2020届高三物理二轮专题：静电场复习教案人教版

1、2020届高三物理二轮专题：静电场复习教案人教版闪电撕裂了天空，雷霆震动着大地，雷雨时节的 ''电闪雷鸣是人类最早认识的电现象。我国古代最早的雷电记录是？周易？记述的公元前 1068年一次球型雷袭，这也是世界上发觉最早的雷击记录。在这惊心动魄的自然现象背后，包 蕴着许多的物理原理，吸引了许多科学家对它们进行探究，甚至像富兰 克林和达利巴尔德等人还冒着生命危险去捕捉闪电。今天我们生活中的电灯、 电话、电视、电脑等哪一样不是与电有关？ 电是那样的奇异，让人看不见、摸不着。电是从哪里来的？我们又该如何认识它呢？电荷有 哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该如何样利用这些规律

2、？ 链接生活同学们都有如此的生活经历，在干燥的冬天梳头或脱下毛衣，会有叭叭的响声，在暗处 会看到火光，你明白吗，这是电荷在作怪哟！闪电在划过夜空时，什么缘故会是弯曲的？细 心的同学会发觉，运输汽油的油罐车，都要有一根金属链条搭在地上，你明白这是什么缘故 吗？链接知识本章的内容是电学的基础知识，也是学习以后各章的预备知识。场强和电势是分不描述 电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确明白得场强和电势的物理意义，是把握好本 章知识的关键。本章的其他内容，如导体在电场中的静电感应现象和静电平稳咨询题，实质 上是电场中力的性质研究的连续；电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质 讨论的延伸

3、；带电粒子在电场中的运动咨询题那么是电场中上述两性质的综合运用。链接高考近几年高考对本专题知识考查的频率专门高，要紧集中在电场的有关概念、电场力做功 与电势能的变化、带电粒子在电场中的运动及电容器等知识点上，专门是与力学中的牛顿运 动定律、动能定理、功能关系结合起来考查较多。第1节电荷及其守恒定律【教材详解】知识幻灯片1 电荷如下图，某同学在桌上放两摞书，然后把一块洁净的玻璃板放在上面，使玻璃离开桌面23cm o在宽约0. 5cm的纸条上画出条种舞姿的人形，用椅剪刀把它们剪下来，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上来回摩擦几下，就能够看到各种 ''小纸人”翩翩起舞！这是

4、什么缘故呢？1、两种电荷实验探究用钢笔的塑料杆摩擦干燥的头发，然后靠近轻小的纸屑。现象：我们会发觉钢笔的塑料杆能够吸引轻小的纸屑。讲明：事实上这和情形摸索中实验的原理是相同的，要紧是利用到了摩擦起电的原理！一样情形下物体不带电，不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法能够使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，带电体有吸引轻小物体的性质。当玻璃与硬泡沫塑料摩擦带上静电后,就会吸引细小轻的小纸人！由于硬泡沫塑料在不停移动，作用于小纸人上的力也就发生变化带动小纸人运动，看上去确实是起舞翩翩了 ！1两种电荷：自然界中只存在两

5、种电荷，即正电荷和负电荷。正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷。负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。2自由电子和离子：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，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子,称为正离子； 得到电子的原子便成为带负电的离子,称为负离子。3电荷间的相互作用规律：电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互 吸引，两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。图 1-1-1电小球，两球之互吸引，从题给例如如图1 11所示，a, b, c, d为四个带 间的作用分不为a吸d,b斥c,c斥

6、a,d吸b,那么A.仅有两个小球带同种电荷B.仅有三个小球带同种电荷C. c, d小球带同种电荷D. c, d小球带异种电荷点拨：应依照同种电荷间相互排斥、异种电荷间相 条件判定出各电荷电性关系。由 d吸a, d吸b可知a与b带同种电荷，且与 d带异种电荷;由c斥a, c斥b可知c与a, b带同种电荷，c与d带异种电荷，A错，B对，C错，D对。 答案：BD2、起电的三种方式1摩擦起电由于两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体， 因此原先电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体那么带正电。如玻璃棒与丝 绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电，硬橡胶棒与毛

7、皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易 得到电子而带负电。思维警示：原子核中的质子不能脱离原子核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转移的只能是负电荷即电子。带正电的物体一定失去了电子，带负电的物体一 定获得了电子，其本质差不多上发生了电子的转移。2感应起电当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或 远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷，这种现象叫做 静电感应，利用静电感应使导体带电的过程就叫做感应起电。如下图1-1-2 ,导体A、Bt目接触后靠近C, C带正电，由于静电感应，A B上的自由电子受到带电体 C的吸引而集合到 A

