高考物理一轮复习专题六电场第1讲库仑定律电场强度市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题六电场,1/49,考点内容,要求,热点考向,1.物质电结构、电,荷守恒,1.电场性质及带电粒子在电场中,运动问题是历年高考重点.复习时应,侧重对基本概念、规律进行认识和理,解.掌握描述电场性质几个物理量，,如电场强度、电势、电势能等，了解,平行板电容器电容，会分析带电粒,子在电场中运动问题.,2.静电现象解释、示波器等内容在考,纲中要求较低，且近些年全国卷中没,有考查这部分内容，但在复习时不能,完全忽略.,2.静电现象解释,3.点电荷,4.库仑定律,5.静电场,6.电场强度、点电荷,场强,7.电场线,8.电势能、电势,9.电势差,2/49,考点内容,要求,热点考向,10.匀强电场中电势,差与电场强度关系,3.以带电粒子在复合场(电场、磁场、,重力场)中运动为载体，对考生物理过,程和运动规律分析能力、物理原理、,规律利用能力、利用数学知识处理物,理问题能力以及空间想象能力等,综合考查.通常以计算题形式出现，并,常作为压轴题.,11.带电粒子在匀强,电场中运动,12.示波管,13.常见电容器,14.电容器电压、电,荷量和电容关系,(续表),3/49,4/49,第,1,讲,库仑定律电场强度,5/49,考点,1,电荷、电荷守恒定律,1.点电荷：当带电体大小、形状对所研究问题影响可,忽略不计时，就能够看作带电点，叫做_.(类似于力,学中质点),点电荷,整数倍,2.元电荷：元电荷不是一个电荷，而是电荷量单位，其,大小等于一个电子或一个质子所带电荷量，即,e,1.60,10,19,C.,全部带电体电荷量都是元电荷_.,6/49,3.电荷守恒定律,代数和,摩擦,感应,接触,(1)内容：电荷既不能创造，也不能毁灭，它们只能从一个,物体转移到另一物体，或者从物体一个部分转移到另一部分，,在转移过程中，电荷_保持不变.,(2)物体带电方式有 _ 起电、_ 起电、,_起电.,7/49,考点,2,库仑定律,电荷量乘积,1.内容：在真空中两个静止点电荷相互作用力跟它们,_成正比，跟它们间_成反比.,作用力方向在它们连线上.,距离二次方,2.,表示式：,F,_,，式中,k,9.0,10,9,Nm,2,/C,2,，叫,做静电力常量.,3.适用条件：真空中_.,点电荷,8/49,考点,3,电场、电场强度,1.电场：电荷周围存在一个特殊物质.电场对放入其中,电荷有_.静止电荷产生电场称为_.,2.电场强度,力作用,静电场,比值,(1)定义：放入电场中某点电荷所受电场力,F,与它电,荷量_.,正电荷,负电荷,(2)公式：_.,(3)矢量性：电场强度是矢量，方向与该点_所受,电场力方向一致，与该点_所受电场力方向相反.,9/49,电场中某点电场强度由电场本身决定，与检,验电荷无关,.,矢量和,(4)真空中点电荷电场强度决定式：_，其,中,Q,是形成电场场源电荷.,(5)电,场叠加：某点电场等于各个电荷单独存在时在该,点产生电场,_.,10/49,考点,4,电场线,切线,强弱,1.电场线：在电场中画出一些曲线，曲线上每一点,_方向都跟该点电场强度方向一致，曲线疏密表示电,场_.电场线不是实际存在线，而是为了描述电场而假,想线.,11/49,2.电场线特点,(1)电场线从_或无限远处出发，终止于_或,无限远处.,正电荷,负电荷,越大,垂直,(2)电场线不相交.,(3)在同一电场里，电场线越密地方电场强度_.,高,低,(4)电场线与等势面处处_.,(5)由_电势指向_电势.,12/49,3.几个经典电场线(如图 6-1-1 所表示).,图,6-1-1,13/49,【基础自测】,(,),A.N/C,B.V/m,C.J/C,D.Tm/s,答案：,C,14/49,2.(,年浙江卷,),如图 6-1-2 所表示，两个不带电导体,A,和,B,，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷物体,C,),图 6-1-2,置于,A,附近，贴在,A,、,B,下部金属箔都张开(,A.此时,A,带正电，,B,带负电,B.此时,A,电势低，,B,电势高,C.移去,C,，贴在,A,、,B,下部金属箔都闭合,D.