高考物理 靜電場課件

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1、內(nèi)容要求物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒靜電現(xiàn)象的解釋點電荷 庫侖定律靜電場電場強度、點電荷的場強內(nèi)容要求電場線電勢能電勢電勢差勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系帶電粒子在勻強電場中的運動示波管常見電容器電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系 從近五年的高考試題分析可知，試題主要集中在兩個大的方面：其一是電場的描述，涉及電場強度、電場線、電勢差、電勢、平行板電容器的電容，以及平行板電容器所形成的勻強電場此方面重點考查了對基本概念的建立、物理規(guī)律的確切含義、物理規(guī)律的適用條件、相關(guān)知識的區(qū)別與聯(lián)系等知識點的理解其二是電場力、電場力做功、電勢能的變化，還有帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)將電場的概念、規(guī)律與牛頓運動定律

2、、功能關(guān)系、動量定理等有機地結(jié)合起來此方面重點考查分析綜合能力 本章涉及的概念較多，知識零亂，可運用力學(xué)中的類比法加深理解要求我們將力學(xué)中的研究方法遷移到電場中來，解決問題的思路仍然遵守牛頓定律、動量守恒、能的轉(zhuǎn)化和守恒等 今后的高考熱點，除了歷年考的熱點外，由于素質(zhì)教育的要求，對靜電防止，靜電應(yīng)用與環(huán)保相關(guān)的知識也應(yīng)引起重視 對本章的復(fù)習(xí)應(yīng)著重抓好以下幾個方面： 1重視基本概念的理解科學(xué)知識是科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分，即便是能力立意十分突出的試題，也絕不會脫離基本的知識、概念 2重視物理學(xué)的科學(xué)研究方法本章的物理學(xué)科學(xué)習(xí)方法主要有理想化模型、比值法定義以及類比法等 3重視能與實際相結(jié)合的出題點

3、如電場中的導(dǎo)體的性質(zhì)和特點，帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)，以及電容器的一些知識在實際生產(chǎn)、生活中都有廣泛的應(yīng)用 4重視電場與其他物理知識的聯(lián)系本章易出綜合性強、難度大的題目，就在于它能與力學(xué)、磁場等知識聯(lián)系起來課時1電場力的性質(zhì) 知識點一電荷與電荷守恒定律 知識回顧 1電荷：自然界中存在著兩種電荷， 電荷， 電荷 2點電荷 當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大的多以至于帶電體的 、 及 對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體，就可以看作帶電的點，叫做點電荷類似于力學(xué)中的 也是一種理想化的模型正正負(fù)負(fù)形狀形狀 大小大小電荷分布電荷分布質(zhì)點質(zhì)點 3元電荷：科學(xué)發(fā)現(xiàn)最小的電荷量就是 所

4、帶的電荷量 質(zhì) 子 、 正 電 子 電 荷 量 與 它 相 同 ， 用 e 表 示 ， e ，所有帶電體的電荷量都是元電荷的 電子電子1.601019 C整數(shù)倍整數(shù)倍 4電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個物體 到另一物體或從物體的這一部分 到另一部分，系統(tǒng)的電荷總量 (2)物體帶電的實質(zhì)： (3)物體帶電的方式有： 、 、 (4)當(dāng)完全相同的帶電金屬球相接觸時電荷的分配規(guī)律： 同種電荷總量 ，異種電荷先 后 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變不變得失電子得失電子摩擦起電摩擦起電感應(yīng)起電感應(yīng)起電接觸帶電接觸帶電平均分配平均分配中和中和平分平分 要點深化 如何理解電荷量、元電荷、

5、點電荷和試探電荷？ 電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍；元電荷不是電子也不是質(zhì)子，而是最小的電荷量，電子和質(zhì)子帶最小的電荷量，即e1.61019 C；點電荷要求“線度遠(yuǎn)小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化的模型，對其帶電荷量無限制；試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產(chǎn)生影響，且要求在其占據(jù)的空間內(nèi)場強“相同”，故其應(yīng)為帶電荷量“足夠小”的點電荷基礎(chǔ)自測基礎(chǔ)自測 解析：根據(jù)題目列表信息可知，帶一個單位的正電荷，帶一個單位的負(fù)電荷只要想到了電荷守恒定律，就可以輕松判斷A、D正確由于受思維慣性的影響，有些學(xué)生總認(rèn)為任何物體的帶電量都是基本電荷e的整數(shù)倍其實，近代物理學(xué)認(rèn)為，夸克是

