高考物理總復習第6章靜電場第1節(jié)電場力的性質市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

高三一輪總復習物理1/73選修3-1第六章靜電場2/73考綱要求近三年命題分析備考策略物質電結構、電荷守恒Ⅰ沒有單獨命題對于電場性質考查，分為兩個方面，一是電場力性質，比如電場強度公式應用，電場強度疊加，運動軌跡和電場線等問題；一是電場能性質，比如電勢，電勢差，電場力做功和電勢能改變關系等問題．靜電現(xiàn)象解釋Ⅰ江蘇卷：第2題3分點電荷Ⅰ沒有單獨命題庫侖定律Ⅱ浙江卷：第19題6分上海卷：第25題4分浙江卷：第20題6分靜電場Ⅰ沒有單獨命題電場強度、點電荷場強Ⅱ新課標卷Ⅰ：第15題6分新課標卷Ⅱ：第18題6分江蘇卷：第3題3分江蘇卷：第4題3分北京卷：第15題6分福建卷：第20題15分江蘇卷：第8題4分電場線Ⅰ3/73電勢能、電勢Ⅰ江蘇卷：第6題4分天津卷：第6題6分新課標卷Ⅰ：第21題6分新課標卷Ⅱ：第19題6分電容器是電場重點知識之一，詳細存在三種考查形式：以平行板電容器為主，考查電容器電壓、電容和電荷量三者關系；結合直流電路和電勢知識，考查動力學問題；對于這部分內容考查注意集中在動態(tài)分析方面，電荷量或是電壓恒定，分析電容器以及電場中各個物理量改變情況．帶電粒子在勻強電場中運動是重中之重，能夠經(jīng)過已知條件，判斷帶電粒子運動軌跡，也能夠給出運動軌跡和其它物理量，判斷電場強度、電勢等物理量改變規(guī)律.電勢差Ⅱ勻強電場中電勢差與電場強度關系Ⅰ新課標卷Ⅰ：第15題6分常見電容器Ⅰ沒有單獨命題電容器電壓、電荷量和電容關系Ⅰ天津卷：第2題6分新課標卷Ⅱ：第14題6分帶電粒子在勻強電場中運動Ⅱ新課標卷Ⅱ：第24題14分新課標卷Ⅰ：第25題20分天津卷：第4題5分新課標卷Ⅱ：第24題12分天津卷：第7題6分北京卷：第24題20分江蘇卷：第7題4分示波管Ⅰ沒有單獨命題4/73第一節(jié)電場力性質5/73欄目導航1234基礎知識整合熱門考點研析方法技巧歸納考題隨堂演練6/73基礎知識整合7/73如圖所表示，真空中有兩個點電荷Q1＝＋4.0×10－8C和Q2＝－10－8C，分別固定在x坐標軸x＝0和x＝6cm位置上．試求：(1)x坐標軸上哪個位置電場強度為0?(2)x坐標軸上哪些地方電場強度方向是沿x軸正方向？【思緒引導】

1.點電荷周圍電場怎樣表示？2．x坐標軸上電場強度是兩個點電荷場強疊加，場強疊加遵照何種法則？8/73【解析】

本題屬于教材課后思索原題，考查了點電荷電場強度疊加原理．空間中某一點電場，是空間全部電荷產(chǎn)生電場疊加，場強是矢量，其合成恪守平行四邊形法則．(2)依據(jù)電場疊加可知：在x坐標軸上(0,6)之間和x＞12cm地方電場強度方向是沿x軸正方向．9/73電荷守恒、點電荷、庫侖定律1．元電荷電量最小單位．質子、正電子電荷量與它相同，用e表示，e＝____________C，美國物理學家_________利用______試驗最先測出．2．電荷守恒定律(1)表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會毀滅，它只能從一個物體轉移到另一物體，或者從物體一個部分轉移到另一個部分，在轉移過程中，電荷______不變．表述二：一個與外界沒有電荷交換系統(tǒng)，電荷代數(shù)和____________．知識點1

