人教版高中物理选修3-1第1讲 电场的力的性质.ppt

第1讲 电场的力的性质,抓住四个考点,备选视频展台,突破三个考向,随堂 基础演练,1.物质的电结构、点电荷、电荷守恒 2.库仑定律 3. 静电场、电场强度、点电荷的电场强度 4.电场线 状元微博,1.对电场强度的理解与应用 2.库仑力作用下的带电体的平衡问题 3.对电场线的理解及应用,命题热点7 对电场强度及其叠加的考查 1.命题专家评述 阅卷老师叮咛 2.典例1 典例2 【预测1】 【预测2】,第六章 静电场 备选多媒体展台 1.静电感应实验 2.静电感应问题讨论 3.探究影响电荷间相互作用力的因素 4.库仑力的叠加 5.通过实例比较静电力和万有引力 6.电场力做功与电势能变化的关系 7.电势能概念的建立 8.在匀强电场中移动试探电荷电场力做的功 9.根据在电场中移动电荷电场力做功判定电势差 10.根据电势差判断在电场中移动电荷电场力做功 11.电容器的充电和放电 12.电容器电容概念的建立 13.研究影响平行板电容器电容的因素,聚焦一个热点, 01抓住四个考点,【思维驱动】,关于元电荷的下列说法中正确的是( ) a元电荷实质上是指电子和质子本身 b所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 c元电荷的值通常取e1.601019 c d电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的,解析 元电荷只是一个电荷量单位，没有正、负，不是物质，电子、质子是实实在在的粒子，不是元电荷，其带电荷量为一个元电荷，a错误；实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量，b正确；电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，d正确 答案 bcd,解析/显隐, 01抓住四个考点,【知识存盘】,1物质的电结构 (1)原子是由带的原子核_和带_的电子构成，原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等 (2)金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做_ 2点电荷、元电荷 (1)元电荷：把最小的电荷量叫做元电荷， 用e表示，e1.601019 c 所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍 (2)点电荷：本身的线度比相互之间的距离_的带电体 点电荷是理想化模型,思考： 任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍（ ）,正电,负电,自由电子,小得多, 01抓住四个考点,【知识存盘】,3电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能创生，也不能消失，只能从物体的一部分_到另一部分，或者从一个物体_到另一个物体，在_的过程中电荷的总量保持不变 (2)起电方法：摩擦起电、_、接触起电 (3)带电实质：物体带电的实质是_.,思考： 完全相同的两金属球接触后电荷先中和后平分.（ ）,转移,感应起电,得失电子,转移,转移,【思维驱动】, 01抓住四个考点,解析 万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点.因此，可以应用万有引力定律.对于a、b两带电球壳,由于两球心间的距离l只有半径的3倍,不能看成点电荷,不满足库仑定律的适用条件，故d正确. 答案 d,解析/显隐, 01抓住四个考点,【知识存盘】,电荷量的乘积,它们的连线上,9.0109,点电荷,电荷量的乘积,真空,真空, 01抓住四个考点,【思维驱动】,解析/显隐, 01抓住四个考点,相互作用,力的作用,矢量和,【知识存盘】,1静电场 (1)定义：存在于电荷周围，能传递电 荷间_的一种特殊物质 (2)基本性质：对放入其中的电荷有_ 2电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷受到的 电场力f与它的电荷量q的_ (2)定义式：ef/q.单位：n/c或v/m (3)点电荷形成电场中某点的电场强度 真空中点电荷形成的电场：ekq/r2. (4)方向：规定_在电场中某点所受_的方向为该点的电场强度方向 (5)电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的_.,思考： 1.把电荷放入电场中，电荷一定受到电场力的作用( ) 2.负电荷所受电场力的方向与该处电场强度的方向相反( ),比值,正电荷,电场力, 01抓住四个考点,【思维驱动】,如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用ea、eb分别表示两点电场强度的大小，则( ) aa、b两点的场强方向相同 b因为电场线由a指向b，所以eaeb c因为电场线是直线，所以eaeb d不知道a、b附近电场线的分布情况，ea、eb的大小不能确定,解析 电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向，本题中的电场线是直线，因此a、b两点的电场强度方向相同；电场线的疏密表示电场强度的大小，一条电场线不能确定a、b两点的电场强度的大小关系 答案 ad,解析/显隐,分析a、b两点电场强度大小时，先要考虑a、b附近电场线的分布情况., 01抓住四个考点,电场,切线方向,疏密,【知识存盘】,1定义 为了形象地描述_中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的_都跟该点的电场强度方向一致，曲线的_表示电场的强弱,思考： 画有电场线的地方有电场，没有画电场线的地方就不存在电场.（ ）,思考： 在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强都相同（ ）,2. 电场线的特点 (1)不闭合：电场线起始于正电荷(或无穷远处)，终止于无穷远处(或负电荷) (2)不相交：在电场中两条电场线不相交 (3)同一电场中，电场线密的地方场强大 (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向 (5)沿电场线方向电势降低 (6)电场线和等势面在相交处垂直, 01抓住四个考点,3.几种典型电场的电场线(如下图所示), 01抓住四个考点,本栏内容 结束,电场强度三个表达式的比较,02突破三个考向,02突破三个考向,点击转 解析,审题导析 1.找出点电荷q所处位置是解答本题的关键. 2.利用这两个角度建立a、b两点到点电荷q的距离关系，再利用点电荷场强公式，即可求得两点场强的大小关系. 3.