8、队 使属带负电，B 端由于失去电子而带正电。这时先把 A、B分开，然后移去 C,那么用口B 两导体上就分不带上了等量异种电荷。思维警示：假如先移开C,再分开A、B,那么原先A B上感应出的异种电荷会赶忙中和，可不能使 A、B带电。3接触起电一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触，使不带电的导体带上电荷，这 种方式称为接触起带电。如验电器和带电体接触时，正是因为接触起电，带电体的一部分电 荷转移到验电器上，使验电器的指针张开。电荷量分配规律：接触带电时，两个物体最终电荷量的分配专门复杂，但两个原先相 同的导体球相互接触后，总电荷量平均分配。例如，将一个带电的金属小球跟另一个完全相 同的不

9、带电的金属小球接触后分开，它们平分了原先的电荷而带上等量同种电荷。延伸拓展从物体起电的各种方式不难看出，它们都不是制造了电荷，只是电荷从一个 物体转移到了另一个物体，或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分。例如绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a, a的表面镀有铝膜。了在a的近旁有一绝缘金属球 b,开始时，a、b都不带电，如下图1-1-3 ,现使 仆a b带正电，那么（）A b将吸引a,吸住后不放开,B、b先吸引a,接触后又把a排斥开2kC、a、b之间不发生相互作用图1-1-3D、b赶忙把a排斥开点拨：b带电后，由于静电感应， a的近b端和远b端分不显现等量的负电荷和正电荷， b对a的吸引作

10、用大于排斥作用。a、b接触后带同种电荷，又相互排斥。应选项 B正确。答案：B误区点拨此题中假如a的表面不是镀有铝膜， 那么a的近b端和远b端可不能分不显现 等量的负电荷和正电荷，有些同学往往就错误认为A、B之间不发生相互作用，这是由于没有正确认识带电体有吸引轻小物体这一性质；也有同学认为B吸引A,因此两球吸在一起后不再分开，这是由于没有认识到由于接触导电两球带上了同种电荷。因此，在平常学习过程中， 应重视对差不多概念、性质的明白得。知识盘点：1、电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。同种电荷互相排斥， 异种电荷互相吸引。2、物体的起电方式：摩擦起电、感应起电和接触起电.任何起电方式差

11、不多上电荷的转 移，而不是制造电荷.知识幻灯片2 电荷守恒定律 元电荷在近代物理实验中发觉，在一定条件下，电荷是能够产生和湮没的，正、负电子对的湮没与电荷守恒定律矛盾吗 ？分析：不矛盾。这种情形下带电粒子总是成对湮没和产生，两种电荷数目相等，正负相 反，而光子或中子差不多上中性的，本身不带电，因此电荷的代数和不变。由此我们能够得 到下面的两种表述。1、电荷守恒定律1内容：电荷既不能被制造， 也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体, 或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷总量不变。那个结论叫做电荷守 恒定律。2电荷守恒定律的另一种表述：电荷守恒定律也常表述为：一个与外界没

12、有电荷交换 的系统，电荷的代数和总是保持不变的。温馨提示：电荷守恒定律是物理学的差不多定律之一.适用范畴：电荷守恒定律在一切宏观、微观物理过程中成立，对所有惯性参考系都成 立.起电过程实质是物体中正负电荷的分离和转移的过程，两个物体之间或物体的两部分 之间能转移的是电子。电荷的中和是正负电荷对外表现的电性相互抵消，使得净电荷减少或为零，但正负电 荷本身依旧存在，并不是正负电荷消逝，电荷可不能消逝，也不能被制造出来。我们通常讨 论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正依旧负，也确实是讲物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷，依旧负电荷多于正电荷。电荷的中和实质是正负电荷的结合过程，但在分 离、转移

13、、结合等过程中电荷的总量保持不变。2、元电荷1电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量。其国际单位为库仑，符 号是G2元电荷：科学实验发觉的最小电荷量确实是电子所带的电荷量，那个最小的电荷量 叫元电荷，用e表示，这是电荷的最小单位。3元电荷的数值：e=1.60xi0T七4 的物理量,比荷：电子的电荷量 e和电子质量 m之比叫电子的比荷。电子的比荷也是一个常用19电子的比荷为 A 1.6 103UC/kg 1.76 10”C/kg。me 0.91 10温馨提示：元电荷是电荷量的单位1.60 X10 19C作为一个电荷量单位，不是指某电荷，不能讲元电荷确实是电子电量或一个电子。在研究原子、原子核及其他