6、比質(zhì)子和中子等亞原子粒子更基本的物質(zhì)組成單位，夸克組成了質(zhì)子和中子，質(zhì)子和中子組成原子核，最終才由原子構(gòu)成宇宙萬物科學(xué)研究還表明，一般沒有自由的單個夸克，只有兩個或三個夸克的集合體才能夠處于自由狀態(tài) 答案：AD 知識點二庫侖定律 知識回顧 1內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷間的相互作用力跟它們所帶 的乘積成正比，跟它們之間的 成反比，作用力的方向在兩點電荷的 3適用條件： ； 電荷量電荷量距離平方距離平方連線上連線上點電荷點電荷真空中真空中 要點深化 1庫侖力的正負(fù)不表示力的大小，而表示庫侖力的性質(zhì)當(dāng)兩帶電體所帶電荷同號時，F(xiàn)0，庫侖力為斥力；當(dāng)兩帶電體所帶電荷異號時，F(xiàn)0)的相同小球，小球之間用勁

7、度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接 圖圖3 當(dāng)3個小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，每根彈簧長度為l.已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為() 答案C 題后反思 解決庫侖定律與力學(xué)綜合問題的思路和解題步驟與力學(xué)中的完全相同，只不過在進(jìn)行受力分析時，要多分析一個性質(zhì)力庫侖力 變式11 如圖4所示，絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m、電量均為Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點)，它們間的距離為r，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為. 圖圖4 求： (1)A受的摩擦力為多大？ (2)如果將A的電量增至4Q，兩物體開始運動，當(dāng)它們的加速度第一次為零時，A、B各運動了多遠(yuǎn)距離？ 題型二電場強度的疊加 例

8、2ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點，位置如圖5所示ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強大小為E1，在P2處的場強大小為E2，則以下說法正確的是()圖圖5 A兩處的電場方向相同，E1E2 B兩處的電場方向相反，E1E2 C兩處的電場方向相同，E1E2 D兩處的電場方向相反，E1E2 解析可從電場疊加角度分析如圖6，把均勻帶電細(xì)桿等效為沿桿放置的無數(shù)點電荷則設(shè)c為a關(guān)于P1對稱的點，則ac間的電荷在P1點產(chǎn)生的電場場強為零，ab桿上電荷在P1處產(chǎn)生的場強可等效為cb段電荷在P1處產(chǎn)生的場強而P2處場強是ab上所有電荷產(chǎn)生電場的疊加，所以兩點場強方向必定相反，由對稱性

9、可知，cb段電荷在P1點和P2點產(chǎn)生的場強大小相等，而P2點場強大小等于ac，cb兩段電荷在P2點產(chǎn)生場強大小之和故E1E2.圖圖6 答案D 題后反思 本題考查電場的疊加因為所學(xué)特殊電場中沒有均勻帶電直桿的電場，所以把它等效為無數(shù)點電荷，利用電場疊加是解題的關(guān)鍵在P1點場強的判斷中巧妙的將ab間所有電荷利用對稱等效為cb間電荷產(chǎn)生的場強，值得我們思考 變式21(2009海南高考)如圖7，兩等量異號的點電荷相距為2a.M與兩點電荷共線，N位于兩點電荷連線的中垂線上兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L，且La.略去(a/L)n(n2)項的貢獻(xiàn)，則兩點電荷的合電場在M和N點的強度() A大小之比為2

10、，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，方向相互垂直圖圖7 答案：AC 題型三對電場線的理解及應(yīng)用 例3如圖8所示，AB是某個點電荷的一根電場線，在電場線上O點由靜止釋放一個負(fù)電荷，它僅在電場力作用下沿電場線向B點運動，下列判斷正確的是()圖圖8 A電場線由B點指向A點，該電荷做加速運動，加速度越來越小 B電場線由B點指向A點，該電荷做加速運動，其加速度大小變化由題設(shè)條件不能確定 C電場線由A點指向B點，電荷做勻加速運動 D電場線由B點指向A點，電荷做加速運動，加速度越來越大 解析僅由一條電場線是不能確定電場的疏密情況的，所以無法判定電場力