1.60×10－19密立根油滴總量保持不變10/73(2)物體帶電本質：電子在物體內部或是物體間______．使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷，使物體不帶電也不是毀滅了電荷．(3)三種起電方式①摩擦起電：兩絕緣物體間相互摩擦過程中，電子從束縛不緊一個物體轉移到另一個物體上，失去電子物體帶正電，得到電子帶負電．②接觸起電：導體與帶電體接觸，電荷在兩物體間發(fā)生轉移，導體帶上與帶電體電性相同電荷．③感應起電：利用____________使導體帶電過程．轉移靜電感應11/733．點電荷只要帶電體本身大小跟它們之間距離相比能夠忽略，帶電體就能夠看作點電荷．嚴格地說點電荷是一個____________，實際上是________．實際帶電體能否看成點電荷決定與本身大小和形狀與帶電體間距離比較，與帶電體______、所帶電荷量______、______無關．4．庫侖定律(1)內容：真空中兩個靜止________之間相互作用力F大小，跟它們電荷量Q1、Q2乘積成______，跟它們距離r______成反比，作用力方向沿著__________________．(2)公式：F＝___________，其中靜電力常量k＝__________________________.理想模型不存在大小多少電性點電荷正比平方它們連線上9.0×109N·m2/C212/73靜電場、電場強度、點電荷場強1．電場(1)定義：電場是存在于電荷周圍一個特殊物質，和實物一樣是物質存在兩種形式．(2)基本性質：對放入其中電荷有力作用，電荷間相互作用是經(jīng)過電場實現(xiàn)．知識點213/732．電場強度(1)定義：電場中某一點電荷受到電場力F跟它電荷量q比值，叫做該點電場強度，簡稱_______．用____表示．(2)公式：E＝_____(適合用于全部電場)，單位：______.(3)物理含義：描述空間某點電場______和______物理量．(4)方向：電場強度是______，物理學中要求，電場中某點場強方向跟正電荷在該點所受電場力方向______．與負電荷在該點所受電場力方向______．(5)唯一性：電場中某一點處電場強度E是唯一，它大小和方向與放入該點電荷q______，與是否放入電荷______．由電場強弱及空間位置決定．場強EN/C強弱方向矢量相同相反無關無關14/733．點電荷電場(1)大小：E＝________(只適合用于點電荷電場)．(2)方向：假如是正電荷，E方向就是沿著PQ連線并_______Q；假如是負電荷，E方向就是沿著PQ連線并_______Q.4．電場強度疊加原理某點場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生場強__________．背離指向矢量和15/73電場線1．定義為了形象描述電場而_______有方向曲線，曲線上每點_______方向表示該點電場強度方向．電場線不是實際存在．2．基本性質(1)電場線上每點切線方向就是該點電場強度方向．(2)電場線疏密反應電場強度大小(疏弱密強)．(3)靜電場中電場線_______正電荷或無窮遠，_______負電荷或無窮遠．不封閉，也不在無電荷處中止．(4)任意兩條電場線不會在無電荷處_______(包含相切)．知識點3假想切線始于止于相交16/733．特殊電場電場線分布17/7318/73尤其提醒勻強電場1．定義：各點電場強度大小相等、方向相同電場．2．勻強電場電場線：等間距平行直線．19/73熱門考點研析20/731.求解電場強度方法電場強度疊加考點

121/732.電場強度疊加空間存在多個點電荷，某點電場強度等于各個點電荷在該點場強矢量和，遵照矢量運算法則——平行四邊形法則；電場強度比較(1)依據(jù)電場線疏密程度來判斷，電場線越密，電場強度越強；(2)依據(jù)等差等勢面疏密程度來判斷，等勢面越密，電場強度越強；22/733．三個自由點電荷處于平衡狀態(tài)滿足以下規(guī)律(1)兩同夾異：兩邊點電荷電性相同，中間點電荷電性與兩邊相反．(2)兩大夾?。簝蛇咟c電荷所帶電荷量比中間點電荷所帶電荷量多．(3)近小遠大：中間點電荷離兩邊上電荷量小點電荷近．(4)三點共線：三個點電荷分布在一條直線上．23/73

