天之驕子高考物理一輪總復(fù)習(xí)第6章靜電場第1節(jié)電場力的性質(zhì)課件新人教版.ppt

1、,2017高三一輪總復(fù)習(xí),物 理,選修3-1,第六章靜電場,第一節(jié)電場力的性質(zhì),欄目導(dǎo)航,基礎(chǔ)知識整合,熱門考點研析,方法技巧歸納,考題隨堂演練,基礎(chǔ)知識整合,如圖所示，真空中有兩個點電荷Q14.0108 C和Q2108 C，分別固定在x坐標(biāo)軸的x0和x6 cm的位置上試求： (1)x坐標(biāo)軸上哪個位置的電場強(qiáng)度為0? (2)x坐標(biāo)軸上哪些地方的電場強(qiáng)度方向是沿x軸正方向的？ 【思路引導(dǎo)】1.點電荷周圍電場如何表示？ 2x坐標(biāo)軸上的電場強(qiáng)度是兩個點電荷場強(qiáng)的疊加，場強(qiáng)疊加遵循何種法則？,【解析】本題屬于教材課后思考的原題，考查了點電荷電場強(qiáng)度的疊加原理空間中某一點的電場，是空間所有電荷產(chǎn)生的電場

2、的疊加，場強(qiáng)是矢量，其合成遵守平行四邊形法則 (2)根據(jù)電場的疊加可知：在x坐標(biāo)軸上(0,6)之間和x12 cm的地方的電場強(qiáng)度的方向是沿x軸正方向,電荷守恒、點電荷、庫侖定律 1元電荷 電量的最小單位質(zhì)子、正電子的電荷量與它相同，用e表示，e_C，美國物理學(xué)家_利用_實驗最先測出 2電荷守恒定律 (1)表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另一個部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的_不變 表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和_,知識點1,1.601019,密立根,油滴,總量,保持不變,(2)物體帶電的本質(zhì)：電子在物體內(nèi)部或是物體間的

3、_使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷，使物體不帶電也不是消滅了電荷 (3)三種起電方式 摩擦起電：兩絕緣物體間相互摩擦過程中，電子從束縛不緊的一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，失去電子的物體帶正電，得到電子帶負(fù)電 接觸起電：導(dǎo)體與帶電體接觸，電荷在兩物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷 感應(yīng)起電：利用_使導(dǎo)體帶電的過程,轉(zhuǎn)移,靜電感應(yīng),3點電荷 只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作點電荷嚴(yán)格地說點電荷是一個_，實際上是_的 實際帶電體能否看成點電荷決定與自身的大小和形狀與帶電體間的距離的比較，與帶電體的_、所帶電荷量的_、_無關(guān) 4庫侖定律 (1)內(nèi)容：真空中兩個靜止_

4、之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成_，跟它們的距離r的_成反比，作用力的方向沿著_ (2)公式：F_，其中靜電力常量k_.,理想模型,不存在,大小,多少,電性,點電荷,正比,平方,它們的連線上,9.0109 Nm2/C2,靜電場、電場強(qiáng)度、點電荷的場強(qiáng) 1電場 (1)定義：電場是存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)，和實物一樣是物質(zhì)存在的兩種形式 (2)基本性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用，電荷間的相互作用是通過電場實現(xiàn)的,知識點2,2電場強(qiáng)度 (1)定義：電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強(qiáng)度，簡稱_用_表示 (2)公式：E_(適用于所有電場

5、)，單位：_. (3)物理含義：描述空間某點電場_和_的物理量 (4)方向：電場強(qiáng)度是_，物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點所受的電場力的方向_與負(fù)電荷在該點所受電場力的方向_ (5)唯一性：電場中某一點處的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點的電荷q _，與是否放入電荷_由電場的強(qiáng)弱及空間位置決定,場強(qiáng),E,N/C,強(qiáng)弱,方向,矢量,相同,相反,無關(guān),無關(guān),3點電荷的電場 (1)大?。篍_(只適用于點電荷的電場) (2)方向：如果是正電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并_Q；如果是負(fù)電荷，E的方向就是沿著PQ的連線并_Q. 4電場強(qiáng)度的疊加原理 某點的場強(qiáng)等于該點周圍各個

