高考物理一輪復習課件：靜電場

高考物理一輪復習靜電場高中物理·人教版一、三種起電方式辨析如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔，C帶正電讓C與A接觸，A端_____電，B端_____電讓C與A接觸，再分開A、B，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，再移開C，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，分開A、B，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，分開A、B，再移開C，A端_____電，B端_____電正正正正正負不帶不帶正負負正讓C靠近A，并將B端接地，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，并將A端接地，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，用手觸摸A端再松開，移去C，A端_____電，B端_____電讓C靠近A，用手觸摸B端再松開，移去C，A端_____電，B端_____電負不帶負不帶負負負負把兩個均勻帶電的絕緣體球放在一起，球心間距為r，他們的靜電力

由于絕緣體內(nèi)部沒有自由電荷，所以帶電后電荷不會自由移動，可以看成均勻帶電的球體，庫侖定律適用。二、絕緣體和導體(非點電荷模型)帶電問題把兩個均勻帶電的導體球放在一起，球心間距為r，他們的靜電力由于導體內(nèi)部有自由電荷，所以帶電后電荷會自由移動重新分配，從而表面帶電不均勻，不能直接用庫侖定律。絕緣體和導體(非點電荷模型)帶電問題1.三個自由電荷的平衡規(guī)律“三點共線”——三個點電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正、負電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．三、同一直線上三個點電荷的平衡問題2.只要其中兩個點電荷平衡，第三個點電荷一定平衡，只需根據(jù)平衡條件對其中的任意兩個電荷列式即可．例

