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1、必考部分必考部分 电磁学电磁学/8-12章章第八章 电场第1页/共62页高考研读 考点要求考点要求命题视角命题视角复习策略复习策略物质的电结构、电荷守恒物质的电结构、电荷守恒静电现象的解释静电现象的解释点电荷点电荷库仑定律库仑定律静电场静电场电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强电场线电场线电势能、电势电势能、电势电势差电势差匀强电场中电势差与电场强度匀强电场中电势差与电场强度的关系的关系带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动示波管示波管常见的电容器常见的电容器电容器的电压、电荷量和电容的关电容器的电压、电荷量和电容的关系系1.本章内容在高考中单独命题较多本章内容在高考中单
2、独命题较多，不但有选择题，还有计算题选，不但有选择题，还有计算题选择题主要考查对基本概念和物理模择题主要考查对基本概念和物理模型的理解，如对电场分布特点、电型的理解，如对电场分布特点、电势和电势能的理解势和电势能的理解2在计算题中，带电粒子在电场在计算题中，带电粒子在电场中的运动是高考的热点内容带电中的运动是高考的热点内容带电粒子在电场中的加速和偏转问题常粒子在电场中的加速和偏转问题常与牛顿运动定律、功能关系、能量与牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等内容综合在一起考查守恒定律等内容综合在一起考查3有时也与实际生活、科学研究有时也与实际生活、科学研究联系密切出题，如喷墨打印机、静联系密切出题
3、，如喷墨打印机、静电除尘器、示波管、串联加速器等电除尘器、示波管、串联加速器等都有可能成为高考新情景综合问题都有可能成为高考新情景综合问题的命题素材的命题素材.1.本章内容较多，复习的时候需要本章内容较多，复习的时候需要从描述电场力的性质和能的性质两从描述电场力的性质和能的性质两个角度深入理解电场，抓住主线，个角度深入理解电场，抓住主线，强化训练复习电势能时需要和重强化训练复习电势能时需要和重力势能对比，复习电场力做功时需力势能对比，复习电场力做功时需要和重力做功对比要和重力做功对比2解决带电粒子在电场中的运动解决带电粒子在电场中的运动问题时，要善于把电学问题转化为问题时，要善于把电学问题转化
4、为力学问题带电粒子在电场中的运力学问题带电粒子在电场中的运动常与平抛运动结合解决这些问动常与平抛运动结合解决这些问题时要特别注意以下两个结合：题时要特别注意以下两个结合：(1)电场性质与牛顿运动定律、运动学电场性质与牛顿运动定律、运动学公式、运动的合成与分解相结合；公式、运动的合成与分解相结合；(2)电场性质与动能定理、能量守恒电场性质与动能定理、能量守恒定律相结合定律相结合.第2页/共62页电场知识体系第3页/共62页第4页/共62页第第1节节 电场力的性质电场力的性质第5页/共62页栏 目 导 航1234抓知识点抓重难点课时跟踪检测抓易错点第6页/共62页抓知识点抓知识点 用心研读用心研读
5、 领悟细微深处领悟细微深处1第7页/共62页一、电荷电荷守恒定律1两种电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带 电，丝绸摩擦过的玻璃棒带 电同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电的物体能吸引轻小物体2元电荷最小的电荷量，其值为e.其他带电体的电荷量皆为元电荷的 倍负正1.601019_C整数第8页/共62页3电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 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_(2)起电方式：_、_、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是_转移保持不变摩擦起电接触起电得失电子第9页/共62页加深理解完全相同的带电小球接触时，对于电
6、荷量的重新分配规律要明确，注意接触后分开电荷量能平均分配的前提条件是球完全相同如果金属球带同种电荷，总电荷量直接平分；如果金属球带异种电荷，需要先中和，剩余电荷再平均分配第10页/共62页 有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有3103 C的正电荷，小球B带有2103 C的负电荷，小球C不带电先将小球C与小球A接触后分开，再将小球B与小球C接触后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？即时突破即时突破第11页/共62页第12页/共62页二、点电荷及库仑定律1点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体本身的 和 对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷2库仑定律(1)内容：真空中两
7、个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的 上(2)表达式：F .(3)适用条件：中的 形状大小正比反比连线真空点电荷第13页/共62页加深理解(1)一个带电体能否看成点电荷取决于其自身的几何形状、大小及与带电体之间距离的比较，与带电体大小无关(2)点电荷与质点的概念类似，它们都是理想化的模型，突出问题的主要因素，这为我们研究问题带来了方便第14页/共62页如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间的距离l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值
8、均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()即时突破即时突破第15页/共62页第16页/共62页力 任何电场 V/m 真空 正电荷 矢量和 第17页/共62页加深理解两个等量电荷的电场特点比较第18页/共62页比较比较等量异种点电荷等量异种点电荷等量同种点电荷等量同种点电荷电荷连线上的电荷连线上的电场强度电场强度沿连线先变小后变大沿连线先变小后变大O点最小，但不为零点最小，但不为零O点为零点为零中垂线上的电中垂线上的电场强度场强度O点最大，向外逐渐减小点最大，向外逐渐减小O点最小，向外点最小，向外先变大后变小先变大后变小关于关于O点对称位点对称位置的电场强度置的
