高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第6部分電場

1、第六部分 電場,專題一庫侖定律 電場強度,專題二電場能的性質(zhì),專題三電容器 帶電粒子在場中的運動,專題一庫侖定律 電場強度,備考導(dǎo)航,例題剖析,（一）知識與技能 在求解靜電力時應(yīng)明確幾點：周圍各電荷對它的靜電力是獨立地遵循庫侖定律；點電荷間的靜電力與其他的力同樣遵循力的矢量計算法則.兩個帶電體相互接觸過程中，電荷問題保持不變.庫侖力同重力彈力一樣屬性質(zhì)力. 電場與重力場一樣是一種特殊物質(zhì)，電場是看不著、摸不到的，只有通過；試探電荷利用比值定義間接地描述.電場強度是描述電場強弱的物理理，應(yīng)注意區(qū)分電場強度各種表達(dá)式，知道電場強度與檢驗電荷的電量無關(guān)，是由電場本身性質(zhì)決定的.了解電場線是人們?yōu)榱诵?/p>

2、象描述電場的假想曲線，熟記各種點電荷的電場線形狀，知道電場強度是矢量，其計算遵循適量計算法則.判斷電場強度可用公式法或電場線的疏密兩種方法進(jìn)行判斷.,（二）過程與方法 在專題復(fù)習(xí)過程中首先要了解點電荷是理想化的模型，知道兩種電荷、電荷守恒定律和電荷量. 在復(fù)習(xí)庫侖定律時可以采用類比的方法，根據(jù)萬有引力的分析和解題方法進(jìn)行學(xué)習(xí).在應(yīng)用庫侖定律解題時一定要注意其適用條件.,有兩個點電荷所帶電量的絕對值均為Q，從其中一個電荷上取下Q的電荷量，并加在另一個電荷上，那么它們之間的相互作用力與原來相比（ ） A一定變大 B一定變小 C保持不變 D由于兩電荷電性不確定，無法判斷,【思路剖析】 庫侖定律的簡單

3、應(yīng)用，注意電荷量的絕對值為Q，先進(jìn)行假設(shè)每個電荷的電量，再運用庫侖定律求解.,【答案】B,【思維拓展】 本題難度并不大，但需要進(jìn)行簡單的計算才能選對答案，而此類看似簡單的命題更容易錯，往往是造成尖子生丟分的原因.由庫侖定律與萬有引力都是距離平方反比定律，此題還可以改成開發(fā)月球資源運送到地球或人類建造太空站來往運送貨物等命題，其結(jié)論是相似的.,【思路剖析】 明確電場強度的定義式和點電荷電場強度的公式，利用此再逐一對題目要求進(jìn)行排查.重在理解其區(qū)別和應(yīng)用.,解析:場強是矢量，不僅有大小，而且有方向，以點電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點的場強大小相等，但方向不同，故選項A錯誤；根據(jù)電場強度定義,關(guān)

4、于電場，下列說法中正確的是（ ） A.以點電荷為球心，r為的球面上，各點的場強都相同 B.正點電荷周圍的場強一定比負(fù)點電荷周圍的場強大 C.在電場中某點放入試探電荷q，該點的場強大小為E= ，取走q后，該點場強 不為零 D.電荷所受電場力很大時，該點的場強一定很大,【思維拓展】 電場中某點場強的大小，既不能認(rèn)為E與F成正比，也不能認(rèn)為E與q與反比.場強的方向規(guī)定為正電荷在該點時受到的電場力的方向，與該點負(fù)電荷受到的電場力方向相反.,【答案】C,如下圖，帶電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心若圖中a點處的電場強度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點

5、處產(chǎn)生的電場強度大小為 ，方向 . (靜電力恒量為k)，若在b點放置一個電荷量為Q的正點電荷，則此電荷受到的電場力大小為 ，方向 .,【思路剖析】 “若圖中a點在電場強度為0”這個關(guān)鍵句，理解它所說明的問題.,【答案】 ;水平向左(或垂直薄板向左); ;水平向左(或垂直薄板向左).,【思維拓展】電場是適量，其疊加遵循平等四邊形定則，本題在解析時要注意b點的薄板產(chǎn)生的電場強度和b點的實際電場強度是不同的，同學(xué)們在解題過程中一定要注意題目中所問的問題是什么，特別是熟悉的物理問題，更要注意命題問題的變化，決不能死記結(jié)論，學(xué)物理最重要的是解決問題的思維方法.,如右圖所示，有兩根長度皆為l=1.00 m

