精2013高考物理冲刺复习课件：专题八静电场

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1、专题八 静 电 场,1.物质的电结构、电荷守恒 2.静电现象的解释 3.点电荷 4.库仑定律 5.静电场 6.电场强度、点电荷的场强 7.电场线 ,8.电势能、电势 9.电势差 10.匀强电场中电势差与电场强度的关系 11.带电粒子在匀强电场中的运动 12.示波管 13.常见电容器 14.电容器的电压、电荷量和电容的关系 ,1.理解库仑定律的内容、适用条件，并能应用该定律解决相关问题. 2.理解电场强度、电势和电势差的概念，知道它们分别从力的角度和能量的角度来描述电场，并能应用它们进行相关的分析与计算. 3.能够用电场线描述几种常见的电场：点电荷的电场、等量同种(异种)点电荷电场、匀强电场等.

2、,4.能够正确理解物理量的正值和负值的含义，如电荷的正负、电势的正负、电势能的正负以及电场力做功的正负与电势能的增减相对应关系. 5.能结合力学的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律及交流电等知识处理带电粒子在电场中运动的问题. 6.理解电容器电容的定义式和平行板电容器电容的决定式，并能解决有关问题.,电荷守恒、库仑定律 【典例1】(2011海南高考)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的带电量为q，球2的带电量为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

3、远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变.由此可知( ) A.n=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6,【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】 (1)相同金属小球接触时电量的转移与分配规律. (2)库仑定律的应用.,【精讲精析】设小球1、2之间的距离为r.球3接触前， 球3分别与球1、2接触后， 联立以上两式解得：n=6，故D正确. 答案：D,【命题人揭秘】电荷的重新分配规律 两个完全相同的金属球接触,电荷将重新分配: (1)若两球带同种电荷q1、q2,则接触后电量平均分配,即 (2)若两球带异种电荷q1、q2,则接触后电量先中和后平分,即 电性与带电量大的金属球相同.,

4、点电荷的场强、电场的叠加 【典例2】(2011重庆高考)如图所示，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,【审题视角】解答本题时要把握以下三点： 【关键点】 (1)电场强度是矢量，按照矢量法则叠加. (2)点电荷场强公式 (3)两个等量同种点电荷连线中点场强叠加为零.,【精讲精析】在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零.在体中

5、心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零.而在各边中点，场强无法抵消，合场强不为零. 答案：D,【命题人揭秘】求合场强的两种常用方法 (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. (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.,电场强度、电势、电场线 【典例3】(2011上海高考)电场线分布 如图所示，电场中a，b两点的电场强度大 小分别为E

6、a和Eb，电势分别为a和b， 则( ) AEaEb，ab BEaEb，ab DEaEb，ab,【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】 (1)电场线的密、疏表示场强大、小. (2)沿电场线的方向电势降低. 【精讲精析】从电场线的分布看，b处比较密集，故EbEa，沿着电场线方向电势越来越低，故ab，C选项正确. 答案：C,【命题人揭秘】形象描述电场的两个方法 (1)电场线法： 描述场强：疏密表示弱强，切线方向表示场强方向； 描述电势：沿电场线的方向电势降低. (2)等势面(线)法： 描述场强：疏密表示弱强，电势降落最快的方向就是场强方向； 描述电势：等势线的分布就是电势的分布.电场线与

7、等势线彼此垂直.,电势能、电场力的功 【典例4】(2012山东高考)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点的动能变化大于由b点到c点的动能变化,【审题视角】解答本题应把握以下四点： 【关键点】 (1)由粒子运动轨迹的弯曲方向判断粒子的带电性. (2)根据电场线的疏密情况结合牛顿第二定律分析粒子的受力情况. (3)电势能是增大还是减小看电场力做功的正负. (4)由

8、动能定理分析动能变化的多少.,【精讲精析】物体做曲线运动时，合外力的方向指向轨迹的凹侧，可知粒子与正电荷排斥，粒子带正电，A错；越靠近正电荷，电场线越密，电场强度越大，粒子所受电场力越大，所以粒子在c点受力最小，B错；粒子从b点运动到c点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C对；点a、b、c所在的圆为等间距的同心圆，靠近正电荷电场强度较大，由公式U=Ed可知，UabUbc，所以由a点到b点比由b点到c点电场力对粒子做的功多，根据动能定理可知D对. 答案:C、D,【命题人揭秘】带电粒子轨迹类问题“三判断” (1)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. (2)判断电场力(或场

