第八章 电场 （共45张PPT）

1、1,第八章 电 场,2,3,考点25 电荷守恒与库仑定律,高考考法突破,考法1电荷守恒定律和库仑定律的基本应用,应试基础必备,考法2与库仑力有关的受力分析与计算问题,4,考点25 电荷守恒与库仑定律,【关键点拨】任何一个带电体都可被看成是由许多点电荷组成的，任意两点电荷之间的作用力都遵循库仑定律，可用矢量求和法求合力.,5,考法1电荷守恒定律和库仑定律的基本应用,2.库仑定律专项考查 （1）同种电荷则互相排斥，电荷间的距离大于r， 异种电荷则相互吸引，电荷间的距离小于r， （2）用电荷量的绝对值进行计算，然后根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力方向.,1.两个带电体相互接触，判断

2、或计算接触前后二者间库仑力的变化 两个带电导体相互接触，首先正、负电荷相互中和，剩余电荷将重新在两导体间分配.由 知，其作用力的变化取决于二者电荷量之积的大小.,6,考法2与库仑力有关的受力分析与计算问题,1库仑力与重力、弹力、摩擦力的综合作用问题 研究对象是一个或两个带电体，除了受到重力、弹力、摩擦力之外，还受到库仑力. 解决问题的基本方法（力的分析）： 明确研究对象，分析受力； 依据已知物体的平衡条件或运动特点，将所受的各力进行合成或分解； 列方程求解. 注意：(1) 库仑力的大小与距离有关. (2) 库仑力的方向在相互作用物体间连线上. 2三个点电荷相互作用时的平衡问题 三点共线、两同夹

3、异、两大夹小、近小远大,7,8,考点26 电场强度 电场线,高考考法突破,考法3电场强度的叠加计算,应试基础必备,考法4电场线的疏密和场强关系的考查,考法5带电粒子在电场中运动的轨迹与受力分析,9,考点26 电场强度 电场线,1电场与电场强度 （1）电场是电荷周围客观存在的物质， 它对放入其中的电荷有力的作用. （2）电场强度描述电场具有力的性质，其大小、方向由电场本身决定. 定义式:EF/q，q为检验电荷所带的电荷量.点电荷Q在真空中产生的场强为 EkQ/r2 （3）场强叠加遵循平行四边形定则,2. 电场线 电场线描述电场中各点场强的强弱及方向，各点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密

4、程度表示电场的强弱. (1)始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远,不封闭，不在无电荷处中断. (2)电场线上每点的切线方向是该点电场强度方向. 任意两条电场线不会在无电荷处相交(相切). 电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹. (3) 掌握几种电场的电场线分布 等量异种点电荷 等量同种点电荷 点电荷与导体形成的电场,（4）计算电场强度的三个公式的比较,10,电场强度可用平行四边形定则进行矢量计算. EkQ/r2反映某点场强与场源电荷的特性及该点到场源电荷的距离关系. 主要有以下三种考查方式： 1已知一些场源(通常会是点电荷)以及若干点场强的大小或方向，求未知场源特性或者另一点的场强大小,(1

5、)EkQ/r2表示各场源在已知点产生场强的大小； (2)依据已知点合场强的大小或方向，列关系式求出未知场源的场强； (3)求出未知场源特性及其他点场强大小. 两个关键点： (1)分析叠加在已知点上各个场强的大小、方向； (2)注意应用对称性求解.,2利用导体静电平衡的场强特性求电场强度 导体内部的电场强度为零.本质是感应电荷的电场强度与外加电场的电场强度叠加后为零.,考法3电场强度的叠加计算,11,3应用微元法和对称性求电场强度,4. 应用补偿法求电场强度,12,(1) 正点电荷电场中的一根电场线，EAEB . (2) 负点电荷电场中的一根电场线，EAEB . (3) 匀强电场中的一根电场线，

6、EAEB . (4) 两个等量异种点电荷连线上的电场线： 两点电荷之间，场强先减小后增大，在两个点电荷连线中点时，场强最小. 任一个点电荷外侧的电场线，越靠近点电荷场强越大. (5) 两个等量同种点电荷连线上的电场线， 越靠近点电荷场强越大，越远离点电荷场强越小.,考法4电场线的疏密和场强关系的考查,2只给出一条直电场线:,1场强大的地方电场线密，场强小的地方电场线疏.,13,14,考法5带电粒子在电场中运动的轨迹与受力分析 1带电粒子在电场中做曲线运动 基本原理是物体做曲线运动的条件，即物体受到的外力与速度不在同一条直线上. 在粒子运动轨迹上一点作切线，代表速度的方向; 依据运动的弯曲方向，