(年山東高考)直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標如圖．M、N兩點各固定一負點電荷，一電量為Q正點電荷置于O點時，G點處電場強度恰好為零．靜電力常量用k表示．若將該正點電荷移到G點，則H點處場強大小和方向分別為(

)例1

【思緒引導】

1.怎樣了解G點處電場強度恰好為零含義？2．H點和G點在位置上含有什么關系？M、N處電荷對這兩點場強大小一樣嗎？24/73【答案】

B25/73【總結提升】

電場強度是從力角度反應電場本身性質物理量，其大小、方向是由電場本身決定．電荷放在電場中一定受到電場力作用．26/73

(多項選擇)如圖所表示，在絕緣水平面上固定著一光滑絕緣圓形槽，在某一過直徑直線上有O、A、B三點，其中O為圓心，A點固定電荷量為Q正電荷，B點固定一個未知電荷，且圓周上各點電勢相等，AB＝L.有一個可視質點質量為m，電荷量為－q帶電小球正在滑槽中運動，在C點受到電場力指向圓心，C點所處位置如圖所表示，依據(jù)題干和圖示信息可知(

)A．B點電荷帶正電B．B點電荷量為3QD．小球在滑槽內做是勻速圓周運動針對訓練127/73解析：帶負電小球在C點時受到電場力指向圓心，依據(jù)場強疊加原理可知，A處正點電荷在C點場強方向由A到C，對小球吸引；B處電荷在C點場強方向由C到B，對小球排斥，受力如圖所表示：28/73答案：CD29/731.電場線與粒子運動軌跡關系電場線不是帶電粒子運動軌跡，運動軌跡和電場線重合條件以下：(1)電場線是直線．(2)帶電粒子初速度為零，或是初速度沿電場線所在直線．(3)帶電粒子只受電場力作用或是協(xié)力沿電場線所在直線．2．電場線應用(1)判斷電場強度強弱電場線密地方，電場強度大，電場線稀地方，電場強度小，據(jù)此能夠判斷電荷受力大小．對電場線了解和應用考點

230/73(2)判斷電場方向電場線切線方向即為該點場強方向，正電荷在該點受力方向與切線方向相同，負電荷在該點受力方向與切線方向相反．(3)判斷電勢高低沿著電場線電勢逐步降低，電場強度方向是電勢降低最快方向．(4)判斷等勢線(面)方向電場線與等勢線(面)是相互垂直關系．31/73如圖所表示，在真空中有兩個固定等量異種點電荷＋Q和－Q.直線MN是兩點電荷連線中垂線，O是兩點電荷連線與直線MN交點．a(chǎn)、b是兩點電荷連線上關于O對稱點，c、d是直線MN上兩個點．以下說法中正確是(

)例2

A．a(chǎn)點場強大于b點場強；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小B．a(chǎn)點場強小于b點場強；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大C．a(chǎn)點場強等于b點場強；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小D．a(chǎn)點場強等于b點場強；將一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大32/73【思緒引導】

1.等量異種點電荷周圍電場線是怎樣分布？連線上場強怎樣改變？2．等量異種點電荷連線中垂線上場強是怎樣改變？【解析】

依據(jù)等量異種電荷周圍電場線分布情況可知，a、b兩點電場強度大小相等，方向相同．中垂線MN為一條等勢線，中點O場強最強，向兩邊逐步減小，檢驗電荷在O點受到電場力最大．一檢驗電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減?。瓹選項正確．【答案】