14、差不多粒子时，为了方便，常用元电荷作为电量的单位。电荷量不能连续变化，电子和质子的电荷量均为e,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍。元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的.比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对值，绝对值大的带电多.尽管电荷 量有正负值正号一样省略，要明白那个地点的号不表示电荷量的大小，只 代表电荷的性质种类. 一样，正电荷的电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示.例如甲物体与乙物体相互摩擦，没有其他物体参与电荷的交换，发觉甲物体带了9.6x 10-16 C的正电荷.以下结论正确的选项是A.甲物体失去了 6X103个电子B ,乙物体失去了 6X 1

15、03个电子C.乙物体带9.6 X 10-16 C的负电荷 D .乙物体带9.6 X 10-16 C的正电荷点拨：依照摩擦起电的特点，甲物体带了9.6 x 10-16 C的正电荷，讲明甲物体失去了9.6x 10-16 C的负电荷，即失去了 9.6 x 10-16 C/1.60 X 10 19C=6X 103个电子；没有其他物体参与 电荷的交换，由电荷守恒定律可知，乙物体得到了6X103个电子，带9.6 X10-16 C的负电荷。答案：AC知识盘点：1、电荷守恒定律：电荷既不能被制造，也不能被消灭，它们只能是从一个物体转移到另 一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量

16、保持不变。 或者讲一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。2、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷。任何带电粒子所带的电量差不多上元电荷的整数 倍。带电粒子的电荷量与其质量之比叫做粒子的比荷。【例题详解】题组幻灯片1 两种电荷间的相互作用电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。同时要注意带电体有吸 引轻小物体的性质。图 1-1-4典题1 |挂在绝缘细线下的两个轻质小球，膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分不如示，那么A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中至少有一个带电D.乙图中两球至多有一个带电慢镜头分析 题目中的小球差不多上镀有金属薄

17、膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小 物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，因此能够判定显现甲图的现象，能够是两个带异种电荷的小球，也能够是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互 排斥而显现乙图中的现象，那么必须都带电且是同种电荷。答案：R C技巧点拨 两个轻小球相互吸引有两种可能性，一种是两个小球带异种电荷，另一种是个小球带电，另一个小球不带电。相互排斥只有一种可能，确实是两个小球带同种电荷。典题2如下图1-1-5 ,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,现在，上、下丝线受的力分不为Ta、Tb；假如使A带正电，B带负电，上、下丝线受力分不为 Ta'T b

18、' 。填 ''变大或 ''变小或 ''不变慢镜头分析 不带电时，分析B受力，拉力等于重力；带电时，分析B受力，由于异性相吸，拉力小于重力。不管带不带电，对AB整体，Ta= 2ms答案：不变；变小方法总结 此题涉及到整体隔离法的应用，能够依照力的平稳列示求解。求两个物体之 间的力要用隔离法，像此题中求上面丝线的拉力那么用整体法。题组幻灯片2 对起电方式的考察物体的带电方式有三种：摩擦起电、感应起电和接触起电，这三种起电方式的本质差不 多上电荷的转移，电荷总量保持不变。而窥同用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带 电荷，毛皮带 电荷。当橡胶棒带有2.7

19、 X 10-9库仑的电量时，电荷量为1.6 X10-19库仑的电子有 个，是从 移到 上。慢镜头分析 用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子，带上了负电荷， 毛皮因丢失了电子， 而带上了正电荷。这一摩擦起电的现象， 是遵守电荷守恒定律的。从毛皮9转移到橡胶棒上的电子数为n = q 2.7 10仅 个=1.7X1。10个e 1.6 10 19答案：负，正，1.7X10 10 ,毛皮，橡胶棒 。误区点拨 摩擦起电时，转移的是电子，质子不能发生转移。任何带电体所带的电荷量 或者等于电荷量e,或者等于电荷量 e的整数倍。典题4|如下图1 -1-6 ,不带电的枕形导体的 A B两端各贴有一对

20、金箔。当枕形导体的A端靠近一带正电导体 C时：A. A端金箔张开，B端金箔闭合B.用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C.用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D.选项A中两对金箔分不带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷慢镜头分析 依照静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体邻近，在 A端显现了负电，在B端显现了正电，如此的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布。金箔 上带电相斥而张开。选项 A错误。用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，如此B端不再有电荷，金箔闭合。选项 B正确。用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和 C移走