如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在一條直線上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的3倍，每個點電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個電荷的電荷量之比q1:q2:q3為（）A． B．C． D．B如果場源是多個點電荷，則電場中某點的電場強度等于各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和，遵從平行四邊形定則。如果場源是一個帶電的面、線、體，則可根據(jù)微積分求矢量和。但在高中階段，在不能熟練運用微積分的情況下，還有以下五種方法。四、電場強度的疊加和計算【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OB為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V＝4/3πr3，則A點處場強的大小為_________方法一：填補法將有缺口的帶電圓環(huán)(或半球面、有空腔的球等)補全為圓環(huán)(或球面、球體等)分析，再減去補償?shù)牟糠之a(chǎn)生的影響。理想情況等效法的實質(zhì)是在效果相同的情況下，利用與問題中相似或效果相同的知識進行知識遷移的解題方法，往往是用較簡單的因素代替較復雜的因素。方法二：等效法【例5】一無限大接地導體板MN前面放有一點電荷＋Q，它們在周圍產(chǎn)生的電場可看作是在沒有導體板MN存在的情況下，由點電荷＋Q與其像電荷－Q共同激發(fā)產(chǎn)生的。如圖，已知＋Q所在位置P點到金屬板MN的距離為L，a為OP的中點，abcd是邊長為L的正方形，其中ab邊平行于MN.則()A．a(chǎn)點的電場強度大小為B．a(chǎn)點的電場強度大小大于b點的電場強度大小C．b點的電場強度和c點的電場強度相同B看作等量異種點電荷方法三：對稱法形狀規(guī)則的帶電體形成的電場具有對稱性，位置對稱的兩點處的電場強度大小相等。如果能夠求出其中一點處的電場強度，根據(jù)對稱性特點，另一點處的電場強度即可求出。【例2】如圖所示，均勻帶電的球殼在O點產(chǎn)生的場強，等效為弧BC產(chǎn)生的場強，弧BC產(chǎn)生的場強方向，又等效為弧的中點M在O點產(chǎn)生的場強方向．【例3】如圖，在點電荷－q的電場中，放著一塊帶有一定電荷量、電荷均勻分布的絕緣矩形薄板，MN為其對稱軸，O點為幾何中心，點電荷－q與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d。已知圖中a點的電場強度為零，則帶電薄板在圖中b點處產(chǎn)生的電場強度的大小和方向分別為________水平向右由電場的矢量疊加原理，可知矩形薄板在a點處產(chǎn)生的場強與點電荷－q在a點處產(chǎn)生的場強等大反向方法四：微元法將帶電體分成許多電荷元，每個電荷元可看成點電荷，先根據(jù)庫侖定律求出每個電荷元的場強；再結合對稱性和場強疊加原理求出合場強。方法五：極限法對于某些特殊情況下求解有關場強問題，有時無法用有關公式、規(guī)律得出結論，可考慮應用極限法。極限法是把某個物理量的變化推向極端再進行推理分析，從而做出科學的判斷或?qū)С鲆话憬Y論?！纠?】如圖為兩個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，連線的中點為O，軸線上的A點在O點右側與O點相距為r(r<a)。試分析判斷下列關于A點處電場強度大小E的表達式正確的是()D量綱＋極限1.屏蔽外電場外電場空腔導體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響?？涨粚w屏蔽外電場五、靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)殼內(nèi)外表面之間場強處處為零，殼外場強不為零2.屏蔽腔內(nèi)電場導體殼內(nèi)外表面及導體外部場強處處為零，導體外部空間不受內(nèi)部電場影響本質(zhì)：仍然是靜電感應，導體內(nèi)表面感應電荷與殼內(nèi)電場在導體殼表面以外空間疊加結果為零。兩種情況重點辨析！六、典型電場的等勢線電場強度E電勢φ定義式物理意義反映電場力的性質(zhì)反映電場能的性質(zhì)特點矢量：某點電場強度的方向與該點正電荷所受靜電力的方向一致標量：無方向，但有正負相對性：與零電勢的位置選取有關電勢φ與電場強度E的比較電場線等勢面特點①電場線的切線方向表示電場強度方向，疏密表大小②電場線永不相交③順著電場線的方向電勢逐漸降低①同一等勢面上移動電荷，靜電力不做功②等勢面不相交③等差等勢面越密集，電場強度越大聯(lián)系①電場線與等勢面垂直②電場線由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面標量：無方向，但有正負相對性：與零電勢的位置選取有關電場線和等勢面等量異號電荷形成的電場兩點電荷的連線上電勢逐漸降低中垂線等勢線電勢為0關于兩電荷對稱的兩點電勢相等關于中垂線對稱的兩點電勢互為相反數(shù)等量同號電荷形成的電場兩點電荷的連線上中點電勢最低中垂線中點電勢最高從中點沿中垂線向外越來越低關于兩電荷對稱的兩點關于中垂線對稱的兩點電勢相等電勢相等時，場強最大結論：勻強電場中沿電場線方向電勢降落最快如圖所示，在勻強電場中，虛線為等勢線UAB=UAC=UAD七、勻強電場電勢降落U=ELcosθ,E不變，θ越小，電勢降落越快，沿電場方向電勢降落最快EDCBA如圖所示，可知，UAB=UCD,UAC=UBD勻強電場中，

平行且相等的線段端點間電勢差相同勻強電場中，任一線段中點電勢等于兩端點電勢和的一半EBAC如圖所示，可知，UAB=UBC,則

φA-φB=φB-φC。八、靜電場中的圖象類型1

v－t圖象（只受電場力作用時）類型2

E－x圖象類型3

φ

－x圖象類型4Ep－x圖象電場力做功的正負電場力和速度夾角

電勢能變化電勢的高低

（1）斜率的正負

加速度方向

電場力方向電場強度方向（2）斜率的大小

加速度大小

電場強度大小電場線疏密(已知電荷正負)動能的增減1、速度v變化

2、斜率變化(已知電荷正負)類型1

v－t圖象（只受電場力作用時）【例題1】(多選)光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場，MN是其中的一條直線，線上有A、B、C三點，一帶電荷量為＋2×10－3C、質(zhì)量為1×10－3kg的小物塊從A點由靜止釋放，沿MN做直線運動，其運動的v－t圖象如圖乙所示，其中B點處的切線斜率最大，C點處的切線平行于t

