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单击此处编辑母版文本样式,必考部分 电磁学/8-12章,第八章 电场,8.1 电场力性质,1/60,高考研读,考点要求,命题视角,复习策略,物质电结构、电荷守恒,静电现象解释,点电荷,库仑定律,静电场,电场强度、点电荷场强,电场线,电势能、电势,电势差,匀强电场中电势差与电场强度,关系,带电粒子在匀强电场中运动,示波管,常见电容器,电容器电压、电荷量和电容关系,1.本章内容在高考中单独命题较多，不但有选择题，还有计算题选择题主要考查对基本概念和物理模型了解，如对电场分布特点、电势和电势能了解,2在计算题中，带电粒子在电场中运动是高考热点内容带电粒子在电场中加速和偏转问题常与牛顿运动定律、功效关系、能量守恒定律等内容综合在一起考查,3有时也与实际生活、科学研究联络亲密出题，如喷墨打印机、静电除尘器、示波管、串联加速器等都有可能成为高考新情景综合问题命题素材.,1.本章内容较多，复习时候需要从描述电场力性质和能性质两个角度深入了解电场，抓住根本，强化训练复习电势能时需要和重力势能对比，复习电场力做功时需要和重力做功对比,2处理带电粒子在电场中运动问题时，要善于把电学问题转化为力学问题带电粒子在电场中运动常与平抛运动结合处理这些问题时要尤其注意以下两个结合：(1)电场性质与牛顿运动定律、运动学公式、运动合成与分解相结合；(2)电场性质与动能定理、能量守恒定律相结合.,2/60,电场知识体系,3/60,4/60,第1节 电场力性质,5/60,栏 目 导 航,1,2,3,4,抓知识点,抓重难点,课时跟踪检测,抓易错点,6/60,抓知识点,专心研读 领悟细微深处,1,7/60,一、电荷电荷守恒定律,1,两种电荷,毛皮摩擦过橡胶棒带,电，丝绸摩擦过玻璃棒带,电同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电物体能吸引轻小物体,2,元电荷,最小电荷量，其值为,e,.,其它带电体电荷量皆为元电荷,倍,负,正,1.6010,19,_C,整数,8/60,3,电荷守恒定律,(1)内容：电荷既不会创生，也不会毁灭，它只能从一个物体,到另一个物体，或者从物体一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量_,(2)起电方式：_、_、感应起电,(3)带电实质：物体带电实质是_,转移,保持不变,摩擦起电,接触起电,得失电子,9/60,加深了解,完全相同带电小球接触时，对于电荷量重新分配规律要明确，注意接触后分开电荷量能平均分配前提条件是球完全相同,假如金属球带同种电荷，总电荷量直接平分；假如金属球带异种电荷，需要先中和，剩下电荷再平均分配,10/60,有三个相同绝缘金属小球,A,、,B,、,C,，其中小球,A,带有310,3,C正电荷，小球,B,带有210,3,C负电荷，小球,C,不带电先将小球,C,与小球,A,接触后分开，再将小球,B,与小球,C,接触后分开，试求这时三球带电荷量分别为多少？,即时突破,11/60,12/60,二、点电荷及库仑定律,1,点电荷,是一个理想化物理模型，当带电体本身,和,对研究问题影响很小时，能够将带电体视为点电荷,2,库仑定律,(1)内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量乘积成,，与它们距离二次方成,，作用力方向在它们,上,(2)表示式：,F,.,(3)适用条件：,中,形状,大小,正比,反比,连线,真空,点电荷,13/60,加深了解,(1)一个带电体能否看成点电荷取决于其本身几何形状、大小及与带电体之间距离比较，与带电体大小无关,(2)点电荷与质点概念类似，它们都是理想化模型，突出问题主要原因，这为我们研究问题带来了方便,14/60,如图所表示，两个质量均为,m,完全相同金属球壳,a,与,b,，其壳层厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间距离,l,为球半径3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