先把,A,和,B,分开，然后移去,C,，贴在,A,、,B,下部金属箔都闭合,答案：,C,15/49,3.(,年北京西城区期末,),如图 6-1-3 所表示，两个电荷量均,为,q,小球用长为,l,轻质绝缘细绳连接，静止在光滑绝缘,水平,面上,.两个小球半径,r,l,，,k,表示静电力常量.则轻绳拉,力大小为(,),图 6-1-3,16/49,解析：,轻绳拉力大小等于两个带电小球之间库仑力，,答案：,B,17/49,4.(,年甘肃兰州模拟,),如图 6-1-4 所表示，真空中,xOy,平面,直角坐标系上,ABC,三点组成等边三角形，边长,L,2.0 m.若,将电荷量均为,q,2.0,10,6,C,两点电荷分别固定在,A,、,B,点，已知静电力常量,k,9.0,10,9,Nm,2,/C,2,，求：,(1)两点电荷间库仑力大小.,(2),C,点电场强度大小和方向,.,图 6-1-4,18/49,代入数据解得,F,9.0,10,3,N.,解：,(1)依据库仑定律，,A,、,B,两点电荷间库仑力大小为,(2),A,、,B,两点电荷在,C,点产生电场强度大小相等，,均为,A,、,B,两点电荷形成电场在,C,点合电场强度大小为,E,2,E,1,cos 30,由式并代入数据得,E,7.810,3,N/C,电场强度,E,方向沿,y,轴正方向.,19/49,热点,1,考向,1,库仑定律了解及应用,电荷守恒定律和库仑定律应用,20/49,答案：,C,21/49,考向,2,“,三个自由点电荷平衡,”问题,【典题,2,】,两个可自由移动点电荷分别放在,A,、,B,两处，,如图 6-1-5 所表示.,A,处电荷带电荷量为,Q,1,，,B,处电荷带电荷量,为,Q,2,，且,Q,2,4,Q,1,，另取一个能够自由移动点电荷,P,，放,),在,AB,直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则(,A.,P,为负电荷，且放于,A,左方,B.,P,为负电荷，且放于,B,右方,图 6-1-5,C.,P,为正电荷，且放于,A,、,B,之间,D.,P,为正电荷，且放于,B,右方,22/49,解析：,因为每个电荷都受到其余两个电荷库仑力作用，,且已知放在,A,、,B,两处点电荷是异种电荷，对,P,作用力一,为引力，一为斥力，所以,P,要平衡就不能放在,A,、,B,之间.依据,库仑定律知，因为,B,处电荷电荷量较大，,P,应放在离,B,处点,电荷较远而离,A,处点电荷较近地方才有可能处于平衡状态，,故应放在,A,左侧.要使放在,A,、,B,两处点电荷也处于平衡状,态，,P,必须带负电，故应选 A.,答案：,A,23/49,考向,3,库仑力作用下平衡问题,【典题,3,】,(,多项选择，,年广东第二次大联考,),如图 6-1-6 所,示，,A,、,B,两球所带电荷量均为2,10,5,C，质量均为 0.72 kg，,其中,A,球带正电荷，,B,球带负电荷，且均可视为点电荷.,A,球通,过绝缘细线吊在天花板上，,B,球固定在绝缘棒一端，,现将,B,球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，,A,球,静止且与竖直方向夹角为 30，则,A,、,B,球之间,距离可能为(,),图 6-1-6,A.0.5 m,B.0.8 m,C.1.2 m,D.2.5 m,答案：,AB,24/49,表示式,公式意义,电场强度定义,式,真空中点电荷电场,强度决定式,匀强电场中 E 与,U 关系式,适用条件,一切电场,真空；,点电荷,匀强电场,决定原因,由电场本身决,定，与,q,无关,由场源电荷 Q 和场,源电荷到该点距,离 r 共同决定,由电场本身决,定，d 为沿电场,方向距离,热点,2,电场强度了解和计算,热点归纳,1.电场强度三个表示式比较：,25/49,2.电场叠加,(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生电场强度为各电,荷单独在该处所产生电场强度矢量和.,(2)运算法则：平行四边形定则.,3.