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1、【模块标题】静电场【模块目标】目标1 理解能够掌握电场强度的叠加目标2 识别能够掌握电场中的功能势目标3 识别能够掌握平行板电容器的动态分析【模块讲解】【常规讲解】1：电场强度的叠加（3星）【板书整理】一、电场强度的叠加1、计算电场强度叠加常用的方法对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，将复杂的电场叠加计算简化补偿法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易【授课流程】步骤引入电场强度的叠加【参考讲解】电场强度是一个矢量，一般用平行四边形法则来计算电场强度的的叠加。但是有的问题仅用平行四边形法则不能得到解决。这个时候就要用一些方法。步骤通过举例解释
2、对称法，补偿法写板书一、电场强度的叠加1、计算电场强度叠加常用的方法对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，将复杂的电场叠加计算简化补偿法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易配题逻辑：对称法例题1【2013全国新课标】如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q0）的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（ ）A B C D【讲解】B由于在a点放置一点电荷q后，b点电场强度为零，说明点电
3、荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等，即EQEqk，根据对称性可知Q在d点产生的场强大小EQEQk，则EdEQEqkkk，故选项B正确。配题逻辑：对称法练习1-1如图所示，xoy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z 0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xoy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则q在z轴上z=处所受到的电场力的大小为（k为静电力常量）（ ）A B C D 【讲解】D假设点电荷为正q，那么它在xoy导体平面上感应出负电荷，点电荷在z=处激发的场
4、强为，导体平面上感应电荷在z=处激发的场强不好直接计算，故必须另想办法：考虑到无限大平面的空间对称性，导体平面上感应电荷在z=处激发的场强与z=-处激发的场强必大小相等，方向相反，而z=-处在导体内部，据静电平衡导体的特点。其内部的合场强为零，即点电荷q在z=-处产生的场强与导体平面上感应电荷在z=处激发的场强大小相等，方向相反，点电荷q在z=-处产生的场强为,故导体平面上感应电荷在z=处激发的场强为,与点电荷在z=处激发的场强方向相同，故z=的场强为：,选项D正确。配题逻辑：对称法例题2【2015山东高考】直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电
5、荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）A. ，沿y轴正向 B. ，沿y轴负向C. ，沿y轴正向 D. ，沿y轴负向【讲解】B由于处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2E1，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3E2，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4，方向沿y轴正向，所以H点的场强EE3E4，方向沿y轴负向。配题逻辑：对称法+补偿法练习2
6、-1均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R,已知M点的电场强度大小为E,则N点的电场强度大小为（ ）A. B. -EC. -E D. +E【讲解】B把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半个带负电荷球面叠加在一起;整个带正电荷的球面在N点的电场强度E1 =,半个带负电荷球面在N点的电场强度E2=E,N点的电场强度EN=E1-E2=-E,则B项正确。【常规讲解】2：电场中的功能势（4星）【板书整理】二、电场中的功能势1、
7、电场中的功能关系（1）WAB=Flcos =Eqlcos =qUAB =EpA-EpB（2）W电场力+W其他力=Ek。（3）若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变。（4）若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变。2、电势差与电场强度关系的应用（1）E=（2）“二结论”结论1 C是AB的中点，C= 结论2 ABCD,且AB=CD,则UAB=UCD（或A-B=C-D）3、带电粒子在电场中的运动轨迹分析（1）从轨迹的弯曲方向判断受力方向（轨迹向合力方向弯曲）,从而分析电场方向或电荷的电性。（2）结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差
8、的变化等。（3）根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。4、电场中的图像问题（1）v-t图像：根据速度变化、斜率确定合力的方向和大小,确定电场的方向、电势高低及电势能的变化（2）-x图像：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;在-x 图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向;在-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后做出判断（3）E-x图像：电场强度随位移变化规律;E0表示电场强度沿x轴正方向,EQB.直线c位于某一等势面内,MNC.若电子由M点运动到Q点,电
9、场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功【讲解】B 电子带负电荷,电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,有WMN=WMP0,而WMN=qUMN,WMP=qUMP,q0,即MN=P,匀强电场中等势线为平行的直线,所以NP和MQ分别是两条等势线,有M=Q,故A项错误,B项正确;电子由M点运动到Q点的过程中,有WMQ=q（M-Q）=0,电子由P点运动到Q点的过程中,有WPQ=q（P-Q）0,故C、D两项错误。配题逻辑：动能，电势能关系例题2【2012年物理海南卷】如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在O点处有固定点电荷。已知b点电势高于
10、c点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（ ）A两过程中电场力做的功相等B前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C前一过程中，粒子电势能不断减小D后一过程，粒子动能不断减小【讲解】C 已知b点电势高于c点电势，可见O点处为正电荷，带负电荷的粒子从c点运动到b点再到a点，都是电场力做正功，电势能减小，动能增加，选项D错C正确。点电荷电场中，靠近点电荷处的等势面密集，Ubc Uab，W=qU，所以AB错配题逻辑：重力势能，动能，电势能关系练习2-1【2015四川理综】（多选）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平
11、a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷）,b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零则小球a（ ）A从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从N到P的过程中，速率先增大后减小C从N到Q的过程中，电势能一直增加D从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量【讲解】BC a从N点静止释放，过P点后到Q点速度为零，整个运动过程只有重力和库仑力做功，库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90，所以库仑力整个过程做负功.小球a从N到Q的过程中，库仑力增大，库仑力与重力的夹角减小，所以它们的合力一直增大，故A错误；带电小球a受力如图所示，在靠近N点的位置，合力与速度夹角小于90，在D点合力与速度夹角大于90,所以小球a从N到P的过程中，速率应先增大后减小，故B正确；从N到Q的过程中,库仑力一直做负功，所以电势能
