高考物理二輪專題突破 靜電場 電勢能與電勢差課件 魯科版

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1、 1了解靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用，掌握電荷守恒定律 2知道點(diǎn)電荷的概念，熟練掌握庫侖定律的概念及應(yīng)用 3掌握電場和電場強(qiáng)度的概念，會用電場線描述電場，會計(jì)算點(diǎn)電荷的電場，并能進(jìn)行電場強(qiáng)度的疊加 4掌握電勢能和電勢的概念，會進(jìn)行電勢差的計(jì)算，了解電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 5了解電容器的構(gòu)造及應(yīng)用，掌握電容的計(jì)算 6掌握帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 靜電場是中學(xué)物理中十分重要的內(nèi)容，概念多且難理解，并常與力學(xué)知識有機(jī)結(jié)合，同時(shí)，它在較難的綜合問題中又是必備的基礎(chǔ)知識因此，對概念的理解是考查的重點(diǎn) 要從描述電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)兩個(gè)角度深入理解電場，抓住主線，強(qiáng)化訓(xùn)練要注意分清三個(gè)場強(qiáng)公式的適用條件和庫侖定律的

2、適用條件，學(xué)會用電場線描述和分析電場，把握好電荷與電場的關(guān)系 1電荷和電荷守恒定律 (1)使物體帶電的3種方法： (2)靜電感應(yīng)：導(dǎo)體因受附近 的影響而帶電的現(xiàn)象 (3)電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體在任何轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的保持不變這個(gè)規(guī)律叫做電荷守恒定律摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電帶電體帶電體總量總量 2庫侖定律 (1)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成正比，跟它們的距離r的 成反比，作用力的方向沿著它們的 (2)庫侖定律的公式：Fk，式中k叫做 ，k的數(shù)值是.

3、庫侖定律的公式和萬有引力公式相似，但庫侖力比萬有引力要強(qiáng)得多二次方二次方連線連線靜電力常量靜電力常量9.0109 Nm2/C2 3電場、電場強(qiáng)度 (1)電荷的周圍存在著，電場的基本性質(zhì)是對處在其中的電荷，這種力叫做電荷間的相互作用是通過發(fā)生的 (2)放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的與它的電荷量q的比值，叫做電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)E ，其單位是或 (3)矢量性：物理學(xué)中規(guī)定，電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的方向與 在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同，與在該點(diǎn)所受靜電力的方向相反電場電場有力的作用有力的作用電場力電場力電場電場靜電力靜電力 FN/CV/m.正電荷正電荷 負(fù)電荷負(fù)電荷 (4)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)E，當(dāng)Q為正電荷時(shí)，E的方向沿

4、半徑向外；當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向沿半徑向 以Q為中心、r為半徑作一球面，則球面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小 (5)如果有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場就相互疊加，形成合電場，這時(shí)某點(diǎn)的場強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的這就是電場強(qiáng)度的疊加里里相等相等矢量和矢量和 (6)勻強(qiáng)電場：場強(qiáng)大小、方向，E是 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式是E ，其中d是沿電場線方向上的距離 4電場線 (1)在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的 跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致，這樣的曲線叫電場線 (2)電場線的特點(diǎn)：電場線的表示電場的強(qiáng)弱；電場線始于或，終止于 或 ；任何兩條電場線都不相交處處相同處處相同定值定值切線方向切

5、線方向疏密疏密正電荷正電荷無窮遠(yuǎn)處無窮遠(yuǎn)處無窮遠(yuǎn)處無窮遠(yuǎn)處負(fù)電荷負(fù)電荷 考點(diǎn)二電場的性質(zhì)和電場線的特點(diǎn) 1電場的性質(zhì) 電場強(qiáng)度：EF/q中的E是利用比值法定義的物理量，E的大小、方向是由電場本身決定的，與放不放試探電荷，以及放入的試探電荷的正負(fù)、電荷量的多少均無關(guān)既不能認(rèn)為E與F成正比，也不能認(rèn)為E與q成反比 2.電場線的特點(diǎn) (1)電場線與帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系 根據(jù)電場線的定義，一般情況下，帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會與電場線重合，只有同時(shí)滿足以下3個(gè)條件時(shí)，兩者才會重合： 電場線為直線； 電荷初速度為零，或速度與電場線平行； 電荷僅受電場力或所受合力的方向與電場線平行 (2)

