高中物理課件-靜電場復(fù)習(xí)課

高中物理課件-靜電場復(fù)習(xí)課CATALOGUE目錄靜電場基本概念與性質(zhì)庫侖定律及其應(yīng)用電場線與等勢面描繪方法帶電粒子在勻強電場中運動規(guī)律靜電場能量問題探討總結(jié)回顧與拓展延伸01靜電場基本概念與性質(zhì)電荷是物質(zhì)的一種屬性，分為正電荷和負電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷電荷周圍存在電場，電場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，對放入其中的電荷有力的作用。電場電荷與電場描述電場的力的性質(zhì)的物理量，其大小等于單位電荷在電場中受到的力。電場強度的方向是正電荷在該點所受電場力的方向。電場強度描述電場的能的性質(zhì)的物理量，其大小等于單位正電荷從該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功。電勢差是兩點間電勢的差值，反映了電場在這兩點間的能的性質(zhì)。電勢電場強度與電勢在靜電場中，導(dǎo)體內(nèi)部電場強度為零，電荷分布在導(dǎo)體的外表面。導(dǎo)體具有良好的導(dǎo)電性能，可以傳導(dǎo)電流。在靜電場中，絕緣體內(nèi)部存在電場，且電荷不能自由移動。絕緣體具有極差的導(dǎo)電性能，不能傳導(dǎo)電流。靜電場中的導(dǎo)體和絕緣體絕緣體導(dǎo)體靜電感應(yīng)當(dāng)一個帶電體靠近一個導(dǎo)體時，由于電荷間的相互作用，導(dǎo)體會發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，即導(dǎo)體內(nèi)部電荷重新分布，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷。接地導(dǎo)體將導(dǎo)體與大地相連，使導(dǎo)體上的多余電荷通過接地線流入大地，從而消除導(dǎo)體的帶電狀態(tài)。接地導(dǎo)體在防止靜電危害和保障安全方面具有重要作用。靜電感應(yīng)與接地導(dǎo)體02庫侖定律及其應(yīng)用庫侖定律表述真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。適用范圍真空中的點電荷。當(dāng)帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力影響可以忽略時，可以看成點電荷。庫侖定律表述及適用范圍點電荷間相互作用力計算計算公式$F=kfrac{q_1q_2}{r^2}$，其中$k$為靜電力常量，$q_1$和$q_2$分別為兩個點電荷的電荷量，$r$為它們之間的距離。注意事項在計算過程中，要注意電荷量的正負號，同號電荷相互排斥，異號電荷相互吸引。VS對于連續(xù)分布的帶電體，可以將其劃分為許多小的帶電單元，每個單元可以看作點電荷，然后利用庫侖定律和疊加原理計算它們之間的相互作用力。注意事項在計算過程中，要注意每個帶電單元的電荷量和位置，以及它們之間的距離和方向。計算方法連續(xù)分布帶電體間相互作用力計算根據(jù)庫侖定律可以計算點電荷在空間中產(chǎn)生的電場強度分布，進而研究電場的性質(zhì)和特點。電場強度計算電勢差計算帶電粒子在電場中的運動靜電場的應(yīng)用利用庫侖定律可以計算兩點之間的電勢差，從而確定電場中某點的電勢。根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律可以分析帶電粒子在電場中的受力情況和運動軌跡。庫侖定律在靜電噴涂、靜電除塵、靜電復(fù)印等靜電場的應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。庫侖定律在實際問題中應(yīng)用03電場線與等勢面描繪方法電場線是描述電場分布情況的曲線，其切線方向表示該點電場強度的方向。電場線定義在電場中引入試探電荷，觀察其受力情況，根據(jù)受力方向繪制出電場線。注意電場線不相交、不相切，且電場線越密集的地方電場強度越大。繪制方法電場線概念及繪制方法等勢面定義在電場中電勢相等的各個點構(gòu)成的面叫做等勢面。繪制方法根據(jù)電場線與等勢面的關(guān)系，即等勢面一定與電場線垂直，且電勢沿電場線方向降低最快。因此，可以通過確定電場線的方向和電勢的大小來繪制等勢面。等勢面概念及繪制方法根據(jù)電場線的方向可以判斷電勢的高低，即沿電場線方向電勢逐漸降低。判斷電勢高低判斷場強大小判斷電荷運動情況通過電場線的疏密程度可以判斷場強的大小，即電場線越密集的地方場強越大。根據(jù)電荷的受力情況可以判斷電荷在電場中的運動情況，如加速、減速、勻速等。030201利用電場線和等勢面分析問題解析帶電粒子在勻強電場中的運動情況，包括加速、減速和偏轉(zhuǎn)等問題。例題1解析利用等勢面判斷電勢高低和場強大小的問題，包括等勢面的形狀、電勢差與場強的關(guān)系等問題。例題2解析靜電場中導(dǎo)體和絕緣體的性質(zhì)和應(yīng)用問題，包括靜電感應(yīng)、靜電屏蔽和尖端放電等問題。例題3典型例題解析04帶電粒子在勻強電場中運動規(guī)律