6、的不可 伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的 O點，另一端分別拴有質(zhì)量為m=1.0010-2kg的帶電 小球A和B，它們的電量分別為-q和+q，q=1.0010-7C. A、B之間用第三根線連接起來，其中存在大小為 E=1.00106N/C的勻強電場，場強方向沿水平向右， 平衡時A、B球的位置如圖所示. 現(xiàn)將O、B之間的線燒 斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會達(dá)到新的平衡位置.求平衡時A、B兩個帶電體所在的位置 (不計兩帶電小球間相互作用的靜電力).（g取10m/s2）,【思路剖析】 此題屬于共點力平衡在電場中的應(yīng)用，解此類型題目，首先應(yīng)確定研究對象，然后對其進(jìn)行受力分析，最后運用牛

7、頓第二定律結(jié)合電場規(guī)律解題.,【答案】見解析,【思維拓展】解決帶電體在電場中平衡的方法與解決力學(xué)中平衡問題的方法是一樣的，都是依據(jù)共點力平衡條件求解，所不同是在受力分析列平衡方程時，一定要注意考慮電場力.,解析:細(xì)線燒斷重新達(dá)到平衡時，以A、B兩電荷這個系統(tǒng)為研究對象，它們的受力情況如圖甲所示，水平方向合力為零，豎直方向合力也應(yīng)為零，故OA繩對系統(tǒng)的拉力應(yīng)該與重力方向相反即豎直向上，OA繩成豎直狀態(tài)如圖甲所示.選B為研究對象，B的受力如圖乙所示，采用力的合成法，知F=mg，由題意通過計算得mg=Eq=0.1N，由幾何關(guān)系得到圖丙.,專題二電場能的性質(zhì),備考導(dǎo)航,例題剖析,（一）知識與技能 1.

8、本專題所涉及的電勢、電勢能、電勢差等概念都很抽象，要特別注意搞清相關(guān)要領(lǐng)的區(qū)別和聯(lián)系，理解它們的物理意義.從能量的角度去研究物理問題的思維方法將貫穿整個物理學(xué)習(xí)過程中，也是高考命題的熱點之一. 2.本專題內(nèi)容往往是將電場概念與牛頓運動定律、動能定理、動量守恒定律等力學(xué)知識相結(jié)合，以考查學(xué)生對力學(xué)、電學(xué)有關(guān)知識的理解和熟練程度，且電場問題與生產(chǎn)技術(shù)、生活實際、科學(xué)研究相結(jié)合的題目也較多，是過去和未來高考命題的熱點. （二）過程與方法 本專題主要復(fù)習(xí)描述電場能的性質(zhì)的物理量，由于電場力做功跟重力做功的特點，都與路徑無關(guān)，所以在學(xué)習(xí)過程中常常用類比重力場來理解電場，這種知識遷移的方法在后面的學(xué)習(xí)過程

9、中還會經(jīng)常用到，同學(xué)們必須熟練掌握.,有一電荷量為310-6 C 的負(fù)點電荷，從某一電場中的A點移到B點的過程中克服 （溫馨提示：這是關(guān)鍵 ）電場力做功610-4J，從電場中的B點移到C點的過程中電場力對電荷做功910-4J.則： （1）A、C兩點之間的電勢差為多少？ （2）A、C兩點比較哪一點的電勢較高？,【思路剖析】 解本題時首先要解決電場力對電荷所做的功，然后根據(jù)電勢差的定義式求解.,解析：在電場中將電荷從A點移到B點的過程中，電荷克服電場力做功610-4J.而電場力對電荷做功與它的運動路徑無關(guān)，因此電荷由A點移到C點的過程中電場力做功為 W=W1+W2=(6104J)+9104J=31

10、04J,【答案】 (1)-100V; (2)C點電勢高于A點,如下圖所示，在真空中的A、B兩點放置等量的異種電荷+q、-q，在通過A、B兩點的豎直平面內(nèi)相對于A、B對稱,取一個矩形路徑abcd，且ab平行于AB，ad到A點的距離等于bc到B點的距離（溫馨提示：你注意了嗎？） 設(shè)想將一個電子沿路徑abcd運動一周，則下列說法正確的是 （ ）,A從a到b，電勢降低，電子的電勢能減小 B從a到b，電勢升高，電子的電勢能增大 C從b到c，電場力對電子先做正功，后做負(fù)功，總功為零 D從d到a，電子的電勢能先減小，后增大，電勢能的變化總量為零,【思路剖析】 注意abcd的運動路徑，利用電場線、等勢線的性質(zhì)