9、电场强度A与与A、B与与B、C与与C等大同向等大同向等大反向等大反向第19页/共62页3电场线(1)电场线是为了形象地描述电场而引入的，是假想的、客观不存在的，它有以下特点：电场线从_或无限远处出发，终止于无限远处或_；电场线在电场中不相交；在同一电场里，电场线_的地方电场强度越大；电场线上某点的切线方向表示该点的_；沿电场线方向电势逐渐_；电场线和等势面在相交处_正电荷负电荷越密电场强度方向降低相互垂直第20页/共62页(2)几种典型电场的电场线第21页/共62页法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是()Aa、b为异种电荷，a带
10、电荷量大于b带电荷量Ba、b为异种电荷，a带电荷量小于b带电荷量Ca、b为同种电荷，a带电荷量大于b带电荷量Da、b为同种电荷，a带电荷量小于b带电荷量即时突破即时突破第22页/共62页第23页/共62页抓重难点抓重难点 动手演练动手演练 掌握提分技巧掌握提分技巧2第24页/共62页1几种常见的平衡问题重难点重难点 1库仑力作用下的平衡问题 第25页/共62页2.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反(2)规律“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”正、负电荷相互间隔；“两大夹小”
11、中间电荷的电荷量最小；“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷第26页/共62页(多选)(2015年浙江卷)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q3.0106 C的正电荷两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g10 m/s2；静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，则()A支架对地面的压力大小为2.0 NB两线上的拉力大小F1F21.9 NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉
12、力大小F11.225 N，F21.0 ND将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N例例 1第27页/共62页第28页/共62页第29页/共62页解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤库仑力作用下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电场力具体步骤如下：提分秘笈提分秘笈第30页/共62页如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A电荷量为Q，B电荷量为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的带电性质及位置可能是()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
13、D负A的右边0.2 m处解析：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跟踪训练跟踪训练 1第31页/共62页1电场强度的公式重难点重难点 2电场强度的计算 第32页/共62页2电场的叠加(1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场的矢量和(2)运算法则：平行四边形定则3求解电场强度的几种特殊思维方法电场强度是静电学中极其重要的概念，也是高考考点分布的重点区域之一求电场强度的方法除了常见的定义式法、点电荷电场强度公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等，还有几种特殊的思维方法第33页/共62页(1)等效替代法“等效替代”方法
14、，是指在效果一致的前提下，从A事实出发，用另外的B事实来代替，必要时再用C代替B直至实现所给问题的条件，从而建立与之相对应的联系，得以用有关规律解之如以模型替代实物、以合力(合运动)替代数个分力(分运动)、等效电阻、等效电源等(2)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，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量化为常量、容易确定的量第34页/共62页(3)补偿法求解电场强度，常用的方法是根据问题给出的条件建立物理模型，如果这个模型是一个完整的标准模型，则容易解决但有时由题给条件建立的模型不是一个完整的标准模型，比如说是模型A，这时需要给原来的问题
15、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(4)极值法物理学中的极值问题可分为物理型和数学型两类物理型主要依据物理概念、定理、定律求解数学型则是在根据物理规律列方程后，依靠数学中极值的知识求解第35页/共62页例例 2第36页/共62页第37页/共62页计算电场强度常用的五种方法(1)电场叠加合成的方法(2)平衡条件求解法(3)对称法(4)补偿法(5)等效法提分秘笈提分秘笈第38页/共62页跟踪训练跟踪训练 2第39页/共62页第40页/共62页跟踪训练跟踪训练 3第4
16、1页/共62页第42页/共62页重难点重难点 3电场线的理解及应用 第43页/共62页(多选)(2017届大同期末)如右图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，ABBC，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力及相互作用力，则以下说法正确的是()Aa一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B由于ABBC，故UABUBCCa对应的粒子的加速度越来越小，c对应的粒子的加速度越来越大，b对应的粒子的加速度大小不变Db对应的粒子的质量大于c对应的粒子的质量例例 1第44页/共62页第45页/共62页分
