高考物理一輪復(fù)習(xí)粵教版課件第七章靜電場基礎(chǔ)課1

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析201520162017物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒ⅠⅠ卷·T15：電場線和等勢面Ⅱ卷·T14：電場中的勻變速直線運(yùn)動T24：與電場力有關(guān)的綜合問題Ⅰ卷·T14：電容器、勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)T20：電場力作用下的曲線運(yùn)動Ⅱ卷·T15：帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡的分析Ⅲ卷·T15：等勢面的理解及電場力做功的計(jì)算Ⅰ卷·T20：φ－r圖象、電場強(qiáng)度及電場力做功T25：帶電粒子在電場中的運(yùn)動、牛頓第二定律Ⅱ卷·T25：帶電粒子在電場中的運(yùn)動、動能定理Ⅲ卷·T21：電場線與等勢面的關(guān)系、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ點(diǎn)電荷Ⅰ庫侖定律Ⅱ靜電場Ⅰ電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)Ⅱ電場線Ⅰ電勢能、電勢Ⅰ電勢差Ⅱ勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系Ⅱ帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動Ⅱ示波管Ⅰ常見電容器Ⅰ電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰ基礎(chǔ)課1電場的力的性質(zhì)點(diǎn)電荷、電荷守恒定律1.點(diǎn)電荷

有一定的電荷量，忽略形狀和______的一種理想化模型。2.電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體_____到另一個物體，或者從物體的一部分_____到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持______。 (2)起電方式：__________、_________、感應(yīng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是___________。知識排查大小轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變摩擦起電接觸起電得失電子庫侖定律1.內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的______________成正比，與它們的距離的_________成反比。作用力的方向在它們的連線上。2.表達(dá)式：F＝__________，式中k＝____________N·m2/C2，叫靜電力常量。3.適用條件：(1)________中；(2)_________。電荷量的乘積二次方9.0×109真空點(diǎn)電荷1.定義：放入電場中某點(diǎn)的電荷受到的電場力F與它的電荷量q的_______。2.定義式：E＝______。單位：N/C或V/m3.點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：真空中點(diǎn)電荷形成的電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度：E＝______。4.方向：規(guī)定_______在電場中某點(diǎn)所受________的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。5.電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的______和，遵從____________定則。電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)比值正電荷電場力矢量平行四邊形1.定義：為了形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的______及______，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的______________都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致，曲線的______表示電場的強(qiáng)弱。電場線強(qiáng)弱方向切線方向疏密正電荷相交場強(qiáng)場強(qiáng)方向降低垂直答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√小題速練解析靜電力常量k的數(shù)值并不是為庫侖測得的，選項(xiàng)A錯誤；元電荷e的數(shù)值是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測得的，選項(xiàng)B錯誤；感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，選項(xiàng)C錯誤；電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的比荷，選項(xiàng)D正確。答案

D3.在電場中的某點(diǎn)放入電荷量為－q的試探電荷時，測得該點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E；若在該點(diǎn)放入電荷量為＋2q的試探電荷，此時測得該點(diǎn)的場強(qiáng)(

) A.大小為2E，方向和原來的相反 B.大小為E，方向和原來的相反 C.大小為2E，方向和原來的相同 D.大小為E，方向和原來的相同答案

D4.如圖1所示，實(shí)線為等量異種點(diǎn)電荷周圍的電場線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，則電荷所受電場力(

)圖1A.大小不變

B.方向不變C.逐漸減小

D.逐漸增大

解析由電場線的分布情況可知，N點(diǎn)電場線比M點(diǎn)電場線疏，則N點(diǎn)電場強(qiáng)度比M點(diǎn)電場強(qiáng)度小，由電場力公式F＝qE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)的過程中，電場力逐漸增大，電場力方向與所在點(diǎn)的電場線的切線方向一致，所以一直在變化，故選項(xiàng)D正確。答案

D庫侖定律的理解及應(yīng)用1.解決庫侖力作用下平衡問題的方法步驟

庫侖力作用下平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了電場力。具體步驟如下：

2.一個結(jié)論

完全相同的兩帶電金屬球接觸后再分離帶有完全相同的電荷量。答案D2.(2017·揚(yáng)州一模)如圖2所示，一質(zhì)量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質(zhì)細(xì)線懸掛于天花板上的O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方l處的絕緣支架上固定一個與A帶同種電荷的小球B，兩個帶電小球都可視為點(diǎn)電荷。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設(shè)絲線中拉力為T，小球所受庫侖力為F，下列關(guān)系式正確的是(

)圖2解析對小球A受力分析，受重力、庫侖力和細(xì)線拉力，處于平衡狀態(tài)。通過幾何關(guān)系得出這三個力互成120°角，有T＝mg＝F，選項(xiàng)D正確。答案

D3.如圖3所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q。現(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷C，恰好使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(

)圖3 A.正，B的右邊0.4m處

B.正，B的左邊0.2m處 C.負(fù)，A的左邊0.2m處

D.負(fù)，A的右邊0.2m處

答案

C3個孤立共線點(diǎn)電荷的平衡規(guī)律“三點(diǎn)共線”——三個點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正、負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最?。弧敖∵h(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。

對電場強(qiáng)度的理解與計(jì)算1.電場強(qiáng)度的性質(zhì)矢量性規(guī)定正電荷受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向唯一性電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E是唯一的，它的大小和方向與放入該點(diǎn)的電荷q無關(guān)，它決定于形成電場的電荷(場源電荷)及空間位置2.電場強(qiáng)度的三個計(jì)算公式1.電場中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是(