7、判定带电粒子的受力方向应当指向曲线凹侧; 根据带电粒子的电性，判定场强的方向; 已知电场方向，可以判定带电粒子运动的大概轨迹. 2带电粒子在电场中做直线运动 电场强度的方向与粒子运动的方向在一条直线上.运动方向与受力方向相同则加速，相反则减速. 考虑粒子重力时，这个电场一般是匀强电场，可能存在以下情况： (1) 电场力与重力大小相等、方向相反，粒子做匀速直线运动； (2) 电场力与重力的合力不为零，但合力方向与速度方向在同一直线上，粒子做匀变速直线运动.,15,考点27 电势能 电势 电势差,高考考法突破,考法6电场力做功、电势、电势能的关系与计算,应试基础必备,考法7已知电荷或电场线分布分析

8、电势、电场力做功等情况,考法8已知等势面分布分析电场情况,考法9匀强电场中电势差和电场强度关系的应用,考法10根据电场中场强、电势等物理量的函数图像分析电场对电荷的作用,16,考点27 电势能 电势 电势差,1电场力做功特点与电势能变化的关系 (1) 电场力做功与路径无关，只与电荷的始、末位置有关. (2) 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少； 电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加.,3等势面 电场中电势相等的点构成的面叫作等势面 (1) 等势面上各点电势相等，等势面上移动电荷电场力不做功. (2) 等势面一定跟电场线垂直，电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面. (3) 等差等势

9、面越密，场强越大.,17,考法6电场力做功、电势、电势能关系与计算,1电场力做功 (1) 利用WFxcos 计算电场力做功 电荷在匀强电场中移动，利用WFxcos 计算电场力做功，其中FEq，xcos d，WEqd. (2) 利用WEp或WqU计算电场力做功 已知电荷的电势能，用WEp计算电场力做功. 已知电势或电势差时，用WqU计算电场力做功，功的正负则根据电场力的方向和位移的方向来判断.,2电势能的变化 (1)电场力对电荷做正功，电势能减少；反之增加. WABEp (2) 只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，总和保持不变. (3)根据Ep=q判断，正电荷电势能随电势降低而降低，负电

10、荷电势能随电势降低而升高.,18,19,考法7已知电荷或电场线分布分析电势、电场力做功等情况,【关键点拨】电势为零，场强不一定为零；电势高处，场强不一定大；电势相等处，场强不一定相等.,1掌握特殊电场的等势面 (1)正电荷与负电荷的等势面是同心圆 正电荷周围越远离电荷，电势越低 负电荷周围越靠近电荷，电势越低 (2)等量异种电荷周围的等势面是两簇对称的曲面 二者连线由正电荷到负电荷电势逐渐降低 二者连线中垂线上，各点电势相等 (3) 等量同种正电荷周围的等势面是两簇对称的曲面 二者的连线上，中点电势最低 二者连线中垂线上，中点电势最高 中点到无穷远处电势逐渐降低至零,20,2 已知电荷或电场线

11、分析电势高低 (1) 分析电势高低的基本原则 (2)分析电势高低的思路 设想一个正电荷，将其放入电场中 正电荷按要求移动，分析电场力做功情况 电场力做正功，电势降低； 电场力做负功，电势升高.,21,22,考法8已知等势面分布分析电场情况,已知等势面、场源电荷电性或电场力做功等情况，判断电势变化的方向. 1.分析电场情况的基本原则 (1)电荷从等势面上一点移到另一点，电场力做功为零. 从一个等势面的一点到另一个等势面的任一点，电场力做功相等. (2)电场线垂直于每个等势面，电场线方向沿着电势降低最快的方向. (3)判断电势变化的依据： a正电荷从电势高处向电势低处移动，电场力做正功，电势能减少

12、； b正电荷在电势能大处，电势高；负电荷在电势能大处，电势低. 2.已知等势面分析电场情况的思路 (1)明确等势面的形状特点，勾勒出电场线的大概方向. (2)已知场源电荷电性或电场力做功情况，确定电势高低、电场线方向.,23,24,考法9匀强电场中电势差和电场强度关系的应用,匀强电场中电势差和电场强度关系需要明确两点： (1) 电势在沿电场方向上降落得最快. (2) 电势与电场强度的数量关系UEd或UElcos .,25,场强、电势、电势能透过其中一个物理量能够捕捉到另一个物理量的信息.,考法10根据电场中场强、电势等物理量的函数图像分析电场对粒子的作用,图丙，观察图像可直接获得场强E随x的变