9、强)的方向：带电粒子所受电场力(仅受电场力作用)指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向. (3)判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则合力做正功，电势能减小；若电场力与速度方向成钝角，电场力做负功，电势能增加.,电容器 【典例5】(2011天津高考)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是( ) AU2=U1，E2=E1 BU2=2U1，E2=4E1 CU2=U1，E2=2E1 DU2=2U1，E2

10、=2E1,【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】 (1)综合运用平行板电容器的两个公式 (2)结合匀强电场中电势差与场强之间的关系式 根据条 件得出答案.,【精讲精析】解答本题可按以下流程分析: 故C正确. 答案：C,【命题人揭秘】 电容器动态分析类问题的两点提醒 (1)两类基本情况： 电容器始终与电源相连，极板间电压U保持不变； 电容器充电后与电源断开，极板带电量Q保持不变. (2)两个常用公式： 当极板间电压U不变时，应用 讨论板间电场强度； 当极板带电量Q保持不变时，应用 讨论板间电场强度.,电场的叠加问题 【典例6】(2012安徽高考)如图甲所示， 半径为R的均匀带电圆形平

11、板，单位面积 带电量为,其轴线上任意一点P(坐标为x 的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出： 方向沿x轴.现考虑单位面积带电量 为0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆 板，如图乙所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强 度为( ),A. B. C. D. 【审题视角】解答本题时要注意以下两点： 【关键点】 (1)当圆板的半径R无限大时， (2)根据电场的叠加，Q点的场强应为挖去圆孔前平面产生的场 强减去圆孔部分的电荷在Q点产生的场强.,【精讲精析】由 可知，R时， E=2k，即无限大均匀带电平板在Q点产生的电场强度为 E1=2k0，而半径为r的单位面积带电量为

12、0的圆板在Q点产 生的电场强度为 则所求电场强度为 EQ=E1-E2= 故选项A正确. 答案:A,【命题人揭秘】新情景下物理方法的应用技巧 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. 本题要求判断两个均匀带电圆环轴线上的电场强度大小，显然无法直接通过物理规律直接推导得出结论，应另辟蹊径，可以运用量纲分析法、特殊值法、极限法、对称法、等效法等解决问题.,图象在电场中的应用 【典例7】(2011上海高考)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图( ),【审题视角】解决此类问题的两点提醒： 【关键点】 (1)画出两个等

13、量异种点电荷的电场线. (2)明确电场线方向与电势关系.,【精讲精析】电场线从正电荷出发终 止于无穷远处，且沿着电场线方向电 势越来越低，故越靠近正点电荷的位 置电势越高，越靠近负点电荷的位置电势越低，电势是标量，正值一定大于负值，故若取两电荷连线的中垂面为零势能面，则靠近负点电荷的电势均为负值，靠近正点电荷的电势均为正值，故A正确.当然也可以将等势面与地理的“等高线”进行类比，正点电荷处于正立的山口处，负点电荷处于倒立的山口处，显然A正确. 答案：A,【命题人揭秘】由-x图象分析场强、电势的大小关系 (1)在-x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向. (2

14、)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小，电场强度为零处，-x图线存在极值，其切线的斜率为零. (3)在-x图象中分析移动电荷时电势能的变化，可用WAB= qUAB，分析WAB的正负，然后作出判断.,电场中的力学综合应用 【典例8】(2011福建高考)反射式速调管是常用的微波器件 之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理 与下述过程类似.如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相 反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力 作用下沿直线在A、B两点间往返运动.已知电场强度的大小分 别是E1=2.0103 N/C和E2=4.0103 N/C，方向如图所示.带电 微粒质量m=

15、1.010-20 kg，带电量q=-1.010-9 C，A点距虚,线MN的距离d1=1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应.求： (1)B点到虚线MN的距离d2； (2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.,【审题视角】解答本题应注意以下两点： 【关键点】 (1)明确带电微粒的运动过程，微粒在两个场强大小、方向都不同的电场中先做匀加速后做匀减速直线运动. (2)由动能定理、牛顿第二定律列方程求解.,【精讲精析】(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理 知|q|E1d1|q|E2d2=0,解得 (2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第 二定律有|q|E1=ma1,|q|E2=ma2 设微粒在虚线MN两侧的时间大小分别为t1、t2， 由运动学公式知 又t=t1+t2 代入数据解得t= 1.510-8 s 答案：(1)0.50 cm (2)1.510-8 s,【阅卷人点拨】,库仑定律、电场力的性质 高考指数: 1.(2012浙江高考)用金属箔做成一个 不带电