高考物理總復(fù)習(xí) 第1講 電場的力的性質(zhì)課件 新人教版選修31

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1、考綱要求考綱要求高頻考點(diǎn)高頻考點(diǎn)物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒靜電現(xiàn)象的解釋靜電現(xiàn)象的解釋點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷庫侖定律庫侖定律靜電場靜電場電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)電場線電場線電勢能，電勢電勢能，電勢電勢差電勢差勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系的關(guān)系帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)示波管示波管常用電容器常用電容器電容器的電壓、電荷量和電容電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系的關(guān)系考點(diǎn)考點(diǎn)201220112010電場力的電場力的性質(zhì)性質(zhì)安徽安徽20，浙江，浙江5，江蘇，江蘇1，上海，上海12、20廣東廣東21，海，海南南3海南海南

2、4，福建，福建18，陜西，陜西17電場能的電場能的性質(zhì)性質(zhì)山東山東19，福建，福建15，安徽，安徽18，天，天津津5，重慶，重慶20，上海上海3海南海南1，上，上海海1、14，江蘇江蘇8，山，山東東21，北京，北京24安徽安徽16，廣東，廣東21，四川，四川21，天津天津5，山東，山東20，上海，上海9，江蘇江蘇5電容器、電容器、帶電粒子帶電粒子在電場中在電場中的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)課程標(biāo)準(zhǔn)卷課程標(biāo)準(zhǔn)卷18，廣東廣東20，浙江，浙江20，江蘇，江蘇2，上，上海海2、9天津天津5，安，安徽徽18,20，浙，浙江江12、25重慶重慶18，北京，北京18，江蘇，江蘇15考情考情分析分析預(yù)計(jì)在預(yù)計(jì)在2014年本

3、章高考試題主要集中在兩個(gè)大的方年本章高考試題主要集中在兩個(gè)大的方面：其一是電場的描述，涉及電場強(qiáng)度、電場線、電面：其一是電場的描述，涉及電場強(qiáng)度、電場線、電勢差、電勢、等勢面、平行板電容器的電容以及平行勢差、電勢、等勢面、平行板電容器的電容以及平行板電容器所形成的勻強(qiáng)電場；其二是電場力、電場力板電容器所形成的勻強(qiáng)電場；其二是電場力、電場力做功、電勢能的變化，還有帶電粒子在電場中的加速做功、電勢能的變化，還有帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)，將電場的概念、規(guī)律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能和偏轉(zhuǎn)，將電場的概念、規(guī)律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等有機(jī)地結(jié)合起來本章對基本概念的考查通常關(guān)系等有機(jī)地結(jié)合起來本章對基本概

4、念的考查通常難度較小，綜合題難度較大難度較小，綜合題難度較大.1.61019 C 整數(shù)倍整數(shù)倍 1.61019 C 大小大小 形狀形狀 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 感應(yīng)起電感應(yīng)起電 得失電子得失電子 相同電荷相同電荷 平分平分 思考1電荷量、元電荷、點(diǎn)電荷和試探電荷，它們有何區(qū)別和聯(lián)系？提示 電荷量是物體帶電的多少，電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍；元電荷不是電子也不是質(zhì)子，而是最小的電荷量，電子和質(zhì)子帶最小的電荷量，即e1.61019 C；點(diǎn)電荷要求“線度遠(yuǎn)小于研究范圍的空間尺度”，是一種理想化的模型，對其帶電荷量無限制；試探電荷要求放入電場后對原來的電場不產(chǎn)生影響，且要求在其占據(jù)的空間內(nèi)場強(qiáng)“

5、相同”，故其應(yīng)為帶電量“足夠小”的點(diǎn)電荷成正比成正比 成反比成反比 9.0109 (2)對庫侖定律的三點(diǎn)說明庫侖定律只適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷，空氣中也可以近似使用庫侖力的方向由兩帶電體的電性決定，可按照同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引確定計(jì)算庫侖力的大小時(shí)，只代入電荷電量的絕對值，不需要代入符號思考2當(dāng)計(jì)算兩個(gè)帶電金屬球之間的靜電力時(shí)，兩個(gè)電荷之間的距離一定等于兩球心之間的距離嗎？提示 (1)當(dāng)兩個(gè)小球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑時(shí)，可把金屬球看做點(diǎn)電荷，兩電荷之間的距離等于兩球心之間的距離(2)當(dāng)兩小球之間的距離與小球的直徑差別不大時(shí)，不能把小球當(dāng)成點(diǎn)電荷，若兩金屬球帶同種電荷，由于電荷的