11、判斷a、b、c、d各點電勢，然后再分析電子的勢能.,解析：根據(jù)等量異種電荷電場線可以判定，a點電勢大于b點電勢，又因為電子帶負(fù)電，所以電子在a點的電勢能小于b點的電勢能，所以選項A、B錯誤；b和c點在同一等勢面上，而在b、c之間的各點的電勢比b、c兩點的電勢低，所以電勢應(yīng)先減小后增大，電子的電勢能先增大后減小，所以電場力先對電子做負(fù)功后做正功，故選項C錯誤；d、a兩點在同一等勢面上，且中間各點的電勢要比兩點的電勢高，所以電子從d到a，電子的電勢能先減小，后增大，電勢能的變化總量為零，選項D正確.,【答案】D,【思維拓展】 電勢能的變化與電場力做功有著密切的關(guān)系，在求解本題過程中的切入點是分清電

12、子在各運動階段受力情況，找到受力情況發(fā)生變化的點，就能找到解決問題的關(guān)鍵.,如右圖所示，直角三角形的斜邊傾角為30，底邊BC長為2L，處在水平位置.斜邊AC是光滑絕緣的，在底邊中點O處放置一個正的點電荷Q，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的質(zhì)點從斜面頂端A由靜止開始沿斜面下滑，滑到D點時速度為v.已知BDAC，則： （1）質(zhì)點的運動是 ( ) A.勻加速運動 B.勻減速運動 C.先勻加速后勻減速的運動 D.加速度不斷變化的運動 （2）求質(zhì)點滑到C點時的速度的大小、加速度的大小和方向.,【思路剖析】 首先應(yīng)對點電荷進(jìn)行受力分析，通過受力分析法與牛頓第二定律解題,解析:（1）在點電荷的電場中，帶負(fù)

13、電的質(zhì)點受到的外力是不恒定的，經(jīng)過受力分析可以知道一共受三個力的作用：重力mg、支持力N和庫侖力F.其中支持力N一直垂直于光滑斜面，對加速度沒有影響，重力的沿斜面的分量mgsin是恒定不變的，庫侖力F沿著斜面的分力在不斷變化，所以，物體的合力（即重力的沿斜面的分量mgsin與庫侖力F沿著斜面的分力的和）在不斷變化，加速度也在不斷變化，答案選D.,【思維拓展】 解決許多電學(xué)問題的實質(zhì)就是采用力學(xué)的相關(guān)方法，即受力分析，應(yīng)用牛頓運動定律、動能定理或動量守恒定律求解相關(guān)的命題，與力學(xué)不同之處就是在受力分析時要考慮到電場力的作用或電勢能的變化等問題,一個帶負(fù)電的小球，系于長為l的絕緣的不可伸長的細(xì)線的

14、一端，線的另一端固定在O點，它們在勻強電場中，電場的方向水平向右，大小為E.已知小球所受的電場力和它的重 力大小相等 (溫馨提示：你注意了嗎？).如上圖所示，現(xiàn)將小球拉至圖中的P1位置，使線拉直并與場強方向平行，然后由靜止釋放小球.已知小球在最低點的瞬間，因受線的拉力的作用，其速度的豎直分量變?yōu)榱?，水平分量沒有變化，則小球到達(dá)與P1點等高位置P2點時的速度大小為（ ）,【思路剖析】 注意動能定理的應(yīng)用，先求出重力和電場力做功的各物理量，然后再運用動能定理和牛頓第二定律分析求解.,【答案】B,專題三 電容器 帶電粒子在電場中的運動,備考導(dǎo)航,例題剖析,（一）知識與技能 1在本章復(fù)習(xí)過程中首先要了