C33/73【總結提升】

等量同種和異種點電荷電場線比較1．連線中點O處場強等量異種點電荷——連線上O點場強最小，指向負電荷一方；等量同種點電荷——連線上O點場強為零．34/732．連線上場強大小(從左到右)等量異種點電荷——沿連線先變小，再變大；等量同種點電荷——沿連線先變小，再變大．3．沿中垂線由O點向外場強大小等量異種點電荷——O點最大，向外逐步減小；等量同種點電荷——O點最小，向外先變大后變?。?．關于O點對稱A與A′、B與B′場強等量異種點電荷——等大同向；等量同種點電荷——等大反向．35/73某靜電場中電場線分布如圖所表示，方向未知．帶電粒子在該電場中僅受靜電力作用，其運動軌跡如圖中虛線所表示，由M運動到N.則(

)A．粒子必定帶正電荷B．該靜電場一定是孤立正點電荷產(chǎn)生C．粒子在M點速度大于它在N點速度D．粒子在M點加速度小于它在N點加速度針對訓練236/73解析：電場線方向未知，不能確定粒子電性，A選項錯誤；孤立正點電荷形成電場是輻射狀分布，電場線是從正電荷出發(fā)到無窮遠處終止直線，該靜電場不是孤立正電荷形成，B選項錯誤；依據(jù)曲線運動規(guī)律可知，電場力指向軌跡內側，則粒子受力方向與速度方向夾角小于90°，所以電場力做正功，電荷電勢能減小，動能增加，粒子在M點速度小于它在N點速度動能，C選項錯誤；電場線密地方電場強度大，電場線疏地方電場強度小，由圖可知，N點場強大于M點場強大小，粒子在M點加速度小于它在N點加速度，D選項正確．答案：D37/731.帶電體力電綜合問題特點(1)物體不但受重力、彈力、摩擦力，還受到電場力作用．(2)受力分析時，重力能否忽略，依據(jù)題意判斷，基本粒子普通能夠忽略重力，帶電油滴、液滴普通不能忽略．(3)帶電體處于動態(tài)平衡時，帶電體間距發(fā)生改變時，庫侖力也要發(fā)生改變，要注意分析力和運動相互關系．帶電體力電綜合問題考點

338/732．分析思緒(1)依據(jù)題意確定研究對象——帶電體，假如有多個物體相互作用時，適當選取“整體法”或“隔離法”來處理．(2)分析受力，依據(jù)帶電體性質、庫侖定律，判斷研究對象所受電場力大小和方向．(3)列平衡關系式或牛頓第二定律關系式求解．39/73

(多項選擇)(年浙江高考)如圖所表示，用兩根長度相同絕緣細線把一個質量為0.1kg小球A懸掛在水平板M、N兩點，A上帶有Q＝3.0×10－6C正電荷，兩線夾角為120°，兩線上拉力大小分別為F1和F2，A正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷小球B，B與絕緣支架總質量為0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點電荷)，則(

)例3

A．支架對地面壓力大小為2.0NB．兩線上拉力大小F1＝F2＝1.9NC．將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上拉力大小F1＝1.225N，F(xiàn)2＝1.0ND．將B移到無窮遠處，兩線上拉力大小F1＝F2＝0.866N40/73【思緒引導】

1.怎樣依據(jù)共點力平衡知識求解支架對地面壓力和線上拉力？2．將B移到無窮遠處時，電荷間作用力變?yōu)槎嗌伲?1/73【答案】

BC42/73【總結提升】

物體在電場和重力場中處于平衡狀態(tài)時，關鍵是建立物體受力圖景．1．搞清物理情景，選定研究對象．2．對研究對象進行受力分析，畫出受力圖．3．應用力學規(guī)律進行歸類建模．43/73

(多項選擇)(年廣東高考)如圖所表示水平勻強電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上不一樣位置，釋放后，M、N保持靜止，不計重力，則(