6、等量同種電荷和等量異種電荷的電場 等量同種電荷的電場(如圖甲)：兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為零，此處無電場線；兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近電場線非常稀疏，但場強(qiáng)不為零；從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面(線)到無限遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變大后變?。粌牲c(diǎn)電荷連線中垂線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向和該直線平行；關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與A，B與B的場強(qiáng)等大、反向 等量異種電荷的電場(如圖乙)：兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的場強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿電場線方向場強(qiáng)先變小再變大；兩點(diǎn)電荷連線的中垂面(線)上，電場線的方向均相同，即場強(qiáng)方向相同，且與中垂面(線)垂直；關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，A與A、B與B的場強(qiáng)等大同向 【技巧提示

7、】(1)根據(jù)電場線的分布情況可以判斷電場強(qiáng)度的大小和方向，但僅由一條電場線不能判斷場強(qiáng)的強(qiáng)弱 (2)電場線不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，但滿足一定條件時(shí)可以和運(yùn)動(dòng)軌跡重合 (3)幾種常見電場的電場線，如圖所示： 【案例2】(2011屆湛江模擬)如圖所示，M、N為兩個(gè)等量同種正電荷Q，在其連線的中垂線上任意一點(diǎn)P自由釋放一個(gè)負(fù)電荷q，不計(jì)重力影響，關(guān)于點(diǎn)電荷q的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是() A從PO的過程中，加速度 越來越大，速度也越來越大 B從PO的過程中，加速度越來越小，速度越來越大 C點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度達(dá)到最大值 D點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后， 【解析】欲判斷點(diǎn)電荷從PO的運(yùn)動(dòng)情況，必須首先

8、對等量同種電荷連線中垂線上的場強(qiáng)分布規(guī)律有一個(gè)清晰的了解：從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂線到無限遠(yuǎn)，電場線先變密后變疏，即場強(qiáng)先變大后變小，如圖所示 點(diǎn)電荷從PO的過程中，電場力可能是先變大后變小，加速度隨之先變大后變??；也可能電場力一直變小，加速度一直變小，關(guān)鍵是P點(diǎn)位置的不確定性不過，在到達(dá)O點(diǎn)之前，電場力一直表現(xiàn)為引力，速度一定是一直變大的，在O點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度最大該電場關(guān)于直線MN對稱，電荷越過O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)也不一定是單調(diào)變化的綜上所述，本題正確選項(xiàng)是C. 【答案】C 【技巧點(diǎn)撥】熟悉幾種典型的電場線分布及特點(diǎn)，對迅速分析和討論問題非常有幫助 【即時(shí)鞏固2】(2011屆肇慶模擬)如圖所示

9、，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中的M點(diǎn)以相同的速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示(a、b只受電場力作用)，則() Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B兩個(gè)粒子的電勢能一個(gè)增加，一個(gè)減小 Ca的速度將減小，b的速度將增加 Da的加速度將減小，b的加速度將增加 【解析】由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可判定a、b粒子電性相反，但由于電場線方向不明確，因此無法確定a、b的電性，A不正確；因a、b均只在電場力作用下運(yùn)動(dòng)，則電場力對a、b做正功，故a、b電勢能減小、速度增加，B、C錯(cuò)誤；由電場線的疏密可判定a受電場力減小，b受電場力增加，D正確 【答案】D 【案例3】(2010福建理綜)物

10、理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計(jì)算才能驗(yàn)證，有時(shí)只需通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確如圖所示為兩個(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(q0)，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(ra)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(式中k為靜電力常量)正確的是() 【即時(shí)鞏固3】(2009海南高考)如圖，兩等量異號的點(diǎn)電荷相距為2a.M與兩點(diǎn)電荷共線，N位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)到M和N的距離都為L，且La.略去(a/L)n(n2)項(xiàng)的貢獻(xiàn)，則兩點(diǎn)電荷的合電場在M和N點(diǎn)的強(qiáng)度() A大小之比為2，方向相反 B大小之比為1，方向相反 C大小均與a成正比，方向相反 D大小均與L的平方成反比，方向相互垂直 【解析】如下圖所示，合電場在M和N點(diǎn)的強(qiáng)度分別為