)移到e點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大3AD由E知，當(dāng)U不變，d變?yōu)樵瓉淼?/p>