，則下列說法中正確的是()A.A、B兩點電勢差UAB＝－4VB.小物塊從B點到C點電場力做的功W＝10－2JC.B點為AC間電場強度最大的點，場強大小E＝1V/mD.由A到C的過程中小物塊的電勢能先減小后變大BC描述電場沿x軸方向(電場線必須為直線)電場強度E隨位置x變化的規(guī)律類型2

E－x圖象電勢差U:根據(jù)U=Ed=EΔx,E－x圖線與x軸所圍圖形面積表示電勢差U，有上下正負面積之分EE畫電場線！【例題2】(多選)空間內(nèi)有一沿x軸分布的電場E，-x1、x1、x2、x3是x軸上的四個點，圖象關于坐標原點O中心對稱，下列說法中正確的是()A.-x1處的電勢比x1的電勢高B.將正電荷由-x1移到x2，電勢能先增后減C.將負電荷由-x1處靜止釋放，只受電場力作用，它將在-x1和x1之間往復運動D.負電荷在4個點中位于x2處電勢能最大BC類型3

φ－x圖象斜率k的絕對值等于E的大小，k增大，E增大，k=0,則E=0描述電場沿x軸方向（電場線必須為直線）的電勢隨位置x變化的規(guī)律順著電場線電勢逐漸降低E斜率k【例題3】(多選)兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的A、B兩點，兩點電荷連線上各點電勢φ隨坐標x變化的關系圖象如圖所示，其中P點電勢最高，且xAP<xPB，則（）A.q1和q2都是負電荷B.q1的電荷量大于q2的電荷量C.在A、B之間將一負點電荷沿x軸從P點左側移到右側，

電勢能先減小后增大D.一點電荷只在電場力作用下沿x軸從P點運動到B點，加速度逐漸變小AC類型4

Ep－x圖象描述電場中某點電荷沿x軸方向（電場線必須為直線）的電勢能EP隨位置x變化的規(guī)律電勢能EP大小和EP變化→φ升降①正電荷，EP越大，電勢φ越高②負電荷，EP越大，電勢φ越低EP-x圖線的斜率k=ΔEP/Δx=-W/d=-F靜電力,（1）斜率大小等于電場力F大小，當k=0時，E=0.（2）斜率的正負表示電場力F的方向的負正，不是電場強度方向①k>0表示電場力為x軸反方向②k<0表示電場力為沿x軸正方向【例題4】一帶負電的微粒只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能隨位移x變化的關系如圖7所示，其中0～x1段是曲線，x1～x2段是平行于x軸的直線，x2～x3段是傾斜直線，則下列說法正確的是()A.0～x1段電勢逐漸升高B.0～x1段微粒的加速度逐漸減小C.x2～x3段電場強度減小D.x2處的電勢比x3處的電勢高Bθ角大，電勢差大——靜電計九、平行板電容器的動態(tài)分析小小小電容（1）電容器始終與電源連接，U保持不變d增加C減小Q=CUQ減小E=U/dE減小S減小C減小Q=CUQ減小E不變C減小E不變E=U/d（2）電容器充電后與電源斷開，Q保持不變C減小U=Q/CU增加E不變C減小U=Q/CU增加E增加d增加S減小【例】(多選)如圖，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點處于靜止狀態(tài)．以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點的電勢能．若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列正確的是(

)

)A．E變小 B．U變大C．Ep不變 D．電荷仍保持靜止（3）粒子運動及電勢能變化判斷BCD單向?qū)щ姌O板A上移d增加，C減小U不變，d增加，E減小找不動的板前提：該板電勢不變d1d2d++++----++++----+Q-Q-Q+QC1C2可見：插入金屬板的作用，相當于減小了板間距離.（4）拓展補充ABU1E+F--------+++++++++U2+vyθyvv0結論：不同帶電粒子由靜止經(jīng)同一電場加速，再垂直進入同一偏轉電場，它們飛出的側移量y和偏轉角θ都是相同的，也就是說運動軌跡是完全重合的，與m、q無關，但與電性有關。十、帶電粒子的加速和偏轉加速電壓

電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏

電子槍產(chǎn)生高速飛行的電子束

加速電壓

十一、示波管ABCDFXˊtOUYUXO