高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：靜電場

高考物理一輪復(fù)習(xí)靜電場高中物理·人教版一、三種起電方式辨析如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金箔，C帶正電讓C與A接觸，A端_____電，B端_____電讓C與A接觸，再分開A、B，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，再移開C，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，分開A、B，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，分開A、B，再移開C，A端_____電，B端_____電正正正正正負(fù)不帶不帶正負(fù)負(fù)正讓C靠近A，并將B端接地，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，并將A端接地，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，用手觸摸A端再松開，移去C，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，用手觸摸B端再松開，移去C，A端_____電，B端_____電負(fù)不帶負(fù)不帶負(fù)負(fù)負(fù)負(fù)把兩個(gè)均勻帶電的絕緣體球放在一起，球心間距為r，他們的靜電力

由于絕緣體內(nèi)部沒有自由電荷，所以帶電后電荷不會(huì)自由移動(dòng)，可以看成均勻帶電的球體，庫侖定律適用。二、絕緣體和導(dǎo)體(非點(diǎn)電荷模型)帶電問題把兩個(gè)均勻帶電的導(dǎo)體球放在一起，球心間距為r，他們的靜電力由于導(dǎo)體內(nèi)部有自由電荷，所以帶電后電荷會(huì)自由移動(dòng)重新分配，從而表面帶電不均勻，不能直接用庫侖定律。絕緣體和導(dǎo)體(非點(diǎn)電荷模型)帶電問題1.三個(gè)自由電荷的平衡規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“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?。弧敖∵h(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．三、同一直線上三個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問題2.只要其中兩個(gè)點(diǎn)電荷平衡，第三個(gè)點(diǎn)電荷一定平衡，只需根據(jù)平衡條件對其中的任意兩個(gè)電荷列式即可．例