量绝对值均为,Q,，那么关于,a,、,b,两球之间万有引力,F,引,和库仑力,F,库,表示式正确是(),即时突破,15/60,16/60,力,任何电场,V/m,真空,正电荷,矢量和,17/60,加深了解,两个等量电荷电场特点比较,18/60,比较,等量异种点电荷,等量同种点电荷,电荷连线上电场强度,沿连线先变小后变大,O,点最小，但不为零,O,点为零,中垂线上电场强度,O点最大，向外逐步减小,O,点最小，向外,先变大后变小,关于O点对称位置电场强度,A,与,A,、,B,与,B,、,C,与,C,等大同向,等大反向,19/60,3,电场线,(1)电场线是为了形象地描述电场而引入，是假想、客观不存在，它有以下特点：,电场线从_或无限远处出发，终止于无限远处或_；,电场线在电场中不相交；,在同一电场里，电场线_地方电场强度越大；,电场线上某点切线方向表示该点_；,沿电场线方向电势逐步_；,电场线和等势面在相交处_,正电荷,负电荷,越密,电场强度方向,降低,相互垂直,20/60,(2)几个经典电场电场线,21/60,法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场图为点电荷,a,、,b,所形成电场电场线分布图，以下几个说法正确是(),A,a,、,b,为异种电荷，,a,带电荷量大于,b,带电荷量,B,a,、,b,为异种电荷，,a,带电荷量小于,b,带电荷量,C,a,、,b,为同种电荷，,a,带电荷量大于,b,带电荷量,D,a,、,b,为同种电荷，,a,带电荷量小于,b,带电荷量,即时突破,22/60,23/60,抓重难点,动手演练 掌握提分技巧,2,24/60,1,几个常见平衡问题,重难点,1,库仑力作用下平衡问题,25/60,2.在同一直线上三个自由点电荷平衡问题,(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处合场强为零，或每个点电荷受到两个库仑力必须大小相等，方向相反,(2)规律,“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上；,“两同夹异”正、负电荷相互间隔；,“两大夹小”中间电荷电荷量最小；,“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小电荷,26/60,(多项选择),(年浙江卷),如图所表示，用两根长度相同绝缘细线把一个质量为0.1 kg小球,A,悬挂到水平板,M,、,N,两点，,A,上带有,Q,3.010,6,C正电荷两线夹角为120，两线上拉力大小分别为,F,1,和,F,2,.,A,正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷小球,B,，,B,与绝缘支架总质量为0.2 kg(重力加速度取,g,10 m/s,2,；静电力常量,k,9.010,9,Nm,2,/C,2,，,A,、,B,球可视为点电荷)，则(),A支架对地面压力大小为2.0 N,B两线上拉力大小,F,1,F,2,1.9 N,C将,B,水平右移，使,M,、,A,、,B,在同一直线上，,此时两线上拉力大小,F,1,1.225 N，,F,2,1.0 N,D将,B,移到无穷远处，两线上拉力大小,F,1,F,2,0.866 N,例 1,27/60,28/60,29/60,处理库仑力作用下平衡问题方法步骤,库仑力作用下平衡问题分析方法与纯力学平衡问题分析方法是相同，只是在原来受力基础上多了电场力详细步骤以下：,提分秘笈,30/60,如图所表示，在一条直线上有两个相距0.4 m点电荷,A,、,B,，,A,电荷量为,Q,，,B,电荷量为9,Q,.