) A.若放在P點(diǎn)的電荷的電荷量減半，則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半 B.若P點(diǎn)沒有試探電荷，則P點(diǎn)場強(qiáng)為零 C.P點(diǎn)場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)所受靜電力越大 D.P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向答案

C2.(多選)真空中兩點(diǎn)電荷q1、q2分別位于直角三角形的頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B上，D為斜邊AB的中點(diǎn)，∠ABC＝30°，如圖4所示。已知A點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直AB向下，則下列說法正確的是(

)圖4 A.q1帶正電，q2帶負(fù)電 B.D點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢 C.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半 D.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍

答案AC3.(多選)如圖5所示，在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量正點(diǎn)電荷(帶電荷量均為Q)，在y軸上C點(diǎn)有負(fù)點(diǎn)電荷(帶電荷量為Q)，且CO＝OD＝r，∠ADO＝60°。下列判斷正確的是(

)圖5 A.O點(diǎn)電場強(qiáng)度小于D點(diǎn)的電場強(qiáng)度 B.若兩個正點(diǎn)電荷的電荷量同時等量地緩慢增大，則O點(diǎn)電場強(qiáng)度也增大 C.若兩個正點(diǎn)電荷的電荷量同時等量地緩慢增大，則D點(diǎn)電場強(qiáng)度也增大 D.若負(fù)點(diǎn)電荷的電荷量緩慢減小，則D點(diǎn)電場強(qiáng)度將增大

答案

CD1.電場線的用途 (1)判斷電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線在該點(diǎn)切線方向相同，負(fù)電荷的受力方向和電場線在該點(diǎn)切線方向相反。 (2)判斷電場強(qiáng)度的大小(定性)——電場線密處電場強(qiáng)度大，電場線疏處電場強(qiáng)度小，進(jìn)而可判斷電荷受力大小和加速度的大小。 (3)判斷電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐漸降低，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向。 (4)判斷等勢面的疏密——電場越強(qiáng)的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏。

電場線的理解和應(yīng)用2.兩種等量點(diǎn)電荷的電場比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布圖連線中點(diǎn)O點(diǎn)的電場強(qiáng)度最小，指向負(fù)電荷一方為零連線上的電場強(qiáng)度大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外電場強(qiáng)度大小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)最小，向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對稱的A與A′、B與B′的電場強(qiáng)度等大同向等大反向1.如圖6所示，實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q(|Q|?|q|)由a運(yùn)動到b，電場力做正功。已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受電場力分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是(

) A.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>Fb B.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb C.若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a>Fb D.若Q為負(fù)電荷，則q帶正電，F(xiàn)a<Fb圖6解析由于粒子由a運(yùn)動到b電場力做正功，可知電場力指向外側(cè)，Q、q為同種電荷；電場線密集的地方電場強(qiáng)度大，由F＝Eq知Fa較大，選項(xiàng)A正確。答案

A2.等量的異種點(diǎn)電荷，如圖7所示是真空中兩點(diǎn)電荷的周圍的電場分布情況。圖中O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，OM＝ON。下列說法正確的是(

)圖7 A.同一電荷在O、M、N三點(diǎn)所受的電場力相同 B.同一電荷在O、M、N三點(diǎn)的電場力方向相同 C.O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小關(guān)系是EM＝EN>EO D.把另一自由電荷從M點(diǎn)靜止釋放，將沿MON做往復(fù)運(yùn)動

解析O、M、N三點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同，但大小不同，O點(diǎn)場強(qiáng)最大，EM＝EN<EO，同一電荷在三點(diǎn)所受的電場力大小不同，方向相同，故選項(xiàng)A、C錯誤，B正確；把另一電荷從M點(diǎn)靜止釋放，由于受到水平的電場力作用不會沿MON做往復(fù)運(yùn)動，故選項(xiàng)D錯誤。答案

B3.某靜電場中的電場線方向不確定，分布如圖8所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動到N，以下說法正確的是(

)圖8 A.粒子必定帶正電荷 B.該靜電場一定是孤立正電荷產(chǎn)生的 C.粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度 D.粒子在M點(diǎn)的速度大于它在N點(diǎn)的速度

解析帶電粒子所受靜電力沿電場線的切線方向或其反方向，且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，靜電力方向大致向上，因不知電場線的方向，粒子的電性無法確定，所以選項(xiàng)A錯誤；電場線是彎曲的，則一定不是孤立點(diǎn)電荷的電場，所以選項(xiàng)B錯誤；N點(diǎn)處電場線密，則場強(qiáng)大，粒子受到的靜電力大，產(chǎn)生的加速度也大，所以選項(xiàng)C正確；因靜電力大致向上，粒子由M運(yùn)動到N時，靜電力做正功，粒子動能增加，速度增加，所以選項(xiàng)D錯誤。答案

C巧解電場強(qiáng)度的四種思維方法——科學(xué)思維能力的培養(yǎng)

方法一、補(bǔ)償法將有缺口的帶電圓環(huán)補(bǔ)全為圓環(huán)，或?qū)肭蛎嫜a(bǔ)全為球面?！纠?】

(2017·石家莊質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖9所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球面頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為(

)圖9答案

A方法二、微元法

可將帶電圓環(huán)、帶電平面等分成許多微元電荷，每個微元電荷可看成點(diǎn)電荷，再利用公式和場強(qiáng)疊加原理求出合場強(qiáng)?！纠?】如圖10所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