高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊第9章靜電場及其應(yīng)用章末復習課件

1、第9章 靜電場及其應(yīng)用一、庫侖定律的理解和應(yīng)用1.庫侖定律適用于真空中靜止點電荷間的相互作用。2.對于兩個均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點電荷，r為球心間的距離。（1）同種電荷： （2）異種電荷3.對于兩個帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示。4.不能根據(jù)公式錯誤地認為r0時，庫侖力F，因為當r 0時，兩個帶電體已不能看做點電荷了。典例精析例1.已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖

2、一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V4r3/3則A點處檢驗電荷q受到的電場力的大小為（ ）B方法歸納本題主要采用割補法的思想，根據(jù)整體球在A點產(chǎn)生的場強等于割掉的小球在A點產(chǎn)生的場強和剩余空腔部分在A點產(chǎn)生的場強的矢量和，掌握割補思想是解決本題的主要入手點，掌握點電荷場強公式是基礎(chǔ)。二、庫侖力作用下的平衡問題涉及庫侖力的平衡問題，其解題思路與力學中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力，具體步驟如下：注意庫侖力的方向：同性相斥，異性相吸，沿兩電荷連線方向。“三個自由點電荷平衡”的問題(1)平衡的條件：每個點電荷受到另外兩個點電荷的合力為零，或每個點電荷處于另外兩個點電荷產(chǎn)生

3、的合電場強度為零的位置。(2)典例精析例2.三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑。球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時球1、2之間作用力的大小為F/2 ，方向不變。由此可知（）An=2 Bn=4 Cn=5 Dn=6 A方法歸納當兩個完全相同的帶同種電荷的小球接觸后，它們的總電荷量將平分；如果兩個完全相同的小球帶的是異種電荷，那么當它們接觸后，它們帶的電荷將先中和，之后再將剩余的電荷量平分。找到小球帶的電量的關(guān)系之后，根據(jù)庫侖力

4、的公式就可以求得作用力的大小，從而可以求得n的數(shù)值。三、電場強度的理解和計算1.電場強度的一般計算方法電場強度是靜電學中極其重要的概念,也是高考中常考的一個基本概念。關(guān)于電場強度的計算，主要方法有：(1)定義式法定義式法就是首先根據(jù)力學規(guī)律物體平衡條件或牛頓運動定律或動能定理或動量定理先求出帶電物體在電場中所受到的電場力F,然后再由電場強度的定義式 求出電場強度E。(2)點電荷場強公式法中學階段絕大多數(shù)情況下只講點電荷在真空中的電場分布情況,故可直接用點電荷的場強公式 求,其方向由場源電荷的正負確定,如+Q時,E的方向沿半徑r向外;若為-Q時,E的方向沿半徑r的反方向(向內(nèi))。若要求多個點電荷

5、產(chǎn)生電場的電場強度,則可先分別求出各個點電荷產(chǎn)生的電場強度,然后利用矢量疊加法求出合場強。2.分析電場疊加問題的一般步驟:(1)確定分析計算的空間位置;(2)分析該處有幾個分電場,先計算出各個分電場在該點的電場強度的大小和方向;(3)依次利用平行四邊形定則求出矢量和。3.計算公式公式適用條件說明定義式任何電場某點的場強為確定值，大小及方向與q無關(guān)決定式真空中點電荷的電場E由場源電荷Q和場源電荷到某點的距離r決定典例精析例3.將電量為310-6C的負電荷，放在電場中A點，受到的電場力大小610-3N，方向水平向左，則將電量為610-6C的正電荷放在A點，受到的電場力為（）A1.210-2 N，方

6、向水平向左 B1.210-2 N，方向水平向右 C1.2102 N，方向水平向左 D1.2102 N，方向水平向右 B方法歸納根據(jù)電場強度的定義式EF/q可求出A點的電場強度；因電場強度E與試探電荷的有無、電荷量的大小無關(guān)，由電場本身決定，則可以判斷出A點的電場強度不變，再根據(jù)F=Eq即可求出放另一電荷受到的電場力。四、電場線的理解及應(yīng)用1.電場線的應(yīng)用(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強越大.(2)電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向.(3)沿電場線方向電勢逐漸降低.(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直.2.“電場線+運動軌跡”組合模型模型特點:當帶電粒子在電場中的運動軌跡是一條與電

7、場線不重合的曲線時,這種現(xiàn)象簡稱為“拐彎現(xiàn)象”,其實質(zhì)為“運動與力”的關(guān)系。運用牛頓運動定律的知識分析:(1)“運動與力兩線法”畫出“速度線”(運動軌跡在某一位置的切線)與“力線”(在同一位置電場線的切線方向且指向軌跡的凹側(cè)),從二者的夾角情況來分析帶電粒子做曲線運動的情況。(2)“三不知時要假設(shè)”電荷的正負、場強的方向、電荷運動的方向,是題目中相互制約的三個方面。若已知其中一個,可分析判定各待求量;若三個都不知(三不知),則要用“假設(shè)法”進行分析。典例精析例4.(多選)如圖所示，圖中實線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點

8、，若粒子在運動中只受電場力作用根據(jù)此圖能作出正確判斷的是（）A帶電粒子所帶電荷的符號 B帶電粒子的運動方向 C粒子在a、b兩點的受力方向 D粒子在a、b兩點的速度大小關(guān)系 CD方法歸納本題是電場中粒子的軌跡問題，首先要能根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷粒子受力方向，其次判斷粒子動能和電勢能的變化要根據(jù)電場力做功情況。隨堂檢測1.下列關(guān)于對庫侖定律的理解正確的是（）A庫侖定律的公式和萬有引力定律的公式在形式上很相似，所以庫侖力和萬有引力是相同性質(zhì)的力 B庫侖定律反映的是兩個點電荷間的靜電力，因此一定不能用于計算兩個非點電荷帶電體間的靜電力 C由庫侖定律知，在兩個帶電體之間的距離接近0時，它們之間的靜電力無

9、窮大 D微觀帶電粒子的庫侖力比萬有引力要強得多，因此在研究微觀帶電粒子的相互作用時，可以把萬有引力忽略 D隨堂檢測2.在勻強電場中只受電場力而做曲線運動的質(zhì)子，單位時間內(nèi)速度的改變量總是（）A大小相等，方向相同 B大小不等，方向不同 C大小相等，方向不同 D大小不等，方向相同 A隨堂檢測3.在以點電荷為球心、r為半徑的球面上各點相同的物理量是（）A電場強度 B同一電荷所受電場力 C電勢 D不同電荷具有的電勢能 C隨堂檢測4.如圖所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢線，關(guān)于同一電荷在電場中的受力情況，下列判斯正確的是（）A在1、2兩點受到的電場力大小相等 B在2、3兩點受到的電場力大小可能相等 C在1、3兩點受到的電場力大小可能相等 D在3點受到的電場力大于在1