11、大小變化及加速度大小變化情況選項A，C，D錯誤負(fù)電荷從O點由靜止向B點運動，說明其所受電場力由A點指向B點，電場強度方向由B點指向A點，所以選項B正確 答案B 題后反思 題中給出的是點電荷的電場，這里隱含了電場線是疏密不同的有向直線，要求學(xué)生了解對點電荷電場線的分布，理解電場線的物理意義，并能結(jié)合力學(xué)知識分析、判斷 變式31如圖9所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個帶電粒子，運動軌跡如圖9中虛線所示，則() Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電 Ba的速度將減小，b的速度將增大 Ca的加速度將減小，b的加速度將增大 D兩個粒子的動能，一個增加一個減小圖

12、圖9 解析：設(shè)電場線為正點電荷的電場線，則由軌跡可判定a帶正電，b帶負(fù)電若電場線為負(fù)點電荷的電場線，則a為負(fù)電荷，b為正電荷，A錯由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場力對a、b均做正功，動能增加，B、D錯但由電場線的疏密可判定，a受電場力逐漸減小，加速度減小，b正好相反，選C. 答案：C 1兩個相同的金屬小球(可視為點電荷)，所帶電荷量之比為1 7，在真空中相距r，把它們接觸后再放回原處，則它們間的靜電力可能為原來的() A4/7B3/7 C9/7 D16/7 答案：CD 2如圖10所示是點電荷Q周圍的電場線，以下判斷正確的是() AQ是正電荷，A點的電場強度大于B點的電場強度 BQ是正電荷，A點的電場強

13、度小于B點的電場強度 CQ是負(fù)電荷，A點的電場強度大于B點的電場強度 DQ是負(fù)電荷，A點的電場強度小于B點的電場強度 圖圖10 解析：正點電荷的電場線是向外輻射的，電場線密的地方電場強度大所以A正確 答案：A 3如圖11所示，用兩根絕緣絲線掛著兩個質(zhì)量相同、不帶電的小球A和B，此時，上下絲線受的力分別為FTA、FTB；如果使A帶正電，B帶負(fù)電，上下絲線受力分別為FTA、FTB，則有() AFTAFTB CFTAFTA DFTBE0，p1p2p0；E1E2E0，p1p2p0；接觸點一定在兩球初位置連線的中點右側(cè)某點；兩球必將同時返回各自的出發(fā)點其中正確的是()圖圖13 A B C D 解析：由牛

14、頓運動定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，相同時間內(nèi)的位移大小一定相同，必然在連線中點相遇，又同時返回出發(fā)點由動量觀點看，系統(tǒng)動量守恒，兩球的速度始終等值反向，也可得出結(jié)論：兩球必將同時返回各自的出發(fā)點且兩球末動量大小和末動能一定相等從能量觀點看，兩球接觸后的電荷量都變?yōu)?.5Q，在相同距離上的庫侖斥力增大，返回過程中電場力做的正功大于接近過程中克服電場力做的功，由能量守恒，系統(tǒng)機械能必然增大，即末動能增大選項C正確 答案：C 6如圖14所示，同一豎直平面內(nèi)固定著兩水平絕緣細(xì)桿AB、CD，長均為L，兩桿間豎直距離為h，BD兩端以光滑絕緣的半圓形細(xì)桿相連，半圓形細(xì)桿與AB、CD在同一豎直面內(nèi)，且AB、CD恰為半圓形圓弧在B、D兩處的切線，O為AD、BC連線的交點，在O點固定一電荷量為Q的正點電荷圖圖14 質(zhì)量為m的小球P帶正電荷，電荷量為q，穿在細(xì)桿上，從A以一定初速度出發(fā)，沿桿滑動，最后可到達(dá)C點已知小球與兩水平桿之間動摩擦因數(shù)為，小球所受庫侖力始終小于小球重力求： (1)P在水平細(xì)桿上滑動時受摩擦力的極大值和極小值； (2)P從A點出發(fā)時初速度的最小值