6、電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)的_,背離,指向,矢量和,電場線 1定義 為了形象描述電場而_的有方向的曲線，曲線上每點的_方向表示該點的電場強(qiáng)度的方向電場線不是實際存在的 2基本性質(zhì) (1)電場線上每點的切線方向就是該點電場強(qiáng)度的方向 (2)電場線的疏密反映電場強(qiáng)度的大小(疏弱密強(qiáng)) (3)靜電場中電場線_正電荷或無窮遠(yuǎn)， _負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)不封閉，也不在無電荷處中斷 (4)任意兩條電場線不會在無電荷處_(包括相切),知識點3,假想,切線,始于,止于,相交,3特殊電場的電場線的分布,特別提醒 勻強(qiáng)電場 1定義：各點的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同的電場 2勻強(qiáng)電場的電場線：等間距的平行直線,熱門考點

7、研析,1.求解電場強(qiáng)度的方法,電場強(qiáng)度的疊加,考 點 1,2.電場強(qiáng)度的疊加 空間存在多個點電荷，某點的電場強(qiáng)度等于各個點電荷在該點場強(qiáng)的矢量和，遵循矢量運(yùn)算法則平行四邊形法則； 電場強(qiáng)度的比較 (1)根據(jù)電場線的疏密程度來判斷，電場線越密，電場強(qiáng)度越強(qiáng)； (2)根據(jù)等差等勢面的疏密程度來判斷，等勢面越密，電場強(qiáng)度越強(qiáng)；,3三個自由點電荷處于平衡狀態(tài)滿足以下規(guī)律 (1)兩同夾異：兩邊的點電荷電性相同，中間的點電荷電性與兩邊的相反 (2)兩大夾?。簝蛇叺狞c電荷所帶電荷量比中間的點電荷所帶電荷量多 (3)近小遠(yuǎn)大：中間的點電荷離兩邊上電荷量小的點電荷近 (4)三點共線：三個點電荷分布在一條直線上,

8、(2015年山東高考)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖M、N兩點各固定一負(fù)點電荷，一電量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強(qiáng)度恰好為零靜電力常量用k表示若將該正點電荷移到G點，則H點處場強(qiáng)的大小和方向分別為(),例 1,【思路引導(dǎo)】1.如何理解G點處的電場強(qiáng)度恰好為零的含義？ 2H點和G點在位置上具有什么關(guān)系？M、N處的電荷對這兩點的場強(qiáng)大小一樣嗎？,【答案】B,【總結(jié)提升】 電場強(qiáng)度是從力的角度反映電場本身性質(zhì)的物理量，其大小、方向是由電場本身決定的 電荷放在電場中一定受到電場力作用,(多選)如圖所示，在絕緣水平面上固定著一光滑絕緣的圓形槽，在某一過直徑的直線

9、上有O、A、B三點，其中O為圓心，A點固定電荷量為Q的正電荷，B點固定一個未知電荷，且圓周上各點電勢相等，ABL.有一個可視質(zhì)點的質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電小球正在滑槽中運(yùn)動，在C點受到電場力指向圓心，C點所處的位置如圖所示，根據(jù)題干和圖示信息可知() AB點的電荷帶正電 BB點的電荷量為3Q D小球在滑槽內(nèi)做的是勻速圓周運(yùn)動,針對訓(xùn)練1,解析：帶負(fù)電的小球在C點時受到的電場力指向圓心，根據(jù)場強(qiáng)疊加原理可知，A處的正點電荷在C點的場強(qiáng)方向由A到C，對小球吸引；B處的電荷在C點的場強(qiáng)方向由C到B，對小球排斥，受力如圖所示：,答案：CD,1.電場線與粒子運(yùn)動軌跡的關(guān)系 電場線不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡

10、，運(yùn)動軌跡和電場線重合的條件如下： (1)電場線是直線 (2)帶電粒子初速度為零，或是初速度沿電場線所在的直線 (3)帶電粒子只受電場力作用或是合力沿電場線所在的直線 2電場線的應(yīng)用 (1)判斷電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱 電場線密的地方，電場強(qiáng)度大，電場線稀的地方，電場強(qiáng)度小，據(jù)此可以判斷電荷受力大小,對電場線的理解和應(yīng)用,考 點 2,(2)判斷電場的方向 電場線的切線方向即為該點場強(qiáng)的方向，正電荷在該點的受力方向與切線方向相同，負(fù)電荷在該點的受力方向與切線方向相反 (3)判斷電勢的高低 沿著電場線電勢逐漸降低，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向 (4)判斷等勢線(面)的方向 電場線與等勢線(面)是相互垂

11、直的關(guān)系,如圖所示，在真空中有兩個固定的等量異種點電荷Q和Q.直線MN是兩點電荷連線的中垂線，O是兩點電荷連線與直線MN的交點a、b是兩點電荷連線上關(guān)于O的對稱點，c、d是直線MN上的兩個點下列說法中正確的是(),例 2,Aa點的場強(qiáng)大于b點的場強(qiáng)；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小 Ba點的場強(qiáng)小于b點的場強(qiáng)；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大 Ca點的場強(qiáng)等于b點的場強(qiáng)；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小 Da點的場強(qiáng)等于b點的場強(qiáng)；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大,【思路引導(dǎo)】1.等量異種點電荷周圍電場線是