现引入第三个点电荷,C,，恰好使三个点电荷均在电场力作用下处于平衡状态，则,C,带电性质及位置可能是(),A正,B,右边0.4 m处,B正,B,左边0.2 m处,C负,A,左边0.2 m处,D负,A,右边0.2 m处,解析：,要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足,“,两同夹异,”“,两大夹小,”,标准，所以选项C正确,答案：,C,跟踪训练 1,31/60,1,电场强度公式,重难点,2,电场强度计算,32/60,2,电场叠加,(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生电场为各电荷在该处所产生电场矢量和,(2)运算法则：平行四边形定则,3,求解电场强度几个特殊思维方法,电场强度是静电学中极其主要概念，也是高考考点分布重点区域之一求电场强度方法除了常见定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等，还有几个特殊思维方法,33/60,(1)等效替换法,“等效替换”方法，是指在效果一致前提下，从,A,事实出发，用另外,B,事实来代替，必要时再用,C,代替,B,直至实现所给问题条件，从而建立与之相对应联络，得以用相关规律解之如以模型替换实物、以协力(合运动)替换数个分力(分运动)、等效电阻、等效电源等,(2)微元法,微元法就是将研究对象分割成许多微小单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而能够化曲为直，使变量、难以确定量化为常量、轻易确定量,34/60,(3)赔偿法,求解电场强度，惯用方法是依据问题给出条件建立物理模型，假如这个模型是一个完整标准模型，则轻易处理但有时由题给条件建立模型不是一个完整标准模型，比如说是模型,A,，这时需要给原来问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个轻易求解模型,B,，而且模型,A,与模型,B,恰好组成一个完整标准模型这么，求解模型,A,问题就变为求解一个完整标准模型与模型,B,差值问题,(4)极值法,物理学中极值问题可分为物理型和数学型两类物理型主要依据物理概念、定理、定律求解数学型则是在依据物理规律列方程后，依靠数学中极值知识求解,35/60,例 2,36/60,37/60,计算电场强度惯用五种方法,(1)电场叠加合成方法,(2)平衡条件求解法,(3)对称法,(4)赔偿法,(5)等效法,提分秘笈,38/60,跟踪训练 2,39/60,40/60,跟踪训练 3,41/60,42/60,重难点,3,电场线了解及应用,43/60,(多项选择),(届大同期末),如右图所表示，为某一点电荷所形成一簇电场线，,a,、,b,、,c,三条虚线为三个带电粒子以相同速度从,O,点射入电场运动轨迹，其中,b,虚线为一圆弧，,AB,BC,，且三个粒子电荷量大小相等，不计粒子重力及相互作用力，则以下说法正确是(),A,a,一定是正粒子运动轨迹，,b,和,c,一定是负粒子,运动轨迹,B因为,AB,BC,，故,U,AB,U,BC,C,a,对应粒子加速度越来越小，,c,对应粒子加速度越来越大，,b,对应粒子加速度大小不变,D,b,对应粒子质量大于,c,对应粒子质量,例 1,44/60,45/60,分析带电粒子运动轨迹类问题技巧,提分秘笈,判断速度方向,带电粒子轨迹切线方向为该点处速度方向,判断电场力(或场强)方向,仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线凹侧，再依据粒子正负判断场强方向,判断电场力做功正负及电势能增减,若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能降低；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加,46/60,(届湛江期中)某点电荷和金属圆环间电场线分布如图所表示以下说法正确是(),A,b,点电势低于,a,点电势,B若将一正试探电荷由,a,点移到,b,点，电场力做负功,C,c,点电场强度与,d,点电场强度大小无法判断,D若将一正试探电荷从,d,点由静止释放，电荷将沿着电场线由,d,到,c,跟踪训练 4,47/60,解析：,沿电场线方向电势逐步降低，因,b,点所在等势面高于,a,点所在等势面，故,b,点电势高于,a,点电势，选项A错误；若将一正试探电荷由,a,点移到,b,点，电场力做负功，选项B正确；因为电场线密集地方场强较大，故,d,点场强大于,c,点场强，选项C错误；因,dc,电场线是曲线，故若将一正试探电荷从,d,点由静止释放，电荷将不能沿着电场线由,d,到,c,，选项D错误,答案：,B,48/60,抓易错点,亲身体会 