静电场单元复习 任文涛 高密四中.ppt

,静电场复习,高密四中高三物理组,考纲要求,本单元的主要内容有：两个实验定律(电荷守恒定律和库仑定律)，电场的力的性质(包括电场强度、电场力、电场线)，电场的能的性质(包括电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面)，电场的作用(包括静电平衡、静电感应、带电粒子在电场中的平衡和运动)，以及平行板电容器的性质.本单元涉及力的平衡、牛顿运动定律、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动、动能定理、能的转化和守恒等，几乎包含力学的全部概念和方法，综合度高，涉及面广，可以很好地考查学生对基本概念的掌握程度和综合分析问题的能力，不论是新课标地区还是大纲版地区,高考试题中都不乏这样的实例.,本单元内容仍会是今后高考中的重点.针对以上情况，复习时应注意以几点.(1)重视对基本概念的理解.(2)重视知识的实际应用.如：带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在实际生产、生活中的应用.(3)重视本单元知识与其他物理知识的综合.如带电粒子在复合场中的运动等.(4)掌握处理较为复杂的物理问题的方法.如：类比、等效、建立模型等思维方法.,二、【学习重点难点】1.利用电场线判断电荷受力情况2.利用电场线判断带电粒子电势能的变化3.电场力做功以及能量的转化关系,三、【重点知识梳理】,定义式，适用于一切电场,仅对点电荷的电场适用,q是检验电荷，E与q无关,Q是场源电荷，E与Q成正比,1.，,和,的区别：,仅对匀强电场适用,d为沿电场线方向的距离,2.画出点电荷，等量异种电荷，等量同种电荷，匀强电场的电场线,（1）电荷在电场中具有电势能。,（2）电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,（3）电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,3、电场力做功与电势能变化的关系,（4）场力做多少功，电荷电势能就变化多少。,1(2011课标全国理综20)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度E的方向，下列图所示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)（）,D,预习自测,本课栏目开关,2.（09）如图所示，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，x轴上的P点位于-Q的右侧。下列判断正确的是A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小,3.如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V实线是一带负电荷的粒子仅在电场力的作用下在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，下列说法中正确的是()A带电粒子一定是先经过a，再到b，然后到cB带电粒子在三点所受电场力的大小FbFaFcC带电粒子在三点动能EkcEkaEkbD带电粒子在三点电势能的大小相等,【例1】用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0102kg，所带电荷量为2.0108C现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成30角，如图11所示求这个匀强电场的电场强度(取g10m/s2),探究点一、静电力作用下物体的平衡问题,【针对训练】,C,图13,探究点二、利用电场线解决带电粒子在电场中的运动,例题2（2012山东）.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子A带负电B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化,如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为，电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0方向沿x轴正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点电子的质量为m，电荷量为e，重力不计则()AO点电势高于M点电势B运动过程中电子在M点电势能最大C运动过程中，电子的电势能先减少后增加D电场力对电子先做负功，后做正功,针对训练,小结：电场线的作用,判断场强的大小与方向判断电荷在电场的受力方向判断电势的高低判断在电场中移动电荷做功的正负判断电荷电势能的大小,【例3】如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场,力做的功为1.5J则下列说法正确的是A粒子带负电B粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC粒子在A点的动能比在B点多0.5J,D粒子在A点的机械能比在B点少1.5J,探究点三、电场力做功以及能量的转化关系,解析：粒子从A点运动到B点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以选项A错；粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在A点的电势能比在B点多1.5J，故选项B错；由动能定理，WGW电Ek，2.0J1.5JEkBEkA，所以选项C对；除重力以外的其他力(在这里指电场力)所做的总功等于机械能的增加，所以选项D对,答案：CD,题后反思：在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)(2)应用能量守恒解决问题需注意电势能和其他形式能之,间的转化,(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势,能改变之间的对应关系,【针对训练】3如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的,(,)A动能减少10JB电势能增加24JC机械能减少24J,D内能增加16J,当堂检测,1在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是（）,C,本课栏目开关,2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A三个等势面中，a的电势最高B带电质点通过P点时电势能较小C带电质点通过P点时的动能较大D带电质点通过P点时的加速度较大,电场中的导体：静电感应；静电平衡,电荷,电荷守恒定律,库仑定律,电场,电场力的性质,电场能的性质,场强定义式：,点电荷电场场强：,匀强电场的场强：,电势：,电势差：,电场力：,电势能：,形象描述,电场线,等势面,方向反映某点场强方向,疏密表示场强的强弱,电场线垂直于等势面,沿场强方向电势降落最快,电场线密集处等势面也密,应用,带电粒子在电场中的1、平衡；2、直线运动；3、偏转,电容器,场强的叠加原理：,中和均分,本节小结知识树,课后拓展练习,1.(2011陕西西安市质检)如图所示，一个绝缘圆环，当它的1/4均匀带电且电荷量为q时，圆心O处的电场强度大小为E.现使半圆ABC均匀带电2q；而另一半圆ADC均匀带电2q.则圆心O处的场强的大小和方向为()A2E，方向由O指向DB4E，方向由O指向DC2E，方向由O指向BD0,2.(2010新课标全国卷17)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力),3.如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一