由场强方向及场源电荷所处位置，可判定场源电荷电性，进一步可判定两点电势高低.,02突破三个考向,点击回 例题,02突破三个考向,【借题发挥】,对电场强度的进一步理解 1电场强度是从力的角度反映电场本身性质的物理量，其大小、方向是由电场本身决定的 2e与试探电荷的正、负以及是否放入无关 3电场强度的叠加满足平行四边形定则 4电场强度的方向 (1)沿电场线的切线方向 (2)与正电荷在电场中的受力方向相同,02突破三个考向,【借题发挥】,对电场力的进一步理解 1电荷处在电场中一定受到电场力的作用 2电场力的大小由e与q共同决定(feq) 3正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同，负电荷所受电场力的方向与e的方向相反,转 解析,要分析出此场强的方向特点.,e,02突破三个考向,转 例题,02突破三个考向,审题导析 1.分析两球受力情况. 2.由平衡条件列方程式，确定角大小的因素决定.,转 解析,m1g,f,m2g,f,t,t,02突破三个考向,转 例题,分析点电荷平衡问题的方法步骤,02突破三个考向,【借题发挥】,点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了一个库仑力或电场力具体步骤如下：,1平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处另外两个点电荷产生的合场强为零 2. 平衡规律：,02突破三个考向,“三个自由点电荷平衡”的问题,【变式跟踪2】 如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷a、b，a带电q，b带电9q.现引入第三个点电荷c，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则c的带电性质及位置应为( ) a正 b的右边0.4 m处 b正 b的左边0.2 m处 c负 a的左边0.2 m处 d负 a的右边0.2 m处,02突破三个考向,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”的原则，所以选项c正确 答案 c,解析/显隐,ea,eb,+q,9q,ea eb,c,02突破三个考向,审题视角 1.先由等量异种电荷的电场线分布特点判定它们在p点产生的电场的方向. 2.在n点放置的电荷在p点的场强可以与两等量异种电荷在该点场强方向相反. 3.+q由p移动到n,电场力做正功.,转 解析,【典例3】如图所示为平面直角坐标系xoy,在x轴上关于原点o对称的两点固定放置等量异种点电荷q和q,y轴上有一点p,pn是一条平行于x轴的直线.下列判断正确的是( ). a在n点放一点电荷可能使p点电场强度为零 b在p点放一点电荷可能使n点电场强度为零 c若将一试探电荷q从p点移至n点，电势能增大 d若将一试探电荷q从p点移至n点，电势能减小,02突破三个考向,转 例题,解析 等量异种点电荷电场分布如图. p点电场强度沿x轴正向，在n点放一负电荷可以使p点合场强为零； 由p到n移动试探电荷q，电势能增加，答案为ac. 答案 ac,02突破三个考向,1孤立点电荷的电场 (1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内) (2)离点电荷越近，电场线越密(电场强度越大) 2两种等量点电荷的电场比较,【借题发挥】,02突破三个考向,电场线的应用 1判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反; 2判断电场强度的大小(定性)电场线的疏密可定性判断电场强度的大小，进而判断电荷受力大小和加速度的大小; 3判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势逐步降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向; 4判断等势面的疏密电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏.,解析 两个点电荷之间的连线上场强不为零，a选项错误；负试探电荷从a点向b点移动的过程中，电场力方向向右，电场力一直做负功，电势能增大，c选项错误，d选项正确；从a点到b点的过程中，电场强度先变小后变大，故电场力先减小后增大，b选项正确 答案 bd,解析/显隐,本栏内容 结束,02突破三个考向,【变式跟踪3】 在电荷量分别为2q和q的两个点电荷形成的电场中，电场线分布如图所示，在两点电荷连线上有a、b两点，则( ) a在两点电荷之间的连线上存在一处电场强度为零的点 b在负试探电荷从a点向b点移动过程中所受电场力先减小后增大 c在负试探电荷从a点向b点移动过程中电场力先做正功，后做负功 d负试探电荷在a点具有的电势能比在b点具有的电势能小,命题专家评述 考情分析：对电场强度概念的理解、点电荷的电场及电场的叠加是高考的高频考点 高考题型：选择题 命题趋势：电场强度、点电荷的电场、电场的叠加及库仑定律仍是2014年的高考热点,03聚焦一个热点,阅卷老师叮咛 易失分点 不能准确的理解电场强度这个物理量 不会分析新情景下的物理问题 不会选择(或没有掌握)常用的物理思维方法如极限法、单位分析法、微元法、特殊值法、补偿法、对称法等.,应对策略 求合场强的常用方法 1对称法：利用带电体电荷分布具有对称性，或带电体产生的电场具有对称性的特点求合场强的方法(如典例1) 2补偿法：题给条件建立的模型a不是一个完整的标准模型，这时需要给原来的问题补充一些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型b，并且模型a与模型b恰好组成一个完整的标准模型这样求解模型a的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型b的差值问题 3极限法：物理中体现极限思维的常见方法有极限法极限法是把某个物理量推向极端，从而做出科学的推理分析，给出判断或导出一般结论极限思维法在进行某些物理过程分析时，具有独特作用，使问题化难为易，化繁为简，收到事半功倍的效果(如典例2) 4微元法：微元法就是将研究对象分割成许多微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而化曲为直，将变量、难以确定的量转化为常量、容易求得的量,03聚焦一个热点,审题导析 (1)电场强度是矢量，遵从平行四边形定则. (2)单个点电荷遵从公式e=kq/r2. (3)两个等量同种点电荷连线中点场强叠加为零.,解析 由等量同种点电荷或等量异种点电荷的场强对称分布可推断：对正方体的上表面中心，上表面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下表面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上表面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零；在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零；而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零答案为d. 答案 d,03聚焦一个热点,【典例1】(2011重庆高考)如图所示，电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( ) a体中心、各面中心和各边中点 b体中心和各边中点 c各面中心和各边中点 d体中心和各面中心,解析/显隐,+q,-q,+q,-q,+q,-q,+q