6、排斥，實(shí)際距離將大于兩球心之間的距離；若兩金屬球帶異種電荷，由于電荷的吸引，實(shí)際距離將小于兩球心之間的距離力的作用力的作用 V/m 真空真空 正電荷正電荷 所受電場力所受電場力 (1)場強(qiáng)三個(gè)表達(dá)式的比較(2)電場的疊加原理及計(jì)算法則電場的疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和計(jì)算法則：遵循平行四邊形定則電場電場 切線方向切線方向 疏密疏密 正電荷正電荷 負(fù)電荷負(fù)電荷 負(fù)電荷負(fù)電荷 不相交不相交 越密越密 場強(qiáng)方向場強(qiáng)方向 降低降低 互相垂直互相垂直 比較比較等量異種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)連線中點(diǎn)O處的處的場強(qiáng)大小場強(qiáng)大小

7、最小，指向負(fù)電荷最小，指向負(fù)電荷一方一方為零為零連線上的場強(qiáng)大連線上的場強(qiáng)大小小沿連線先變小，再沿連線先變小，再變大變大沿連線先變小，再沿連線先變小，再變大變大沿中垂線由沿中垂線由O點(diǎn)點(diǎn)向外場強(qiáng)大小向外場強(qiáng)大小O點(diǎn)最大，向外逐點(diǎn)最大，向外逐漸減小漸減小O點(diǎn)最小，向外先變點(diǎn)最小，向外先變大后變小大后變小AmA一定小于mBBqA一定大于qBCvA一定大于vBDEkA一定大于EkB思路啟迪用受力平衡與機(jī)械能守恒知識(shí)分析如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置三個(gè)電荷量均為q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接當(dāng)三個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為l，已知靜電力常量為k，若不考慮

8、彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為()A體中心、各面中心和各邊中心B體中心和各邊中心C各面中心和各邊中心D體中心和各面中心求合場強(qiáng)的兩種常用方法(1)對稱法：利用帶電體電荷分布具有對稱性，或帶電體產(chǎn)生的電場具有對稱性的特點(diǎn)求合場強(qiáng)的方法 (2)補(bǔ)償法：題給條件建立的模型A不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型，這時(shí)需要給原來的問題補(bǔ)充一些條件，由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型B，并且模型A與模型B恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型這樣求解模型A的問題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型B的差值問題(2012海南卷)N(N1)個(gè)電荷量均為q(q0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意圖如右圖所示若移去位于圓周上

9、P點(diǎn)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場強(qiáng)大小為_，方向_(已知靜電力常量為k)2“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向或等勢面電勢的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況有時(shí)各種情景的討論結(jié)果是歸一的3一般為定性分析，有時(shí)涉及簡單計(jì)算思路啟迪解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電且運(yùn)動(dòng)時(shí)速率減小(2)明確速度方向、軌跡、受力方向三者的位置關(guān)系嘗試解答做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向沿該點(diǎn)的切線方向，而物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力與速度不共線，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；負(fù)電荷受力的方向與該點(diǎn)場強(qiáng)方向

10、相反，并且軌跡曲線應(yīng)向力的方向彎曲，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從a到c減速，故電場力的方向與速度方向的夾角為鈍角，選項(xiàng)B錯(cuò)誤而D正確答案 D如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中虛線所示，則()Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電Ba的速度將減小，b的速度將增加Ca的加速度將減小，b的加速度將增加D兩個(gè)粒子的動(dòng)能，一個(gè)增加一個(gè)減小解析設(shè)電場線為正點(diǎn)電荷的電場線，則由軌跡可判定a帶正電，b帶負(fù)電若電場線為負(fù)點(diǎn)電荷的電場線，則a為負(fù)電荷，b為正電荷，A錯(cuò). 由粒子的偏轉(zhuǎn)軌跡可知電場力對a、b均做正功，動(dòng)能增加，B、D錯(cuò)，但由電場線的疏密可