12、如何分布的？連線上場強(qiáng)如何變化？ 2等量異種點電荷連線的中垂線上的場強(qiáng)是如何變化的？ 【解析】根據(jù)等量異種電荷周圍電場線的分布情況可知，a、b兩點的電場強(qiáng)度的大小相等，方向相同中垂線MN為一條等勢線，中點O的場強(qiáng)最強(qiáng)，向兩邊逐漸減小，檢驗電荷在O點受到的電場力最大一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小C選項正確 【答案】C,【總結(jié)提升】等量同種和異種點電荷的電場線的比較 1連線中點O處的場強(qiáng) 等量異種點電荷連線上O點場強(qiáng)最小，指向負(fù)電荷一方；等量同種點電荷連線上O點場強(qiáng)為零,2連線上的場強(qiáng)大小(從左到右) 等量異種點電荷沿連線先變小，再變大；等量同種點電荷沿連線先變小，再變大 3

13、沿中垂線由O點向外場強(qiáng)大小 等量異種點電荷O點最大，向外逐漸減?。坏攘客N點電荷O點最小，向外先變大后變小 4關(guān)于O點對稱的A與A、B與B的場強(qiáng) 等量異種點電荷等大同向；等量同種點電荷等大反向,某靜電場中的電場線分布如圖所示，方向未知帶電粒子在該電場中僅受靜電力作用，其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動到N.則() A粒子必定帶正電荷 B該靜電場一定是孤立正點電荷產(chǎn)生的 C粒子在M點的速度大于它在N點的速度 D粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度,針對訓(xùn)練2,解析：電場線的方向未知，不能確定粒子的電性，A選項錯誤；孤立的正點電荷形成的電場是輻射狀分布的，電場線是從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止的直線

14、，該靜電場不是孤立正電荷形成的，B選項錯誤；根據(jù)曲線運(yùn)動的規(guī)律可知，電場力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則粒子的受力方向與速度方向的夾角小于90，所以電場力做正功，電荷的電勢能減小，動能增加，粒子在M點的速度小于它在N點的速度動能，C選項錯誤；電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)度小，由圖可知，N點的場強(qiáng)大于M點的場強(qiáng)的大小，粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度，D選項正確 答案：D,1.帶電體的力電綜合問題的特點 (1)物體不但受重力、彈力、摩擦力，還受到電場力作用 (2)受力分析時，重力能否忽略，根據(jù)題意判斷，基本粒子一般可以忽略重力，帶電油滴、液滴一般不能忽略 (3)帶電體處于動態(tài)平衡

15、時，帶電體間距發(fā)生變化時，庫侖力也要發(fā)生變化，要注意分析力和運(yùn)動的相互關(guān)系,帶電體的力電綜合問題,考 點 3,2分析思路 (1)根據(jù)題意確定研究對象帶電體，如果有多個物體相互作用時，適當(dāng)?shù)倪x取“整體法”或“隔離法”來處理 (2)分析受力，根據(jù)帶電體的性質(zhì)、庫侖定律，判斷研究對象所受的電場力的大小和方向 (3)列平衡關(guān)系式或牛頓第二定律關(guān)系式求解,(多選)(2015年浙江高考)如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個質(zhì)量為0.1 kg的小球A懸掛在水平板的M、N兩點，A上帶有Q3.0106 C的正電荷，兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2，A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷

16、的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg(重力加速度取g10 m /s2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點電荷)，則(),例 3,A支架對地面的壓力大小為2.0 N B兩線上的拉力大小F1F21.9 N C將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 N D將B移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N,【思路引導(dǎo)】1.如何根據(jù)共點力的平衡知識求解支架對地面的壓力和線上的拉力？ 2將B移到無窮遠(yuǎn)處時，電荷間的作用力變?yōu)槎嗌伲?【答案】BC,【總結(jié)提升】 物體在電場和重力場中處于平衡狀態(tài)時，關(guān)鍵是建立物體受力圖景

