高考物理一輪專(zhuān)題 靜電場(chǎng)、電勢(shì)能與電勢(shì)差突破課件 魯科版.ppt

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(kù)侖定律的概念及應(yīng)用 3 掌握電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的概念 會(huì)用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng) 會(huì)計(jì)算點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 并能進(jìn)行電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 4 掌握電勢(shì)能和電勢(shì)的概念 會(huì)進(jìn)行電勢(shì)差的計(jì)算 了解電勢(shì)差與電場(chǎng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 靜電場(chǎng)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(shí)有機(jī)結(jié)合 同時(shí) 它在較難的綜合問(wèn)題中又是必備的基礎(chǔ)知識(shí) 因此 對(duì)概念的理解是考查的重點(diǎn) 要從描述電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)兩個(gè)角度深入理解電場(chǎng) 抓住主線(xiàn) 強(qiáng)化訓(xùn)練 要注意分清三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的適用條件和庫(kù)侖定律的適用條件 學(xué)會(huì)用電場(chǎng)線(xiàn)描述和分析電場(chǎng) 把握好電荷與電場(chǎng)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(guò)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 帶電體 總量 2 庫(kù)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(kù)侖定律的公式 f k 式中k叫做 k的數(shù)值是 庫(kù)侖定律的公式和萬(wàn)有引力公式相似 但庫(kù)侖力比萬(wàn)有引力要強(qiáng)得多 二次方 連線(xiàn) 靜電力常量 9 0 109n m2 c2 3 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度 1 電荷的周?chē)嬖谥?電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)處在其中的電荷 這種力叫做 電荷間的相互作用是通過(guò)發(fā)生的 2 放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷受到的與它的電荷量q的比值 叫做電場(chǎng)強(qiáng)度 簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng) e 其單位是或 3 矢量性 物理學(xué)中規(guī)定 電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)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(chǎng) 有力的作用 電場(chǎng)力 電場(chǎng) 靜電力f n c v m 正電荷 負(fù)電荷 4 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)e 當(dāng)q為正電荷時(shí) e的方向沿半徑向外 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(chǎng)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(chǎng)就相互疊加 形成合電場(chǎng) 這時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)的 這就是電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 里 相等 矢量和 6 勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小 方向 e是 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式是e 其中d是沿電場(chǎng)線(xiàn)方向上的距離 4 電場(chǎng)線(xiàn) 1 在電場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線(xiàn) 使曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致 這樣的曲線(xiàn)叫電場(chǎng)線(xiàn) 2 電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn) 電場(chǎng)線(xiàn)的表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱 電場(chǎng)線(xiàn)始于或 終止于或 任何兩條電場(chǎng)線(xiàn)都不相交 處處相同 定值 切線(xiàn)方向 疏密 正電荷 無(wú)窮遠(yuǎn)處 無(wú)窮遠(yuǎn)處 負(fù)電荷 考點(diǎn)二電場(chǎng)的性質(zhì)和電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)1 電場(chǎng)的性質(zhì)電場(chǎng)強(qiáng)度 e f 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(chǎng)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(wú)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(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn) 1 電場(chǎng)線(xiàn)與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的定義 一般情況下 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線(xiàn)重合 只有同時(shí)滿(mǎn)足以下3個(gè)條件時(shí) 兩者才會(huì)重合 電場(chǎng)線(xiàn)為直線(xiàn) 電荷初速度為零 或速度與電場(chǎng)線(xiàn)平行 電荷僅受電場(chǎng)力或所受合力的方向與電場(chǎng)線(xiàn)平行 2 等量同種電荷和等量異種電荷的電場(chǎng) 等量同種電荷的電場(chǎng) 如圖甲 兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)o處的場(chǎng)強(qiáng)為零 此處無(wú)電場(chǎng)線(xiàn) 兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)o附近電場(chǎng)線(xiàn)非常稀疏 但場(chǎng)強(qiáng)不為零 從兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)o沿中垂面 線(xiàn) 到無(wú)限遠(yuǎn) 電場(chǎng)線(xiàn)先變密后變疏 即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小 兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中垂線(xiàn)上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和該直線(xiàn)平行 關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)a與a b與b 的場(chǎng)強(qiáng)等大 反向 等量異種電荷的電場(chǎng) 如圖乙 兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大 兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂面 線(xiàn) 上 電場(chǎng)線(xiàn)的方向均相同 即場(chǎng)強(qiáng)方向相同 且與中垂面 線(xiàn) 垂直 關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn) a與a b與b 的場(chǎng)強(qiáng)等大同向 技巧提示 1 根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況可以判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向 但僅由一條電場(chǎng)線(xiàn)不能判斷場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱 2 電場(chǎng)線(xiàn)不是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡 但滿(mǎn)足一定條件時(shí)可以和運(yùn)動(dòng)軌跡重合 3 幾種常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn) 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(xiàn)的中垂線(xiàn)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(shuō)法正確的是 a 從p o的過(guò)程中 加速度越來(lái)越大 速度也越來(lái)越大b 從p o的過(guò)程中 加速度越來(lái)越小 速度越來(lái)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(guò)o點(diǎn)后 解析 欲判斷點(diǎn)電荷從p o的運(yùn)動(dòng)情況 必須首先對(duì)等量同種電荷連線(xiàn)中垂線(xiàn)上的場(chǎng)強(qiáng)分布規(guī)律有一個(gè)清晰的了解 從兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)中點(diǎn)o沿中垂線(xiàn)到無(wú)限遠(yuǎn) 電場(chǎng)線(xiàn)先變密后變疏 即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小 如圖所示 點(diǎn)電荷從p o的過(guò)程中 電場(chǎng)力可能是先變大后變小 加速度隨之先變大后變小 也可能電場(chǎng)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(guò) 在到達(dá)o點(diǎn)之前 電場(chǎng)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(chǎng)關(guān)于直線(xiàn)mn對(duì)稱(chēng) 電荷越過(guò)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(chǎng)線(xiàn)分布及特點(diǎn) 對(duì)迅速分析和討論問(wèn)題非常有幫助 即時(shí)鞏固2 2011屆 肇慶模擬 如圖所示 實(shí)線(xiàn)為不知方向的三條電場(chǎng)線(xiàn) 從電場(chǎng)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(xiàn)所示 a b只受電場(chǎng)力作用 則 a a一定帶正電 b一定帶負(fù)電b 兩個(gè)粒子的電勢(shì)能一個(gè)增加 一個(gè)減小c a的速度將減小 b的速度將增加d a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(chǎng)線(xiàn)方向不明確 因此無(wú)法確定a b的電性 a不正確 因a b均只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng) 則電場(chǎng)力對(duì)a b做正功 故a b電勢(shì)能減小 速度增加 b c錯(cuò)誤 由電場(chǎng)線(xiàn)的疏密可判定a受電場(chǎng)力減小 b受電場(chǎng)力增加 d正確 答案 d 案例3 2010 福建理綜 物理學(xué)中有些問(wèn)題的結(jié)論不一定必須通過(guò)計(jì)算才能驗(yàn)證 有時(shí)只需通過(guò)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 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(xiàn)的中點(diǎn)為o 軸線(xiàn)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(chǎng)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(hào)的點(diǎn)電荷相距為2a m與兩點(diǎn)電荷共線(xiàn) n位于兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的