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.,26/49,考向,1,合成法计算合电场强度,【典题,4,】,(,年山东卷,),在直角坐标系,xOy,中，,M,、,N,两,点位于,x,轴上，,G,、,H,两点坐标如图 6-1-7 所表示.,M,、,N,两点各固,定一负点电荷，一电荷量为,Q,正点电荷置于,O,点时，,G,点处电场强度恰好为零.静电力常,量用,k,表示.若将该正点电荷移到,G,点，则,H,点处场强大小和方向分别为(,),图 6-1-7,27/49,28/49,答案：,B,方法技巧：,分析电场叠加问题普通步骤是：,(1),确定分析计算空间位置；,(2),分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点,电场强度大小和方向；,(3),依次利用平行四边形定则求出矢量和,.,29/49,考向,2,对称法计算合电场强度,【典题,5,】,(,年湖北孝感一模,),如图 6-1-8 所表示，在二分之一,径为,r,圆周上均匀分布有,N,个带电小球(可视为质点)无间隙,排列，其中,A,点小球带电荷量为3,q,，其余小球带电荷量为,q,，此时圆心,O,点电场强度大小为,E,，现仅撤去,A,点小,球，则,O,点电场强度大小为(,),图 6-1-8,A.,E,B.,E,2,C.,E,3,D.,E,4,30/49,解析：,假设圆周上均匀分布都是电荷量为,q,小球，,因为圆周对称性，依据电场叠加原理知，圆心,O,处电场场,强为 0，所以圆心,O,点电场强度大小等效于,A,点处电荷量为,答案：,B,31/49,考向,3,等效法计算合电场强度,【典题,6,】,(,年贵州七校联盟高三第一次大联考,),均匀,带电球壳在球外空间产生电场等效于电荷集中于球心,处产,生电场,.如图 6-1-9 所表示，在半球面,AB,上均匀分布着正电荷，,总电荷量为,q,，球面半径为,R,，,CD,为经过半,球顶点与球心,O,轴线，在轴线上有,M,、,N,两点，,OM,ON,2,R,.已知,M,点电场强度,大小为,E,，则,N,点电场强度大小为(,),图 6-1-9,答案：,B,32/49,热点,3,电场线及电场线与带电粒子运动轨迹综合题,热点归纳,1.电场线应用：,33/49,比较项目,等量异种点电荷,等量同种点电荷,电场线分布图,连线中点 O 处电场,强度,连线上,O,点电场强,度最,小，指向负电荷一方,为零,连线上电场强度大,小从左到右),沿连线先变小，再变大,沿连线先变小，再,变大,2.等量同种和异种点电荷电场线：,34/49,比较项目,等量异种点电荷,等量同种点电荷,沿中垂线由,O,点向外,电,场强度大小,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 A 与,A、B 与 B电场,强度,等大同向,等大反向,(续表),35/49,考向,1,电场线与粒子运动轨迹综合题,【典题,7,】,(,年福建三明模拟,),如图 6-1-10 所表示，实线,为不知方向三条电场线，从电场中,M,点以相同速度垂直于电,场线方向飞出,a,、,b,两个带电粒子，仅在电场力作用下运动轨,迹如图中虚线所表示，则(),A.,a,一定带正电，,b,一定带负电,B.,a,速度将减小，,b,速度将增加,图 6-1-10,C.,a,加速度将减小，,b,加速度将增大,D.两个粒子动能一个增,加一个减小,36/49,解析：,依据两粒子偏转方向，可知两粒子带异性电荷，,但无法确定其详细电性，故 A 错误；由粒子受力方向与速度方,向关系，可判断电场力对两粒子均做正功，两粒子速度、,动能均增大，故 B、D 错误；从两粒子运动轨迹判断，,a,粒子,经过电场电场线逐步变得稀疏，,b,粒子经过电场电场,线逐步变密，说明,a,加速度减小，,b,加速度增大，故 C 正,确.,答案：,C,37/49,方法技巧：,电场线与轨迹问题判断方法：,(1)“,运动与,力两线法,”,画出,“,速度线,”(,运动轨迹在,初始位置切线,),与,“,力线,”(,在初始位置电场线切线方向,)，,从二者夹角情况来分析曲线运动情况.,(2)“,三不知,时要假设,”电荷正负、电场强,度方向,或等势面电势高低、电荷运动方向,.,若已知其中任一个，,可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知,，则要用,“,假设,法,”,分别讨论各种情况,.,38/49,考向,2,电场线与速度,-,时间图象综合,问题,【典题,8,】,A,、,B,是一条电场线上两个点，一带负电微,粒仅在电场力作用下以一定初速度从,A,点沿电场线运动到,B,),点，其速度-时间图象如图 6-1-11 所表示.