高考物理總復(fù)習(xí)第七章靜電場(chǎng)基礎(chǔ)課1電場(chǎng)的力的性質(zhì)課件

第一頁，共46頁。[高考(ɡāokǎo)導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國卷)三年命題情況對(duì)照分析201520162017物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒ⅠⅠ卷·T15：電場(chǎng)線和等勢(shì)面Ⅱ卷·T14：電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)T24：與電場(chǎng)力有關(guān)的綜合問題Ⅰ卷·T14：電容器、勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)T20：電場(chǎng)力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)Ⅱ卷·T15：帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的分析Ⅲ卷·T15：等勢(shì)面的理解及電場(chǎng)力做功的計(jì)算Ⅰ卷·T20：φ－r圖象、電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)力做功T25：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律Ⅱ卷·T25：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理Ⅲ卷·T21：電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ點(diǎn)電荷Ⅰ庫侖定律Ⅱ靜電場(chǎng)Ⅰ電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)Ⅱ電場(chǎng)線Ⅰ電勢(shì)能、電勢(shì)Ⅰ電勢(shì)差Ⅱ勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Ⅱ帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)Ⅱ示波管Ⅰ常見電容器Ⅰ電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ第二頁，共46頁?；A(chǔ)課1電場(chǎng)(diànchǎng)的力的性質(zhì)第三頁，共46頁。點(diǎn)電荷(diànhè)、電荷(diànhè)守恒定律1.點(diǎn)電荷 有一定的電荷量，忽略形狀和 的一種理想化模型。2.電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體 到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分 到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持 。 (2)起電方式： 、 、感應(yīng)(gǎnyìng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是 。知識(shí)(zhīshi)排查第四頁，共46頁。庫侖定律(kùlúndìnɡlǜ)1.內(nèi)容： 中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的 成正比，與它們的距離的 成反比。作用力的方向在它們的連線(liánxiàn)上。2.表達(dá)式：F＝ ，式中k＝ N·m2/C2，叫靜電力常量。3.適用條件：(1) 中；(2) 。第五頁，共46頁。電場(chǎng)(diànchǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)1.定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的 。2.定義式：E＝ 。單位：N/C或V/m3.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)：真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)：E＝ 。4.方向：規(guī)定 在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受 的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)方向。5.電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)的疊加：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)的 和，遵從 定則。第六頁，共46頁。電場(chǎng)線1.定義：為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的 及 ，在電場(chǎng)中畫出一些曲線(qūxiàn)，曲線(qūxiàn)上每一點(diǎn)的 都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，曲線(qūxiàn)的表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。第七頁，共46頁。正電荷相交(xiāngjiāo)場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)方向(fāngxiàng)降低(jiàngdī)垂直第八頁，共46頁。答案(dáàn)(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√小題(xiǎotí)速練1.思考(sīkǎo)判斷第九頁，共46頁。2.(2017·湖南長(zhǎng)沙模擬)下列(xiàliè)說法正確的是()解析靜電力常量k的數(shù)值并不是為庫侖(kùlún)測(cè)得的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；元電荷e的數(shù)值是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的比荷，選項(xiàng)D正確。答案D第十頁，共46頁。3.在電場(chǎng)中的某點(diǎn)放入電荷量為－q的試探電荷時(shí)，測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E；若在該點(diǎn)放入電荷量為＋2q的試探電荷，此時(shí)測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)() A.大小(dàxiǎo)為2E，方向和原來的相反 B.大小(dàxiǎo)為E，方向和原來的相反 C.大小(dàxiǎo)為2E，方向和原來的相同 D.大小(dàxiǎo)為E，方向和原來的相同答案(dáàn)D第十一頁，共46頁。4.如圖1所示，實(shí)線為等量異種(yìzhǒnɡ)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，則電荷所受電場(chǎng)力()A.大小不變 B.方向不變C.逐漸(zhújiàn)減小 D.逐漸(zhújiàn)增大圖1第十二頁，共46頁。