15、解電容器的構(gòu)造及常見的電容器、理解電容器的充電和放電過程中能量的轉(zhuǎn)化情況.理解電容的概念，了解平行板電容器的特點. 2本專題知識是歷年高考熱點，電場力做功和帶電粒子在電場中運動是每年必考內(nèi)容之一，題型多以選擇題、計算題為主，也多次在壓軸題中出現(xiàn)相關(guān)問題，因此，同學(xué)們必須對本專題知識的復(fù)習(xí)引起足夠的重視.,（二）過程與方法 1能用能量的觀點解釋帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題，能用力學(xué)的合成與分解的觀點研究力的合成與分解問題. 2要善于把電學(xué)問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題，注意用類比法理解常用的規(guī)律，如類平拋運動等，對于難度較大的題要從受力分析入手，搞清帶電粒子的運動情景，應(yīng)用動力學(xué)方法進(jìn)行處理，對于有圖象

16、的問題則注意思維方法和技巧，學(xué)會應(yīng)用數(shù)學(xué)知識求解相關(guān)問題.,平行板電容器充電后，與電池兩極斷開連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時（ ） A電容器的電容C變大 B電容器極板的電荷量Q變大 C電容器兩極間的電勢差U變大 D電容器兩極板間的電場強度E不變,【思路剖析】 對平行板電容器的電容決定因素的理解，注意各個量的變化及公式 的應(yīng)用.,解析：平行板電容器的電容 ，當(dāng)兩極間距離d減小時，電容C變大，選項A正確. 充電后，切斷電容器與電源的連接，電容器所帶電荷量Q不變，B項錯誤.減小d，C增大而使U減小，選項C錯誤.由于 ，則E不變，選項D正確.,【答案】A D,【思維拓展】 求解平行板電容器問題，首先要分

17、清是U不變還是Q不變，然后用 確定C的變化，再用 確定Q或U的變化，最后用 確定E的變化.記住兩個結(jié)論：保持電容器和電源連接，U不變；電容器充電后斷開電源，Q不變,如右圖所示，開關(guān)S閉合的瞬間和平行板電容器充電穩(wěn)定后增大兩極板距離的過程中，對電阻R來說，有無電流通過，如果有，方向怎樣?,【思路剖析】 理解電容器充放電的過程.,解析：開關(guān)S接通的瞬間，盡管電流無法通過電容器，但電容器充電，即上板充正電，下板充負(fù)電，故R上有從A到B的電流.待充電完畢后，由于U不變，增大兩極板間距離d，C變小，Q=CU也變小，故電容器放電，R上有從B到A的電流,【思維拓展】 電容器充電、放電過程中，即電容器的電荷量

18、變化時，電路中會形成瞬間電流.,相距為d，水平正對放置的兩塊平行金屬板a、b，其電容為C，開始時兩板均不帶電,a板接地，且中央開有小孔.現(xiàn)將帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電液一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速度的滴入，豎直落向b板，到達(dá)b板后電荷量全部傳給b板，如圖右所示.問: (1)第幾滴液滴在a、b間做勻速直線運動? (2)能夠到達(dá)b板的液滴將不會超過多少滴?,【思路剖析】 注意結(jié)合平衡問題求解.,【思維拓展】 用能量的觀點解決帶電粒子在電場中運動問題是解題中經(jīng)常用的方法之一，在解決此類問題方法與動力學(xué)相同，所不同的是增加了一個電場力，因此正確的受力分析，分清哪些力做功，哪些力不做功就顯得非

19、常重要.,噴墨打印機的結(jié)構(gòu)簡圖如右圖所示， 其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，此微滴經(jīng)過 帶電室?guī)县?fù)電，帶電的多少由計算機按 照字體和筆畫的高低位置輸入信號加以控制. 帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后打到紙上顯示出字體.無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直經(jīng)過偏轉(zhuǎn)板回流槽流回墨盒.如果偏轉(zhuǎn)板長1.6cm，兩板間距0.5cm，偏轉(zhuǎn)板右端距紙3.2cm，若墨汁微滴質(zhì)量為1.61010kg,以20m/s的初速度垂直于電場方向進(jìn)入電場,兩板之間電壓為8103V,若墨汁微滴打到紙上后偏轉(zhuǎn)距離為2mm,求這個墨汁微滴的帶電量.如果想使紙上的字放大為10%,請分析一個可行的方法.（不計墨汁微滴的重力以及空氣阻力的影響）,【思路剖析】 此題為帶電粒子在電場中的的具體應(yīng)用.帶電粒子垂直進(jìn)入電場時，由于受到恒定的電場力，從而做類平拋運動，可認(rèn)為，由沿初速度方向的勻速直線運