则这一电场可能是(,图 6-1-11,A,B,C,D,答案：,A,39/49,方法技巧：,一是依据速度,-时间图象判断电荷做加速,运动还,是减速运动，判断出电场力方向，进而判断出电场线方向；,二是依据速度,-,时间图象斜率表示加速度，判断出加速度大小,改变情况，判断出电场力改变情况，进而判断出电场线疏,密改变情况,.,40/49,考向,3,等量同种电荷电场与粒子运动轨迹综合题,【典题,9,】,(,多项选择,),如图 6-1-12 所表示，两个带等量负电荷小,球,A,、,B,(可视为点电荷)，被固定在光滑绝缘水平面上，,P,、,N,是小球,A,、,B,连线水平中垂线上两点，且,PO,ON,.现将,一个电荷量很小带正电小球,C,(可视为质点)由,P,点静止释,放，在小球,C,向,N,点运动过程中，以下关于小,),球,C,说法可能正确是(,A.速度先增大，再减小,B.速度一直增大,图 6-1-12,C.加速度先增大再减小，过,O,点后，加速度先减小再增大,D.加速度先减小，再增大,41/49,解析：,在,AB,中垂线上，从无穷远处到,O,点，电场强度,先变大后变小，到,O,点变为零，故正电荷所受库仑力沿连线,中垂线运动时，电荷加速度先变大后变小，速度不停增大，,在,O,点加速度变为零，速度到达最大；由,O,点到无穷远处时，,速度改变情况与另一侧速度改变情况含有对称性假如,P,、,N,相距很近，加速度则先减小，再增大，A、D 项正确.,答案：,AD,42/49,热点,4,带电体力电综合问题,热点归纳,解答力电综合问题普通思绪：,43/49,【典题,10,】,(,年江西师范大学从属中学高三月考,),如图,6-1-13,所表示竖直平面内有范围足够大、水平向左匀强电场，,电场强度为,E,.一绝缘弯杆由两段直杆和二分之一径,R,1.6 m 四分,之一圆弧杆,MN,组成，固定在竖直平面内，两直杆与圆弧杆,连接点分别是,M,、,N,，竖直杆,PM,和水平杆,NQ,均足够长，,PMN,段光滑.现有一质量为,m,1,0.2 kg、带电荷量为,q,小环 1 套在,PM,杆上，从,M,点上方,D,点由,静止释放，恰好能到达,N,点,.已知,q,2,10,2,C,，,E,210,2,N/m,g,取,10 m/s,2,.,图 6-1-13,44/49,(1)求,D,、,M,间距离,h,1,.,(2)求小环 1 第一次经过圆弧杆上,M,点时，圆弧杆对小环,作用力,F,大小？,(3)在水平杆,NQ,上,N,点套一个质量为,m,2,0.6 kg、不带,电小环 2，小环 1 和 2 与,NQ,间动摩擦因数,0.1.现将小环,1 移至距离,M,点上方,h,2,14.4 m 处由静止释放，两环碰撞后，,小环 2 在,NQ,上经过最大距离是,s,2,8 m.两环间无电荷转移.,环与杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.经过足够长时,间，问小环 1 状态？并求小环 1 在水平杆,NQ,上运动所经过,总旅程,s,1,.,45/49,46/49,47/49,小环 1 碰撞后向右运动，水平方向受向左电场力和滑动,摩擦力，停顿后又将向左运动，回到,N,点速度大于零，沿竖,直轨道运动，将超出,D,点，以后如此做往复运动，每次回到,N,点速度越来越小，最终等于零，将不会在水平杆,NQ,上运动.小,环 1 最终状态是：在,D,、,N,两点之间做往复运动.,s,1,8 m,故在水平杆,NQ,上运动所经过总旅程为 8 m.,48/49,方法技巧：,运动情况反应受力情况：,(1)物体静止(保持)：,F,合,0.,(2)做直线运动,匀速直线运动：,F,合,0.,变速直线运动：,F,合,0，且,F,合,与速度方向总是一致.,(3)做曲线运动：,F,合,0，,F,合,与速度方向不在一条直线上，且总指向运动轨迹曲线凹一侧.,(4),F,合,与,v,夹角为,，加速运动：0,90；减速运动；90,180.,(5)匀变速运动：,F,合,恒量.,49/49,