解析由電場(chǎng)線的分布情況可知，N點(diǎn)電場(chǎng)線比M點(diǎn)電場(chǎng)線疏，則N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小，由電場(chǎng)力公式F＝qE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)的過程(guòchéng)中，電場(chǎng)力逐漸增大，電場(chǎng)力方向與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致，所以一直在變化，故選項(xiàng)D正確。答案D第十三頁，共46頁。庫侖定律(kùlúndìnɡlǜ)的理解及應(yīng)用庫侖力作用(zuòyòng)下平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場(chǎng)力。具體步驟如下：1.解決(jiějué)庫侖力作用下平衡問題的方法步驟第十四頁，共46頁。2.一個(gè)(yīɡè)結(jié)論完全相同的兩帶電金屬球接觸后再分離(fēnlí)帶有完全相同的電荷量。第十五頁，共46頁。答案(dáàn)D第十六頁，共46頁。2.(2017·揚(yáng)州一模)如圖2所示，一質(zhì)量為m的帶電小球A用長(zhǎng)度為l的絕緣絲質(zhì)細(xì)線懸掛于天花板上的O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方l處的絕緣支架(zhījià)上固定一個(gè)與A帶同種電荷的小球B，兩個(gè)帶電小球都可視為點(diǎn)電荷。已知小球A靜止時(shí)絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設(shè)絲線中拉力為T，小球所受庫侖力為F，下列關(guān)系式正確的是()解析對(duì)小球A受力分析，受重力、庫侖力和細(xì)線拉力，處于平衡狀態(tài)。通過(tōngguò)幾何關(guān)系得出這三個(gè)力互成120°角，有T＝mg＝F，選項(xiàng)D正確。答案D圖2第十七頁，共46頁。3.如圖3所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場(chǎng)力的作用下處于平衡(pínghéng)狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為()A.正，B的右邊(yòubian)0.4m處 B.正，B的左邊0.2m處C.負(fù)，A的左邊0.2m處 D.負(fù)，A的右邊(yòubian)0.2m處圖3答案(dáàn)C第十八頁，共46頁。3個(gè)孤立共線點(diǎn)電荷的平衡(pínghéng)規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線(zhíxiàn)上；“兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。第十九頁，共46頁。對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)的理解與計(jì)算1.電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)的性質(zhì)矢量性規(guī)定正電荷受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向唯一性電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場(chǎng)的電荷(場(chǎng)源電荷)及空間位置第二十頁，共46頁。2.電場(chǎng)(diànchǎng)強(qiáng)度的三個(gè)計(jì)算公式第二十一頁，共46頁。1.電場(chǎng)中有一點(diǎn)(yīdiǎn)P，下列說法正確的是()A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半(jiǎnbàn)，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)減半(jiǎnbàn)B.若P點(diǎn)沒有試探電荷，則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)所受靜電力越大D.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向答案(dáàn)C第二十二頁，共46頁。2.(多選)真空中兩點(diǎn)電荷q1、q2分別位于直角三角形的頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B上，D為斜邊AB的中點(diǎn)，∠ABC＝30°，如圖4所示。已知A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度(qiángdù)的方向垂直AB向下，則下列說法正確的是()A.q1帶正電，q2帶負(fù)電(fùdiàn)B.D點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)C.q1電荷量的絕對(duì)值等于q2電荷量的絕對(duì)值的一半D.q1電荷量的絕對(duì)值等于q2電荷量的絕對(duì)值的二倍圖4第二十三頁，共46頁。答案(dáàn)AC第二十四頁，共46頁。3.(多選)如圖5所示，在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(duìchèn)的A、B兩點(diǎn)有等量正點(diǎn)電荷(帶電荷量均為Q)，在y軸上C點(diǎn)有負(fù)點(diǎn)電荷(帶電荷量為Q)，且CO＝OD＝r，∠ADO＝60°。下列判斷正確的是()A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.若兩個(gè)正點(diǎn)電荷的電荷量同時(shí)(tóngshí)等量地緩慢增大，則O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度也增大C.若兩個(gè)正點(diǎn)電荷的電荷量同時(shí)(tóngshí)等量地緩慢增大，則D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度也增大D.若負(fù)點(diǎn)電荷的電荷量緩慢減小，則D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度將增大圖5第二十五頁，共46頁。答案(dáàn)CD第二十六頁，共46頁。1.電場(chǎng)線的用途(yòngtú)(1)判斷電場(chǎng)力的方向——正電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)切線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場(chǎng)線在該點(diǎn)切線方向相反。(2)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(定性)——電場(chǎng)線密處電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小，進(jìn)而可判斷電荷受力大小和加速度的大小。