17、析带电粒子运动的轨迹类问题的技巧提分秘笈提分秘笈判断速度方向判断速度方向带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向判断电场力判断电场力(或场或场强强)的方向的方向仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向判断电场力做功判断电场力做功的正负及电势能的正负及电势能的增减的增减若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电
18、势少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加能增加第46页/共62页(2016届湛江期中)某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示下列说法正确的是()Ab点的电势低于a点的电势B若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功Cc点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c跟踪训练跟踪训练 4第47页/共62页解析：沿电场线方向电势逐渐降低，因b点所在的等势面高于a点所在的等势面，故b点的电势高于a点的电势，选项A错误；若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功，选项B正确；由于电场线密集的地方场强较大，故d点的场强大于c点的
19、场强，选项C错误；因dc电场线是曲线，故若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将不能沿着电场线由d到c，选项D错误答案：B第48页/共62页抓易错点抓易错点 亲身体会亲身体会 击破薄弱环节击破薄弱环节3第49页/共62页例例 1易错点易错点 1场强叠加问题有时感觉无从下手场强叠加问题有时感觉无从下手 第50页/共62页第51页/共62页第52页/共62页【错后感悟】本题易使学生感觉到无从下手，实际上只要抓住电场的叠加原理，分析半球壳在O点的场强方向，结合左右两侧球壳上点电荷到O点距离的关系，进行分析，再比较场强的大小关系即可第53页/共62页(2017届江西上饶铅山一中、横峰中学、弋阳一中、德
20、兴一中四校联考)如图所示，三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为OaObOc，让三球带电后它们能静止在图中所示位置此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法不正确的是()Aa、b两球质量一定相等Ba、b两球所带电荷量一定相等Ca、b两球所处位置的电场强度相等D细线Oa、Ob所受拉力大小一定相等跟踪训练跟踪训练 1第54页/共62页解析：由于Oc沿竖直方向，而c受重力及细线拉力也在竖直方向，所以a对c的库仑力与b对c的库仑力一定等大，即qaqb，B正确；对a、b受力分析，a、b的连线水平，则mamb，A正确；因c对a、b的库仑力大小相等，由
21、受力分析知Oa、Ob所受的拉力大小相等，D正确；a处的电场是b和c产生的电场叠加而成的，b处的电场是a和c产生的电场叠加而成的，a、b平衡，因为a、b两球所受的重力相同，a、b两球所受的拉力大小相等，所以两球受到的电场力大小相同，但方向不同，所以a、b处电场强度的方向不同，C错误答案：C第55页/共62页错后感悟：本题中a、b两球呈现的状态具有对称性，a、b、c构成的三角形为正三角形，说明a、b两球在质量和电荷量上都是大小相等的，两球带等量同种电荷，受力情况也相同从对称入手，可使问题分析起来较简单很多同学认识不到这一点，会感到无从下手第56页/共62页(多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向
22、的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点若粒子在运动中只受电场力作用根据此图能作出的正确判断是()A带电粒子所带电荷的符号B粒子在a、b两点的受力方向C粒子在a、b两点何处速度大Da、b两点电场的强弱例例 2易错点易错点 2理不清电场中运动轨迹与电场力、电场线的关系理不清电场中运动轨迹与电场力、电场线的关系 第57页/共62页【解析】由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，故A错误，B正确；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子动能减小，电
23、势能增大，则粒子在a点的速度较大，故C正确；根据电场线的疏密程度可判断a、b两点场强的大小，故D正确【答案】BCD【错后感悟】(1)误认为电场线方向就是点电荷受到电场力作用的方向(2)误认为电场线是电荷在电场中的运动轨迹(3)错误的根据电场线方向来判断电场强度大小第58页/共62页(多选)如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，A、B是轨上的两点，则()A该电荷一定带负电B该电荷一定带正电C该电荷通过A点时的动能比通过B点时的动能大D该电荷通过A点时的加速度比通过B点时的加速度大解析：电荷所受电场力指向轨迹内侧，即斜向右上方，而电场线指向左下方，所以该电荷一定带负电，故A正确，B错误；由于电场力与速度成钝角，做负功，根据动能定理得知，动能减小，则电荷通过A点时的动能比通过B点时的动能大，故C正确；电场线越密，电场强度大，所受电场力大，可知B处场强较大，电荷所受的电场力较大，加速度也较大，故D错误答案：AC跟踪训练跟踪训练 2第59页/共62页点此进入该点此进入该word板块板块课时跟踪检测三十一课时跟踪检测三十一4第60页/共62页Thank you for watching 第61页/共62页感谢您的观看！第62页/共62页