击破微弱步骤,3,49/60,例 1,易错点,1,场强叠加问题有时感觉无从下手,50/60,51/60,52/60,【错后感悟】,本题易使学生感觉到无从下手，实际上只要抓住电场叠加原理，分析半球壳在,O,点场强方向，结合左右两侧球壳上点电荷到,O,点距离关系，进行分析，再比较场强大小关系即可,53/60,(届江西上饶铅山一中、横峰中学、弋阳一中、德兴一中四校联考)如图所表示，三个小球,a,、,b,、,c,分别用三根绝缘细线悬挂在同一点,O,，细线长度关系为,Oa,Ob,Oc,，让三球带电后它们能静止在图中所表示位置此时细线,Oc,沿竖直方向，,a,、,b,、,c,连线恰组成一等边三角形，则以下说法不正确是(),A,a,、,b,两球质量一定相等,B,a,、,b,两球所带电荷量一定相等,C,a,、,b,两球所处位置电场强度相等,D细线,Oa,、,Ob,所受拉力大小一定相等,跟踪训练 1,54/60,解析：,因为,Oc,沿竖直方向，而,c,受重力及细线拉力也在竖直方向，所以,a,对,c,库仑力与,b,对,c,库仑力一定等大，即,q,a,q,b,，B正确；对,a,、,b,受力分析，,a,、,b,连线水平，则,m,a,m,b,，A正确；因,c,对,a,、,b,库仑力大小相等，由受力分析知,Oa,、,Ob,所受拉力大小相等，D正确；,a,处电场是,b,和,c,产生电场叠加而成，,b,处电场是,a,和,c,产生电场叠加而成，,a,、,b,平衡，因为,a,、,b,两球所受重力相同，,a,、,b,两球所受拉力大小相等，所以两球受到电场力大小相同，但方向不一样，所以,a,、,b,处电场强度方向不一样，C错误,答案：,C,55/60,错后感悟：,本题中,a,、,b,两球展现状态含有对称性，,a,、,b,、,c,组成三角形为正三角形，说明,a,、,b,两球在质量和电荷量上都是大小相等，两球带等量同种电荷，受力情况也相同从对称入手，可使问题分析起来较简单很多同学认识不到这一点，会感到无从下手,56/60,(多项选择)如图所表示，图中实线是一簇未标明方向由点电荷产生电场线，虚线是某一带电粒子经过该电场区域时运动轨迹，,a,、,b,是轨迹上两点若粒子在运动中只受电场力作用依据此图能作出正确判断是(),A带电粒子所带电荷符号,B粒子在,a,、,b,两点受力方向,C粒子在,a,、,b,两点何处速度大,D,a,、,b,两点电场强弱,例 2,易错点,2,理不清电场中运动轨迹与电场力、电场线关系,57/60,【解析】,由图，粒子运动轨迹向左弯曲，说明粒子在,a,、,b,两点受到电场力沿电场线向左，因为电场线方向不明，无法确定粒子电性，故A错误，B正确；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子动能减小，电势能增大，则粒子在,a,点速度较大，故C正确；依据电场线疏密程度可判断,a,、,b,两点场强大小，故D正确,【答案】,BCD,【错后感悟】,(1)误认为电场线方向就是点电荷受到电场力作用方向(2)误认为电场线是电荷在电场中运动轨迹(3)错误依据电场线方向来判断电场强度大小,58/60,(多项选择)如图所表示，实线为某电场电场线，虚线为一带电粒子经过该电场区域运动轨迹，,A,、,B,是轨上两点，则(),A该电荷一定带负电,B该电荷一定带正电,C该电荷经过,A,点时动能比经过,B,点时动能大,D该电荷经过,A,点时加速度比经过,B,点时加速度大,解析：,电荷所受电场力指向轨迹内侧，即斜向右上方，而电场线指向左下方，所以该电荷一定带负电，故A正确，B错误；因为电场力与速度成钝角，做负功，依据动能定理得知，动能减小，则电荷经过,A,点时动能比经过,B,点时动能大，故C正确；电场线越密，电场强度大，所受电场力大，可知,B,处场强较大，电荷所受电场力较大，加速度也较大，故D错误,答案：,AC,跟踪训练 2,59/60,Thank you for watching,60/60,
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