(3)判斷電勢(shì)的高低與電勢(shì)降低的快慢——沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向。(4)判斷等勢(shì)面的疏密(shūmì)——電場(chǎng)越強(qiáng)的地方，等差等勢(shì)面越密集；電場(chǎng)越弱的地方，等差等勢(shì)面越稀疏。電場(chǎng)線的理解(lǐjiě)和應(yīng)用第二十七頁，共46頁。2.兩種等量(děnɡliànɡ)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外電場(chǎng)強(qiáng)度大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′的電場(chǎng)強(qiáng)度等大同向等大反向第二十八頁，共46頁。1.如圖6所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線，若帶電粒子(lìzǐ)q(|Q|?|q|)由a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力做正功。已知在a、b兩點(diǎn)粒子(lìzǐ)所受電場(chǎng)力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是() A.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>Fb B.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb C.若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>Fb D.若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb圖6第二十九頁，共46頁。解析由于粒子由a運(yùn)動(dòng)到b電場(chǎng)力做正功，可知電場(chǎng)力指向外側(cè)，Q、q為同種電荷；電場(chǎng)線密集的地方(dìfāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大，由F＝Eq知Fa較大，選項(xiàng)A正確。答案A第三十頁，共46頁。2.等量的異種點(diǎn)電荷，如圖7所示是真空中兩點(diǎn)電荷的周圍的電場(chǎng)分布情況。圖中O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，OM＝ON。下列說法(shuōfǎ)正確的是() A.同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受的電場(chǎng)力相同 B.同一電荷在O、M、N三點(diǎn)的電場(chǎng)力方向相同 C.O、M、N三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系是EM＝EN>EO D.把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，將沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)圖7第三十一頁，共46頁。解析O、M、N三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，但大小不同，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，EM＝EN<EO，同一電荷在三點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小不同，方向相同，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；把另一電荷從M點(diǎn)靜止釋放，由于受到水平的電場(chǎng)力作用不會(huì)(bùhuì)沿MON做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B第三十二頁，共46頁。3.某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線方向(fāngxiàng)不確定，分布如圖8所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動(dòng)到N，以下說法正確的是()A.粒子必定(bìdìng)帶正電荷B.該靜電場(chǎng)一定是孤立正電荷產(chǎn)生的C.粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度D.粒子在M點(diǎn)的速度大于它在N點(diǎn)的速度圖8第三十三頁，共46頁。解析帶電粒子所受靜電力沿電場(chǎng)線的切線方向或其反方向，且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，靜電力方向大致向上，因不知電場(chǎng)線的方向，粒子的電性無法確定，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線是彎曲的，則一定不是孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；N點(diǎn)處電場(chǎng)線密，則場(chǎng)強(qiáng)大，粒子受到的靜電力大，產(chǎn)生(chǎnshēng)的加速度也大，所以選項(xiàng)C正確；因靜電力大致向上，粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)，靜電力做正功，粒子動(dòng)能增加，速度增加，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C第三十四頁，共46頁。巧解電場(chǎng)強(qiáng)度的四種思維方法——科學(xué)思維能力(sīwéinénɡlì)的培養(yǎng)方法(fāngfǎ)一、補(bǔ)償法將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán)，或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面。第三十五頁，共46頁?！纠?】(2017·石家莊質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖9所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(tōngguò)半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()圖9第三十六頁，共46頁。答案(dáàn)A第三十七頁，共46頁。方法(fāngfǎ)二、微元法 可將帶電圓環(huán)、帶電平面等分成許多微元電荷，每個(gè)微元電荷可看成點(diǎn)電荷，再利用公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出合場(chǎng)強(qiáng)。【例2】如圖10所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心(zhōngxīn)軸上的一點(diǎn)，OP＝L，試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。圖10第三十八頁，共46頁。第三十九頁，共46頁。