高中物理復(fù)習(xí)9-1第1講靜電場及其應(yīng)用課件

第1講靜電場及其應(yīng)用課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)，了解靜電現(xiàn)象．能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象．2．知道點(diǎn)電荷模型．知道兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律．體會探究庫侖定律過程中的科學(xué)思想和方法．3．知道電場是一種物質(zhì)．了解電場強(qiáng)度，體會用物理量之比定義新物理量的方法．會用電場線描述電場．4．了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護(hù)．物理觀念：認(rèn)識點(diǎn)電荷，了解電場的描述，掌握電場強(qiáng)度和電場線的特點(diǎn)．科學(xué)思維：建構(gòu)生活中帶電物體的模型，使用對稱、割補(bǔ)等物理方法，解決靜電場中的矢量運(yùn)算；強(qiáng)化電場的理解，運(yùn)用電場線的規(guī)律解釋不同場中的現(xiàn)象，并對電場強(qiáng)度、電勢進(jìn)行相關(guān)比較；從原理上會闡述靜電現(xiàn)象的成因，從而更好地利用靜電．考點(diǎn)一考點(diǎn)一庫侖定律的理解與應(yīng)用【必備知識·自主落實(shí)】1．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．

類似于質(zhì)點(diǎn)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(gè)物體________到另一個(gè)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________．大小轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變摩擦起電接觸起電得失電子2．庫侖定律(1)內(nèi)容：________中兩個(gè)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＝9.0×109N·m2/C2，叫靜電力常量．庫侖用扭秤測出

(3)適用條件：①________中；②________．真空電荷量的乘積二次方

真空點(diǎn)電荷

答案：C

答案：C

考向3庫侖力作用下的平衡例3[2023·海南卷]如圖所示，一光滑絕緣軌道水平放置，直徑上有A、B兩點(diǎn)，AO＝2cm，OB＝4cm，在A、B兩點(diǎn)固定兩個(gè)帶電荷量分別為Q1、Q2的正電荷，現(xiàn)有一個(gè)帶正電的小球靜置于軌道內(nèi)側(cè)P點(diǎn)(小球可視為點(diǎn)電荷)，已知AP∶BP＝n∶1，則Q1∶Q2是(

)A．2n2∶1B．4n2∶1C．2n3∶1D．4n3∶1答案：C

例4如圖所示，質(zhì)量相等可視為點(diǎn)電荷的A、B、C三個(gè)帶電絕緣小球，其中A帶負(fù)電并固定在絕緣豎直彈簧下端，當(dāng)A、B、C三個(gè)小球的球心距離為L時(shí)，B、C小球帶電荷量相等并懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是(

)A．小球A帶的電荷量是小球B帶電荷量的2倍B．小球A受到五個(gè)作用力C．彈簧彈力等于B、C兩個(gè)小球?qū)球引力的矢量和D．剪斷彈簧后B、C兩個(gè)小球一起做自由落體運(yùn)動答案：A

例5如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)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(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在靜電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(

)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：C

思維提升靜電力作用下的平衡問題(1)涉及靜電場中的平衡問題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了靜電力，具體步驟如下：(2)“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”模型①平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為零的位置．②模型特點(diǎn)：考點(diǎn)二

比值

正電荷電場力矢量平行四邊形【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】1．三個(gè)計(jì)算公式的比較

公式適用條件說明定義式任何電場某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為確定值，大小及方向與q無關(guān)決定式真空中靜止點(diǎn)電荷的電場E由場源電荷Q和場源電荷到某點(diǎn)的距離r決定關(guān)系式勻強(qiáng)電場d是沿電場方向的距離2.電場強(qiáng)度的疊加(如圖所示)例6(多選)如圖甲所示，在x軸上有一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出)，O、A、B為軸上三點(diǎn)．放在A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到的電場力跟試探電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖乙所示．以x軸的正方向?yàn)殡妶隽Φ恼较?，則(

)A．點(diǎn)電荷Q一定為正電荷B．點(diǎn)電荷Q在A、B之間C．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2×103N/CD．同一電荷在A點(diǎn)受到的電場力比在B點(diǎn)的大答案：BCD

答案：D

考點(diǎn)三考點(diǎn)三電場線的理解及應(yīng)用【必備知識·自主落實(shí)】1．電場線的定義：為了形象地了解和描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的________和________，在電場中畫出一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的________表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的________表示電場強(qiáng)度的大?。笮》较蚯芯€方向疏密2．電場線的特點(diǎn)正電荷不相交電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度方向降低垂直3．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)(1)導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度________．(2)導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面．(3)導(dǎo)體表面處的電場強(qiáng)度方向與導(dǎo)體表面________．(4)導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上．(5)在導(dǎo)體外表面越尖銳的位置，凈電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有凈電荷．處處為零垂直【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】1．兩種等量點(diǎn)電荷的電場線比較等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場線分布中垂線上的電場強(qiáng)度O點(diǎn)最大，向外逐漸減小O點(diǎn)為零，向外先變大后變小連線上的電場強(qiáng)度沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度最小沿連線先變小后變大，中點(diǎn)O處的電場強(qiáng)度為零2.分析電場中運(yùn)動軌跡問題的方法畫出運(yùn)動軌跡在初始位置的切線(“速度線”)與在初始位置電場線的切線(“力線”)方向，從二者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況．例8(多選)[2024·河南安陽統(tǒng)考二模]如圖所示，A、B為真空中兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，O為連線的中點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)位于兩電荷連線的中垂線上，且aO＝bO＝cO＝dO，取無窮遠(yuǎn)處為零勢面，則下列說法正確的是(

)A．圖中a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，ab連線間O點(diǎn)場強(qiáng)最大B．圖中c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，cd連線間O點(diǎn)場強(qiáng)最大C．圖中a、b兩點(diǎn)的電勢不同，ab連線間O點(diǎn)電勢為0D．圖中c、d兩點(diǎn)的電勢不同，cd連線間O點(diǎn)電勢為0答案：BC解析：真空中兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布如圖可得兩電荷連線上的電場強(qiáng)度方向相同，從a點(diǎn)到b點(diǎn)，電場強(qiáng)度先減小后增大，所以Ea＝Eb>EO，故A錯(cuò)誤；cd連線為兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線，中垂線上的電場強(qiáng)度方向相同，從c點(diǎn)到d點(diǎn)，電場強(qiáng)度先增大后減小，所以Ec＝Ed<EO，故B正確；因?yàn)閍b連線上電場方向向右，所以φa>φbcd連線為兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線，中垂線上的電勢都為零，即φc＝φd＝φO＝0故C正確，D錯(cuò)誤．例9[2023·全國甲卷]在一些電子顯示設(shè)備中，讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場，可以使發(fā)散的電子束聚集．下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場線，如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動軌跡，其中正確的是(

)答案：A解析：電子做曲線運(yùn)動滿足合力指向軌跡凹側(cè)，A正確；受力分析為可見與電場力的受力特點(diǎn)相互矛盾，B錯(cuò)誤；受力分析為可見與電場力的受力特點(diǎn)相互矛盾，C錯(cuò)誤；受力分析為可見與電場力的受力特點(diǎn)相互矛盾，D錯(cuò)誤．故選A.核心素養(yǎng)提升

非點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的疊加及計(jì)算方法1等效法——科學(xué)思維在保證效果相同的前提下，將復(fù)雜的電場情景變換為簡單的或熟悉的電場情景．例如：一個(gè)點(diǎn)電荷＋q與一個(gè)無限大薄金屬板形成的電場，等效為兩個(gè)異種點(diǎn)電荷形