13、化大小和方向。挖掘出场强的变化规律是解决问题的关键.,26,27,考点28 电容器,高考考法突破,考法11静电计测试平行板电容器的变化,应试基础必备,考法12平行板电容器与电场、电路及力学的综合应用,28,考点28 电容器,考法11静电计测试平行板电容器的变化 1了解静电计：静电计本身可看成一个极小的电容器. 2决定平行板电容器电容的因素与静电计指针的变化. 电路连接，确定与两极板连接的电路是闭合还是断开，若闭合，加在两极板间电压不变，静电计的指针不会变化.若断开，两板所带的电荷量不变，随着两极板的结构改变，静电计指针变化： Q一定，两板距离变大或正对面积变小，C变小，U增大，静电计指针张开角

14、度增大；两板距离变小或正对面积变大，C变大，U变小，静电计指针张开角度减小.,29,30,考法12平行板电容器与电场、电路及力学的综合应用 1通过电容器的变化分析电荷量、电压、场强变化 影响电容的因素发生变化，可能会使电压、场强或者电荷量发生变化.,(2) 如图所示，电容器充电后断开开关S，保持电容器带电荷量Q恒定，这种情况下 ， ，则 ， . 注意：在Q不变的情形下，无论d变大还是变小，两板间匀强电场E不变，E与两板正对面积成反比,31,2通过电容器的变化分析平衡问题 带电粒子在电容器中可在重力、电场力等作用下平衡或加速运动. 关键是判断电容器两板间场强的变化: Q不变，E不随d变化，E与S

15、成反比; U不变，E与d成反比.,3通过电容器的变化分析电势和电势能 电容变化，可能会引起某点电势的变化和电荷在该点电势能的变化. 判断电容器某点电势的变化时，一般是通过该点与某一极板的电势差的变化来判断. 正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势高处电势能小.,32,33,考点29 带电粒子在匀强电场中的运动,高考考法突破,考法13带电粒子在电场中做直线运动的分析,考法14带电粒子在电场中做曲线运动的分析与计算,考法15带电粒子先加速后偏转,应试基础必备,34,考点29 带电粒子在匀强场中的运动,35,考法13带电粒子在电场中做直线运动的分析 带电粒子在电场中做直线运动 (1) 不忽略重力时，

16、带电粒子在电场中可能做直线运动. (2) 带电粒子在重力场与电场共同作用下的加速运动. (3) 带电粒子在交变电场中的直线运动 电场呈周期性变化，运动也呈现周期性. 带电粒子从电场一个变化周期刚开始时静止释放，那么粒子做先加速后减速的直线运动，不会往返运动. 带电粒子从电场变化周期中间某时刻静止释放，以电场变化的下一个时刻为界点，粒子会做先加速后减速的直线运动，之后做先加速后减速的反方向运动.,36,考法14带电粒子在电场中做曲线运动的分析与计算 1带电粒子垂直于电场方向入射发生偏转 偏转位移 ，偏转角 偏转电场的特性:U和d 偏转位移和偏转角的正切与U成正比、与d成反比，即与E成正比. (2

17、) 板的特性：板长l与粒子入射初速度v0 决定运动时间tl/v0，影响偏转位移和偏转角. (3) 粒子自身特性：q、m和动能 比荷相同的粒子以同样初速度射入同一偏转电场，偏转情况相同.,2. 带电粒子垂直于电场方向入射发生偏转时的能量分析 动能增加主要是EkqUqEd， 考虑偏转电场特性，电荷自身特性、初动能、电势能 带电粒子发生偏转，电势能均减少.,37,3带电粒子在电场中偏转的相关计算 常见的考查方式： (1)偏转限定条件：偏转轨迹或偏转的位移； (2)带电粒子不垂直电场的方向进入电场. 解题关键： 明确粒子偏转的原理： 垂直电场方向做匀速直线运动 沿电场力方向做匀加速直线运动(斜射入时初速度不为零) 联立垂直电场方向上 沿电场力方向上,38,39,考法15带电粒子先加速后偏转 带电粒子进入偏转电场时，速度通常会来自于一个加速电场，因此自然会出现带电粒子先加速后偏转的综合问题分析如下： 如图所示为电子束加速偏转装置，电极K产生的热电子(初速度为零)经电场加速后，进入两平行金属板间，如果两板间加一偏转电压，则电子束将偏转,40,41,专题8 带电体在电场