17、 1弄清物理情景，選定研究對象 2對研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力圖 3應(yīng)用力學(xué)規(guī)律進(jìn)行歸類建模,(多選)(2015年廣東高考)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置，釋放后，M、N保持靜止，不計重力，則() AM的帶電量比N的大 BM帶負(fù)電荷，N帶正電荷 C靜止時M受到的合力比N的大 D移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功,針對訓(xùn)練3,解析：M、N在勻強(qiáng)電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，根據(jù)平衡條件可知，M帶負(fù)電，N帶正電，對于M，勻強(qiáng)電場的電場力水平向左，N對M的吸引力水平向右，兩者等大反向；對于N，勻強(qiáng)電場的電場力水平向右，M對N的吸引力水平向左，兩

18、者等大反向，B選項正確；M與N之間的庫侖力是作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，兩者受到的電場力也必定是大小相等，方向相反，兩者所帶的電量大小相等，A、C選項錯誤；M帶負(fù)電，受到的電場力的方向向左，所以移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功，D選項正確 答案：BD,方法技巧歸納,非點電荷電場強(qiáng)度的疊加 最近幾年的高考考查的重點之一是非點電荷電場強(qiáng)度的求解 1對稱法 利用帶電體形成的電場在周圍空間的分布具有對稱性的特點，簡化復(fù)雜電場的疊加與計算,(2013年新課標(biāo)卷)如圖，一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均

19、為R，在a點處有一電荷量為q(q0)的固定點電荷已知b點處的場強(qiáng)為零，則d點處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)() 【思路引導(dǎo)】1.b處的電場強(qiáng)度為零，是哪些帶電體疊加的結(jié)果？可否確定帶電體在空間分布的特點？ 2圓盤在d處的場強(qiáng)與在b處的場強(qiáng)有什么關(guān)系？,例 4,【答案】B,(2013年江蘇高考)下列選項中的各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣坐標(biāo)原點O處電場強(qiáng)度最大的是(),針對訓(xùn)練4,答案：B,2等效法 將復(fù)雜的物理情景轉(zhuǎn)化為熟悉的物理模型，前提是效果是相同的如圖所示，點電荷與薄金屬板之間形成的電場，可以等效為等量異種點電荷形成的電場,例 5,【思路引導(dǎo)】

20、1.點電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的電場分布具有什么特點？和等量異種點電荷的電場分布有什么聯(lián)系？ 2等量異種點電荷連線上某一點的場強(qiáng)如何求解？ 【答案】D,【解析】點電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的電場與相距2h的等量異號點電荷相同，如圖所示：,經(jīng)過探究，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)：點電荷和無限大的接地金屬平板間的電場(如圖甲所示)與等量異種點電荷之間的電場分布(如圖乙所示)完全相同圖丙中點電荷q到MN的距離OA為L，AB是以電荷q為圓心、L為半徑的圓上的一條直徑，則B點電場強(qiáng)度的大小是(),針對訓(xùn)練5,答案：C,3補(bǔ)償法 將有缺陷的帶電體補(bǔ)償成完整、規(guī)則的幾何體，使其場強(qiáng)的分布具有特殊性，比如

21、將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán)，或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為完整的球面,例 6,【思路引導(dǎo)】1.將已知條件和待求解的問題聯(lián)系起來，如何求解單位面積帶電量為0的無限大均勻帶電平板的電場強(qiáng)度的公式？ 2無限大均勻帶電平板，從其中間挖去一半徑為r的圓板，能否利用補(bǔ)償法求解圓孔軸線上任意一點Q(坐標(biāo)為x)的電場強(qiáng)度？,【答案】A,針對訓(xùn)練6,答案：B,考題隨堂演練,1(多選)(2016屆四川省雅安市天全中學(xué)月考)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是() A電場強(qiáng)度的方向處處與等勢面垂直 B電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零 C隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢能逐漸降低 D任一點的電場強(qiáng)度總是指向該點電勢降落最快

22、的方向 解析：電場強(qiáng)度的方向處處與等勢面垂直，A選項正確；電場強(qiáng)度和電勢沒有什么直接關(guān)系，故電場強(qiáng)度為零的地方，電勢不一定為零，B選項錯誤；電場強(qiáng)度的大小與電勢能沒有直接關(guān)系，C選項錯誤；沿著電場線方向電勢降低，由勻強(qiáng)電場UEd可知，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向，故D選項正確 答案：AD,2.(多選)(2016屆湖北省棗陽市月考)如圖，真空中有一個邊長為L的正方體，正方體的兩個頂點M、N處分別放置一對電荷量都為q的正、負(fù)點電荷圖中的a、b、c、d是其他的四個頂點，k為靜電力常量，下列表述正確是() Aa、b兩點電場強(qiáng)度相同 Ba點電勢高于b點電勢 C把點電荷Q從c移到d，電勢能增加,答案：AD,3.(多選)(2016屆鄂豫晉冀陜五省聯(lián)考)如圖所示，一圓