如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一條直線上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的3倍，每個(gè)點(diǎn)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電荷量之比q1:q2:q3為（）A． B．C． D．B如果場源是多個(gè)點(diǎn)電荷，則電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，遵從平行四邊形定則。如果場源是一個(gè)帶電的面、線、體，則可根據(jù)微積分求矢量和。但在高中階段，在不能熟練運(yùn)用微積分的情況下，還有以下五種方法。四、電場強(qiáng)度的疊加和計(jì)算【例1】已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn)，O和B、B和A間的距離均為R，現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V＝4/3πr3，則A點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為_________方法一：填補(bǔ)法將有缺口的帶電圓環(huán)(或半球面、有空腔的球等)補(bǔ)全為圓環(huán)(或球面、球體等)分析，再減去補(bǔ)償?shù)牟糠之a(chǎn)生的影響。理想情況等效法的實(shí)質(zhì)是在效果相同的情況下，利用與問題中相似或效果相同的知識(shí)進(jìn)行知識(shí)遷移的解題方法，往往是用較簡單的因素代替較復(fù)雜的因素。方法二：等效法【例5】一無限大接地導(dǎo)體板MN前面放有一點(diǎn)電荷＋Q，它們在周圍產(chǎn)生的電場可看作是在沒有導(dǎo)體板MN存在的情況下，由點(diǎn)電荷＋Q與其像電荷－Q共同激發(fā)產(chǎn)生的。如圖，已知＋Q所在位置P點(diǎn)到金屬板MN的距離為L，a為OP的中點(diǎn)，abcd是邊長為L的正方形，其中ab邊平行于MN.則()A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為B．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小C．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度和c點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B看作等量異種點(diǎn)電荷方法三：對稱法形狀規(guī)則的帶電體形成的電場具有對稱性，位置對稱的兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小相等。如果能夠求出其中一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度，根據(jù)對稱性特點(diǎn)，另一點(diǎn)處的電場強(qiáng)度即可求出?！纠?】如圖所示，均勻帶電的球殼在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，等效為弧BC產(chǎn)生的場強(qiáng)，弧BC產(chǎn)生的場強(qiáng)方向，又等效為弧的中點(diǎn)M在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向．【例3】如圖，在點(diǎn)電荷－q的電場中，放著一塊帶有一定電荷量、電荷均勻分布的絕緣矩形薄板，MN為其對稱軸，O點(diǎn)為幾何中心，點(diǎn)電荷－q與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d。已知圖中a點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，則帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小和方向分別為________水平向右由電場的矢量疊加原理，可知矩形薄板在a點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)與點(diǎn)電荷－q在a點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向方法四：微元法將帶電體分成許多電荷元，每個(gè)電荷元可看成點(diǎn)電荷，先根據(jù)庫侖定律求出每個(gè)電荷元的場強(qiáng)；再結(jié)合對稱性和場強(qiáng)疊加原理求出合場強(qiáng)。方法五：極限法對于某些特殊情況下求解有關(guān)場強(qiáng)問題，有時(shí)無法用有關(guān)公式、規(guī)律得出結(jié)論，可考慮應(yīng)用極限法。極限法是把某個(gè)物理量的變化推向極端再進(jìn)行推理分析，從而做出科學(xué)的判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。【例6】如圖為兩個(gè)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(diǎn)為O，軸線上的A點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)與O點(diǎn)相距為r(r<a)。試分析判斷下列關(guān)于A點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小E的表達(dá)式正確的是()D量綱＋極限1.屏蔽外電場外電場空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響?？涨粚?dǎo)體屏蔽外電場五、靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)殼內(nèi)外表面之間場強(qiáng)處處為零，殼外場強(qiáng)不為零2.屏蔽腔內(nèi)電場導(dǎo)體殼內(nèi)外表面及導(dǎo)體外部場強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體外部空間不受內(nèi)部電場影響本質(zhì)：仍然是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)電荷與殼內(nèi)電場在導(dǎo)體殼表面以外空間疊加結(jié)果為零。兩種情況重點(diǎn)辨析！六、典型電場的等勢線電場強(qiáng)度E電勢φ定義式物理意義反映電場力的性質(zhì)反映電場能的性質(zhì)特點(diǎn)矢量：某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)正電荷所受靜電力的方向一致標(biāo)量：無方向，但有正負(fù)相對性：與零電勢的位置選取有關(guān)電勢φ與電場強(qiáng)度E的比較電場線等勢面特點(diǎn)①電場線的切線方向表示電場強(qiáng)度方向，疏密表大小②電場線永不相交③順著電場線的方向電勢逐漸降低①同一等勢面上移動(dòng)電荷，靜電力不做功②等勢面不相交③等差等勢面越密集，電場強(qiáng)度越大聯(lián)系①電場線與等勢面垂直②電場線由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面標(biāo)量：無方向，但有正負(fù)相對性：與零電勢的位置選取有關(guān)電場線和等勢面等量異號(hào)電荷形成的電場兩點(diǎn)電荷的連線上電勢逐漸降低中垂線等勢線電勢為0關(guān)于兩電荷對稱的兩點(diǎn)電勢相等關(guān)于中垂線對稱的兩點(diǎn)電勢互為相反數(shù)等量同號(hào)電荷形成的電場兩點(diǎn)電荷的連線上中點(diǎn)電勢最低中垂線中點(diǎn)電勢最高從中點(diǎn)沿中垂線向外越來越低關(guān)于兩電荷對稱的兩點(diǎn)關(guān)于中垂線對稱的兩點(diǎn)電勢相等電勢相等時(shí)，場強(qiáng)最大結(jié)論：勻強(qiáng)電場中沿電場線方向電勢降落最快如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，虛線為等勢線UAB=UAC=UAD七、勻強(qiáng)電場電勢降落U=ELcosθ,E不變，θ越小，電勢降落越快，沿電場方向電勢降落最快EDCBA如圖所示，可知，UAB=UCD,UAC=UBD勻強(qiáng)電場中，

平行且相等的線段端點(diǎn)間電勢差相同勻強(qiáng)電場中，任一線段中點(diǎn)電勢等于兩端點(diǎn)電勢和的一半EBAC如圖所示，可知，UAB=UBC,則

φA-φB=φB-φC。八、靜電場中的圖象類型1

v－t圖象（只受電場力作用時(shí)）類型2

E－x圖象類型3

φ

－x圖象類型4Ep－x圖象電場力做功的正負(fù)電場力和速度夾角

電勢能變化電勢的高低

（1）斜率的正負(fù)

加速度方向

電場力方向電場強(qiáng)度方向（2）斜率的大小

加速度大小

電場強(qiáng)度大小電場線疏密(已知電荷正負(fù))動(dòng)能的增減1、速度v變化

2、斜率變化(已知電荷正負(fù))類型1

v－t圖象（只受電場力作用時(shí)）【例題1】(多選)光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場，MN是其中的一條直線，線上有A、B、C三點(diǎn)，一帶電荷量為＋2×10－3C、質(zhì)量為1×10－3kg的小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，沿MN做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處的切線斜率最大，C點(diǎn)處的切線平行于t