21、后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开。选项C正确。以上分析看出，选项 D也正确。答案：BCD反思总结 解决这类咨询题需要将静电感应的知识与电荷间的作用特点结合起来，有时适当结合力学有关知识，比如力的平稳等综合分析。题组幻灯片3 电荷守恒定律的应用任何起电方式差不多上电荷的转移，而不是制造电荷。所有带电体的电荷量或者等于电荷量e,或者是电荷量e的整数倍。在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变。典题51有三个相同的绝缘金属小球A B、C,其中A小球带有3X10-3C的正电荷，B小球带有2X 10-3C的负电荷，小球 C不带电。先让小球 C与小

22、球A接触后分开，再让小球 B与小球A接触后分开，最后让小球 B与小球C接触后分开，试求这时三球的带电荷量分不为多少?慢镜头分析 总电荷量是守恒的，小球接触平分电荷；C、A接触后；A、C都带3.0 X 10-3C/2=1.5 X10-3C的正电荷，让小球 B与小球A接触后分开,A、B都带-5 X10-4C/2=-2. 5X10-4C的负电荷,最后让小球 B与小球C接触后，B、C都带1.5X10-3C-2.5 X10-4C）/2=6.2 5X10-4C的正电荷.故最终三小球的带电量分不为：qA= -2.5X10-4CqB=6.25X10-4Cqc= 6.2 5X10-4C答案：qA= -2.5X1

23、0-4C、qB=6.2 5X10-4C, qc= 6.2 5X10-4C右边C是后来靠近的带正电的导体A B两部分，这两部分所带电荷典题6 口口下图1-1-7 ,左边是一个原先不带电的导体, 球，假设用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为 量的数值分不为 QA、Q,那么以下结论正确的选项是Q QB负电，且0= QBQv QB带负电，而Q、负电，导体原先由电子向 B部A.沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且B.只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带C.沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且D.沿任意一条虚线切开，都有 A带正电，BQB的值与所切的位置有关慢镜头分析静电感应使得 A带正电，B带

24、不带电，只是在 C的电荷的作用下，导体中的自分移动，使B部分多带了电子而带负电； A部分少了电子而带正电。依照电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和 B部分余外的电子数目是相同的，因此不管从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的。只是从不同位置切开时，Q、QB的值是变化的，故只有 D正确答案:D【深化明白得】重点难点疑点关于静电感应现象的应用本节的重点是把握电荷守恒定律并能解答相应的咨询题，难点那么是对三种起电方式的 明白得，专门是对感应起电的明白得和应用。当带电体靠近导体时产生静电感应现象，靠近图 1-1-8荷。金属球A靠近验 么负电负电们都带有正电荷， 荷量的多少.假如 使金箔上的正电带电

25、体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电 典题1 |如下图1-1-8 ,有一带正电的验电器，当一 电器的小球 B（不接触）时，验电器的金箔张角减小，那A.金属球可能不带电B.金属球可能带C.金属球可能带正电D.金属球一定带慢镜头分析 验电器的金箔之因此张开，是因为它而同种电荷相排斥.张开角度的大小决定于两金箔带电荷逐步在罪近C.假如A球不带电, B球的端面显现负的感A球带负电，靠近验电器的 B球时，异种电荷相互吸引，'上移，从而使两金箔夹角减小，选项 B正确，同时否定选项B球时，发生静电感应现象，使 A球电荷发生极性分布，靠近应电荷，而背向B球的端面显现正的感应电荷. A球上的感应

26、电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使金箔张角减小.答案： AB方法提炼 此题要紧考查了电荷间的相互作用规律和静电感应现象.在解决这类咨询题时 依照电荷间相互作用规律和静电感应现象，判定电荷的重新分布情形，进而判定验电器金箔 张角大小等咨询题.规律方法技巧接触带电电荷分配原那么1、形状完全相同的两个小球(1)假设一个带电，一个不带电，两小球接触后再分开，那么电荷量平分.(2)假设两小球分不带同种电荷qi、q2,两者接触后再分开，那么每个小球带电为qiq2 .(3)假设两小球分不带异种电荷qi、q2,两者接触后再分开，那么每个小球带电为|qiq?l.2-2、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律：不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形状有关，假如两个导体的大小形状确定， 那么分配比例一定。典题21有两个完全相同的带电绝缘金属小球A B,分不带有电量 Q= 6.4 X 10-9C, Q=-3.2X10-9C,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？慢镜头分析 两个完全相同的金属球接触后再分开，异种电荷先中和，再平均