)A．M帶電量比N大B．M帶負電荷，N帶正電荷C．靜止時M受到協(xié)力比N大D．移動過程中勻強電場對M做負功針對訓練344/73解析：M、N在勻強電場中處于靜止狀態(tài)，協(xié)力為零，依據(jù)平衡條件可知，M帶負電，N帶正電，對于M，勻強電場電場力水平向左，N對M吸引力水平向右，二者等大反向；對于N，勻強電場電場力水平向右，M對N吸引力水平向左，二者等大反向，B選項正確；M與N之間庫侖力是作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，二者受到電場力也必定是大小相等，方向相反，二者所帶電量大小相等，A、C選項錯誤；M帶負電，受到電場力方向向左，所以移動過程中勻強電場對M做負功，D選項正確．答案：BD45/73方法技巧歸納46/73非點電荷電場強度疊加最近幾年高考考查重點之一是非點電荷電場強度求解．1．對稱法利用帶電體形成電場在周圍空間分布含有對稱性特點，簡化復雜電場疊加與計算．47/73

(年新課標卷Ⅰ)如圖，二分之一徑為R圓盤上均勻分布著電荷量為Q電荷，在垂直于圓盤且過圓心c軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)固定點電荷．已知b點處場強為零，則d點處場強大小為(k為靜電力常量)(

)【思緒引導】

1.b處電場強度為零，是哪些帶電體疊加結果？可否確定帶電體在空間分布特點？2．圓盤在d處場強與在b處場強有什么關系？例4

48/73【答案】

B49/73

(年江蘇高考)以下選項中各圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標出，且電荷均勻分布，各圓環(huán)間彼此絕緣．坐標原點O處電場強度最大是(

)針對訓練450/73答案：B51/732．等效法將復雜物理情景轉化為熟悉物理模型，前提是效果是相同．如圖所表示，點電荷與薄金屬板之間形成電場，能夠等效為等量異種點電荷形成電場．52/73例5

53/73【思緒引導】

1.點電荷q和導體表面上感應電荷共同激發(fā)電場分布含有什么特點？和等量異種點電荷電場分布有什么聯(lián)絡？2．等量異種點電荷連線上某一點場強怎樣求解？【答案】

D【解析】

點電荷q和導體表面上感應電荷共同激發(fā)電場與相距2h等量異號點電荷相同，如圖所表示：54/73經(jīng)過探究，某同學發(fā)覺：點電荷和無限大接地金屬平板間電場(如圖甲所表示)與等量異種點電荷之間電場分布(如圖乙所表示)完全相同．圖丙中點電荷＋q到MN距離OA為L，AB是以電荷＋q為圓心、L為半徑圓上一條直徑，則B點電場強度大小是(

)針對訓練555/73答案：C56/733．賠償法將有缺點帶電體賠償成完整、規(guī)則幾何體，使其場強分布含有特殊性，比如將有缺口帶電圓環(huán)補全為圓環(huán)，或將半球面補全為完整球面．57/73例6

58/73【思緒引導】

1.將已知條件和待求解問題聯(lián)絡起來，怎樣求解單位面積帶電量為σ0無限大均勻帶電平板電場強度公式？2．無限大均勻帶電平板，從其中間挖去二分之一徑為r圓板，能否利用賠償法求解圓孔軸線上任意一點Q(坐標為x)電場強度？59/7360/73【答案】

A61/73針對訓練662/73答案：B63/73考題隨堂演練64/731．(多項選擇)(屆四川省雅安市天全中學月考)關于靜電場電場強度和電勢，以下說法正確是(

)A．電場強度方向處處與等勢面垂直B．電場強度為零地方，電勢也為零C．伴隨電場強度大小逐步減小，電勢能逐步降低D．任一點電場強度總是指向該點電勢降落最快方向解析：電場強度方向處處與等勢面垂直，A選項正確；電場強度和電勢沒有什么直接關系，故電場強度為零地方，電勢不一定為零，B選項錯誤；電場強度大小與電勢能沒有直接關系，C選項錯誤；沿著電場線方向電勢降低，由勻強電場U＝Ed可知，電場強度方向是電勢降低最快方向，故D選項正確．答案：AD65/732.(多項選擇)(屆湖北省棗陽市月考)如圖，真空中有一個邊長為L正方體，正方體兩個頂點M、N處罰別放置一對電荷量都為q正、負點電荷．圖中a、b、c、d是其它四個頂點，k為靜電力常量，以下表述正確是(

)A．a(chǎn)、b兩點電場