，則下列說法中正確的是()A.A、B兩點(diǎn)電勢差UAB＝－4VB.小物塊從B點(diǎn)到C點(diǎn)電場力做的功W＝10－2JC.B點(diǎn)為AC間電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場強(qiáng)大小E＝1V/mD.由A到C的過程中小物塊的電勢能先減小后變大BC描述電場沿x軸方向(電場線必須為直線)電場強(qiáng)度E隨位置x變化的規(guī)律類型2

E－x圖象電勢差U:根據(jù)U=Ed=EΔx,E－x圖線與x軸所圍圖形面積表示電勢差U，有上下正負(fù)面積之分EE畫電場線！【例題2】(多選)空間內(nèi)有一沿x軸分布的電場E，-x1、x1、x2、x3是x軸上的四個(gè)點(diǎn)，圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O中心對稱，下列說法中正確的是()A.-x1處的電勢比x1的電勢高B.將正電荷由-x1移到x2，電勢能先增后減C.將負(fù)電荷由-x1處靜止釋放，只受電場力作用，它將在-x1和x1之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.負(fù)電荷在4個(gè)點(diǎn)中位于x2處電勢能最大BC類型3

φ－x圖象斜率k的絕對值等于E的大小，k增大，E增大，k=0,則E=0描述電場沿x軸方向（電場線必須為直線）的電勢隨位置x變化的規(guī)律順著電場線電勢逐漸降低E斜率k【例題3】(多選)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢φ隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象如圖所示，其中P點(diǎn)電勢最高，且xAP<xPB，則（）A.q1和q2都是負(fù)電荷B.q1的電荷量大于q2的電荷量C.在A、B之間將一負(fù)點(diǎn)電荷沿x軸從P點(diǎn)左側(cè)移到右側(cè)，

電勢能先減小后增大D.一點(diǎn)電荷只在電場力作用下沿x軸從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，加速度逐漸變小AC類型4

Ep－x圖象描述電場中某點(diǎn)電荷沿x軸方向（電場線必須為直線）的電勢能EP隨位置x變化的規(guī)律電勢能EP大小和EP變化→φ升降①正電荷，EP越大，電勢φ越高②負(fù)電荷，EP越大，電勢φ越低EP-x圖線的斜率k=ΔEP/Δx=-W/d=-F靜電力,（1）斜率大小等于電場力F大小，當(dāng)k=0時(shí)，E=0.（2）斜率的正負(fù)表示電場力F的方向的負(fù)正，不是電場強(qiáng)度方向①k>0表示電場力為x軸反方向②k<0表示電場力為沿x軸正方向【例題4】一帶負(fù)電的微粒只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能隨位移x變化的關(guān)系如圖7所示，其中0～x1段是曲線，x1～x2段是平行于x軸的直線，x2～x3段是傾斜直線，則下列說法正確的是()A.0～x1段電勢逐漸升高B.0～x1段微粒的加速度逐漸減小C.x2～x3段電場強(qiáng)度減小D.x2處的電勢比x3處的電勢高Bθ角大，電勢差大——靜電計(jì)九、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析小小小電容（1）電容器始終與電源連接，U保持不變d增加C減小Q=CUQ減小E=U/dE減小S減小C減小Q=CUQ減小E不變C減小E不變E=U/d（2）電容器充電后與電源斷開，Q保持不變C減小U=Q/CU增加E不變C減小U=Q/CU增加E增加d增加S減小【例】(多選)如圖，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點(diǎn)的電勢能．若保持極板B不動(dòng)，將極板A稍向上平移，則下列正確的是(

)

)A．E變小 B．U變大C．Ep不變 D．電荷仍保持靜止（3）粒子運(yùn)動(dòng)及電勢能變化判斷BCD單向?qū)щ姌O板A上移d增加，C減小U不變，d增加，E減小找不動(dòng)的板前提：該板電勢不變d1d2d++++----++++----+Q-Q-Q+QC1C2可見：插入金屬板的作用，相當(dāng)于減小了板間距離.（4）拓展補(bǔ)充ABU1E+F--------+++++++++U2+vyθyvv0結(jié)論：不同帶電粒子由靜止經(jīng)同一電場加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的側(cè)移量y和偏轉(zhuǎn)角θ都是相同的，也就是說運(yùn)動(dòng)軌跡是完全重合的，與m、q無關(guān)，但與電性有關(guān)。十、帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)加速電壓

電子槍偏轉(zhuǎn)電極亮斑亮斑熒光屏

電子槍產(chǎn)生高速飛行的電子束

加速電壓

十一、示波管ABCDFXˊtOUYUXO