11、判定，a受電場力逐漸減小，加速度減小，b正好相反，選C.答案 C(對應(yīng)學(xué)生用書P115)思維方法建模帶電體的力、電綜合問題模型思路啟迪通過分析B球所受合力求解其加速度. 利用當(dāng)a0時(shí)速度最大來求h1.易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析 該題錯(cuò)誤的主要原因是不清楚電場強(qiáng)度是矢量，該題錯(cuò)誤的主要原因是不清楚電場強(qiáng)度是矢量，不會(huì)利用平行四邊定則進(jìn)行合成，錯(cuò)選不會(huì)利用平行四邊定則進(jìn)行合成，錯(cuò)選C或或D項(xiàng)項(xiàng)正確解答 本題考查電場強(qiáng)度矢量的疊加設(shè)每一個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為E0；則兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)矢量和為2E0；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至P點(diǎn)，假如N為負(fù)電荷，M為正電荷，產(chǎn)生的場強(qiáng)如圖所示，則合場強(qiáng)為E0.答案為

12、B.如圖，兩等量異號的點(diǎn)電荷相距為2a.M與兩點(diǎn)電荷共線，N位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)到M和N的距離都為L，且La.略去(a/L)n(n2)項(xiàng)的貢獻(xiàn)，則兩點(diǎn)電荷的合電場在M和N點(diǎn)的強(qiáng)度()A大小之比為2，方向相反B大小之比為1，方向相反C大小均與a成正比，方向相反D大小均與L的平方成反比，方向相互垂直易錯(cuò)點(diǎn)2：庫侖定律的運(yùn)用出現(xiàn)錯(cuò)誤，沒有注意到一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程A保持Q不變，將q變?yōu)?q，平衡時(shí)彈簧的伸長量等于2x0B保持q不變，將Q變?yōu)?Q，平衡時(shí)彈簧的伸長量小于2x0C保持Q不變，將q變?yōu)閝，平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D保持q不變，將Q變?yōu)镼，平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0本

13、題主要是庫侖定律的運(yùn)用出現(xiàn)錯(cuò)誤，沒有注意到這是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，電荷量的變化會(huì)導(dǎo)致電荷間距離的變化 如圖所示，在光滑的絕緣水平面上有A、B兩個(gè)完全相同的金屬小球，相距為r.現(xiàn)分別使它們帶上q和q的電荷量，則它們以相同的速率相向運(yùn)動(dòng)當(dāng)它們發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)兩球速率互換，系統(tǒng)機(jī)械能守恒)后，以下說法正確的是()A兩球能夠同時(shí)回到原位置，且速率相等，并小于原來的速率B兩球能夠同時(shí)回到原位置，且速率相等，并大于原來的速率C兩球不能同時(shí)回到原位置，且A球回到原位置的速率大于B球回到原位置的速率D兩球不能同時(shí)回到原位置，且A球回到原位置的速率小于B球回到原位置的速率解析碰前兩球之間存在庫侖引力，而且引

14、力做正功，兩球速度變大、機(jī)械能增加該過程雖然兩球的加速度有變化，但是兩球的加速度一直大小相等、方向相反，所以兩球在中點(diǎn)相遇，而且碰前、碰后兩球速率相等都大于原來的速率碰撞時(shí)，兩球的電荷中和，碰后兩球不再帶電，反向做勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)綜上所述，選項(xiàng)B正確答案 B(對應(yīng)學(xué)生用書P116)1點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，是沒有大小的帶電體實(shí)際上的帶電體只有帶電體在本身的大小跟帶電體間的距離相比小很多時(shí)才可以看成點(diǎn)電荷兩個(gè)直徑為r的帶電球，當(dāng)它們相距100r時(shí)，作用力為F，當(dāng)它們相距為r時(shí)，作用力為()2在如圖所示各種電場中，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等的是()3(2012開封模擬)光滑絕緣細(xì)桿與水平面成角固定，桿上套有一帶正電小球，質(zhì)量為m，帶電量為q.為使小球靜止在桿上，可加一勻強(qiáng)電場若使小球在桿上保持靜止，所加電場的方向和大小可能為()4.如圖所示，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))，它們間的距離為r，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，求：(1)A受的摩擦力為多大？(2)如果將A的電荷量增至4Q，兩物體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，A、B各運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)距離？