帶電粒子在勻強電場中受力分析電場力帶電粒子在電場中受到的電場力$F=qE$，方向與電場強度方向相同或相反。重力對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子等，重力通?？梢院雎圆挥?。但對于帶電液滴、塵埃等宏觀粒子，重力不能忽略。洛倫茲力當(dāng)帶電粒子垂直于磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用。但在靜電場中，洛倫茲力不存在。帶電粒子在勻強電場中運動軌跡和速度變化規(guī)律帶電粒子在勻強電場中的運動軌跡通常是拋物線或直線，取決于粒子的初速度和電場力的方向。運動軌跡由于電場力的作用，帶電粒子的速度大小和方向都會發(fā)生變化。根據(jù)牛頓第二定律，加速度$a=F/m=qE/m$，因此粒子的速度變化與電場強度、粒子質(zhì)量和電荷量有關(guān)。速度變化帶電粒子在電場中移動時，電勢能會發(fā)生變化。電勢能的變化量等于電場力所做的功，即$DeltaE_p=-W=-Fd$，其中$d$是粒子在電場方向上的位移。根據(jù)動能定理，合外力所做的功等于物體動能的變化。在勻強電場中，電場力所做的功等于帶電粒子動能的變化量。電勢能變化動能變化帶電粒子在勻強電場中能量變化規(guī)律典型例題解析例題1：一帶電粒子以初速度$v_0$垂直射入勻強電場中，已知粒子的電荷量為$q$，質(zhì)量為$m$，電場強度為$E$。求粒子在電場中的運動軌跡和速度變化規(guī)律。解析：由于粒子初速度與電場方向垂直，因此粒子做類平拋運動。根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式，可以求出粒子的加速度、速度變化規(guī)律和運動軌跡。例題2：一帶電液滴在勻強電場和重力場的復(fù)合場中做直線運動，已知液滴的質(zhì)量為$m$，電荷量為$q$，電場強度為$E$，重力加速度為$g$。求液滴的運動速度和能量變化規(guī)律。解析：液滴在復(fù)合場中做直線運動，說明液滴所受合力方向與運動方向相同或相反。根據(jù)受力分析和牛頓第二定律，可以求出液滴的加速度和運動速度變化規(guī)律。同時，根據(jù)功能關(guān)系和動能定理，可以求出液滴的能量變化規(guī)律。05靜電場能量問題探討電荷在電場中具有的勢能，與電荷量和電勢有關(guān)。電勢能兩點間電勢的差值，表示電場在這兩點間的勢能差。電勢差電勢相等的點構(gòu)成的面，垂直于電場線，等勢面密集處電場強。等勢面電勢能、電勢差和等勢面關(guān)系電容器充電過程電源將能量以電場能的形式儲存在電容器中。電容器儲能公式W=(1/2)CU^2，其中C為電容，U為電容器兩端電壓。電容器放電過程電容器將儲存的電場能釋放出來。電容器儲存能量計算靜電場中的功能關(guān)系電場力做功等于電勢能的減少量。應(yīng)用舉例求解電荷在電場中的運動軌跡、速度變化等問題。能量守恒定律在靜電場中，電荷移動時電場力做功，電場能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，但總能量保持不變。靜電場能量守恒定律應(yīng)用典型例題解析求解點電荷在勻強電場中的運動軌跡和速度變化。分析平行板電容器充電后的能量儲存情況。應(yīng)用能量守恒定律解決復(fù)雜電路中的能量轉(zhuǎn)化問題。探討靜電場中的能量轉(zhuǎn)化與守恒在實際問題中的應(yīng)用。例題1例題2例題3例題406總結(jié)回顧與拓展延伸本節(jié)知識點總結(jié)回顧電場強度定義電場強度的物理意義和計算方法，以及電場強度的矢量性質(zhì)和疊加原理。庫侖定律描述點電荷間相互作用力的規(guī)律，以及庫侖定律在電場中的應(yīng)用。靜電場的基本概念包括電荷、電場、電勢等基本概念的定義和性質(zhì)。電勢與電勢差理解電勢的物理意義和電勢差的計算方法，掌握等勢面的概念和性質(zhì)。電場中的導(dǎo)體和絕緣體了解導(dǎo)體和絕緣體在電場中的性質(zhì)和行為，包括靜電感應(yīng)、靜電平衡等概念。明確電場強度與電勢的物理意義不同，電場強度是矢量而電勢是標(biāo)量，二者之間沒有直接關(guān)系。電場強度與電勢的關(guān)系庫侖力是電荷間的相互作用力，與電荷的電量和距離有關(guān)；而萬有引力是物體間的相互作用力，與物體的質(zhì)量和距離有關(guān)。庫侖力與萬有引力的區(qū)別電場線是描述電場分布情況的曲線，等勢面是電勢相等的點構(gòu)成的曲面。在靜電場中，電場線與等勢面垂直且指向電勢降低的方向。電場線與等勢面的關(guān)系易錯易混點辨析命題趨勢預(yù)測結(jié)合歷年高考物理試題分析，靜電場部分可能涉及的知識點包括基本概念、