高考物理一轮复习 （考纲解读+考点探究+高分技巧） 6.1静电场课件.ppt

第1讲静电场 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e 1 60 10 19cd 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 物质的电结构 点电荷 电荷守恒 考纲要求 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 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 正电 负电 自由电子 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 e 1 60 10 19c 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 小得多 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 转移 转移 转移 感应起电 得失电子 库仑定律 考纲要求 思维驱动 如图6 1 1所示 两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b 壳层的厚度和质量分布均匀 将它们分别固定于绝缘支座上 两球心间的距离为l 为球半径的3倍 若使它们带上等量异种电荷 两球电量的绝对值均为q 那么 a b两球之间的万有引力f引 库仑力f库分别为 图6 1 1 真空 电荷量的乘积 距离的平方 它们的连线上 9 0 109 真空 点电荷 静电场 电场强度 点电荷的电场强度 考纲要求 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 相互作用 力的作用 比值 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 正电荷 电场力 矢量和 思维驱动 如图6 1 2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 a a b两点的场强方向相同b 因为电场线由a指向b 所以ea ebc 因为电场线是直线 所以ea ebd 不知道a b附近电场线的分布情况 ea eb的大小不能确定 电场线 考纲要求 图6 1 2 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 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 电场 切线方向 疏密 2 3 几种典型电场的电场线 如图6 1 3所示 图6 1 3 考点一电场强度的理解与应用电场强度三个表达式的比较 比较 表达式 图6 1 4 图6 1 5 借题发挥1 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 2 e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 2 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 f eq 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电场强度的方向相反 备课札记 考点二库仑力作用下的带电体的平衡问题 典例2 两个大小相同的小球带有同种电荷 质量分别为m1和m2 带电荷量分别是q1和q2 用绝缘线悬挂后 因静电力而使两悬线张开 分别与中垂线方向成 1角和 2角 且两球处于同一水平线上 如图6 1 6所示 若 1 2 则下述结论正确的是 图6 1 6 变式跟踪2 如图6 1 7所示 在一条直线上有两个相距0 4m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 4m处b 正b的左边0 2m处c 负a的左边0 2m处d 负a的右边0 2m处 图6 1 7 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 借题发挥1 分析点电荷平衡问题的方法步骤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电场力 具体步骤如下 2 三个自由点电荷平衡 的问题 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 考点三对电场线的理解及应用 典例3 如图6 1 8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 图6 1 8 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 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6 1 9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 图6 1 9 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 借题发挥1 两种等量点电荷的电场 2 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 电场线密处电场强度大 电场线疏处电场强度小 进而可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渐降低 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 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 命题热点7对电场强度及其叠加的考查 阅卷教师叮咛易失分点1 不能准确的理解电场强度这个物理量 2 不会分析新情景下的物理问题 如例2 3 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 高考佐证 例1 2011 重庆卷 如图6 1 10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 图6 1 10 审题关键 图6 1 11 题后反思本题注重考查物理方法 要求考生注意去领会相关物理研究方法 情景不拘泥于课本的限制 图6 1 12 图6 1 13 一 库仑定律的应用1 2011 海南卷 3 三个相同的金属小球1 2 3分别置于绝缘支架上 各球之间的距离远大于小球的直径 球1的带电荷量为q 球2的带电荷量为nq 球3不带电且离球1和球2很远 此时球1 2之间作用力的大小为f 现使球3先与球2接触 再与球1接触 然后将球3移至远处 此时球1 2之间作用力的大小仍为f 方向不变 由此可知 a n 3b n 4c n 5d n 6 图6 1 14 解析若三个点电荷均处于平衡状态 三个点电荷必须满足 三点共线 两同夹异 两大夹小 所以选项a d正确 答案ad 图6 1 15 5