高三物理一轮复习——静电场

1、会计学1高三物理一轮复习高三物理一轮复习静电场静电场第1页/共213页第六章静第六章静 电电 场场学习目标定位学习目标定位考考 纲纲 下下 载载1.物质的电结构、电荷守恒物质的电结构、电荷守恒 ()2静电现象的解释静电现象的解释 ()3点电荷点电荷 ()4库仑定律库仑定律 ()5静电场静电场 ()6电场强度、点电荷的场强电场强度、点电荷的场强 ()7电场线电场线 ()8电势能、电势电势能、电势 ()9电势差电势差 ()10匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系 ()11常见的电容器常见的电容器 ()12电容器的电压、电荷量和电容的关系电容器的电压、电荷量和电容的关系

2、()13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 ()14示波管示波管 ()第2页/共213页 考考 情情 上上 线线1.对电势、电势能、电场线、电场强度等基本概念的对电势、电势能、电场线、电场强度等基本概念的考查常以选择题形式出现。考查常以选择题形式出现。2平行板电容器的动态变化问题常被考查到。平行板电容器的动态变化问题常被考查到。3电场和力学中的平衡、运动学、牛顿运动定律、电场和力学中的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系等结合，考查带电粒子在电场中的运动功能关系等结合，考查带电粒子在电场中的运动问题。问题。考点考点点击点击高考对本章考查的频率较高，考查的题型有选择和计高考对本

3、章考查的频率较高，考查的题型有选择和计算等，考查的难度中等，分值一般为算等，考查的难度中等，分值一般为1020分。分。高考高考地位地位第3页/共213页点电荷电荷守恒定律点电荷电荷守恒定律想一想想一想 如图如图611所示，在带电荷量为所示，在带电荷量为Q的带电体的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体右侧有两个相互接触的金属导体A和和B，均放在绝缘支座上。若先将，均放在绝缘支座上。若先将C移走，再移走，再把把A、B分开，则分开，则A、B分别带什么电？分别带什么电？图图611第4页/共213页 若先将若先将A、B分开，再移走分开，再移走C，则，则A、B分别带什么分别带什么电？这一过程中电荷总量如何

4、变化？电？这一过程中电荷总量如何变化？ 提示：不带不带带负带正不变提示：不带不带带负带正不变第5页/共213页记一记记一记 1元电荷、点电荷元电荷、点电荷 (1)元电荷：元电荷：e1.61019 C，所有带电体的电荷量，所有带电体的电荷量都是元电荷的都是元电荷的 ，其中质子、正电子的电荷量与，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量元电荷相同。电子的电荷量q1.61019 C。 (2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。略带电体的大小和形状的理想化模型。整数倍整数倍第6页/共213页 2电荷守恒定律电荷守恒

5、定律 (1)内容：电荷既不能创生，也不能消灭，它只能从内容：电荷既不能创生，也不能消灭，它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到另一部分，在转移的过程中电荷的 。 (2)起电方法：起电方法： 、 、 。 (3)带电实质：物体带电的实质是带电实质：物体带电的实质是 。 (4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带接触后再分开，二者带 电荷；若两导体原来带异种电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先电荷，则电荷先 ，余下的电荷再，余下的电

6、荷再 。总量保持不变总量保持不变摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电得失电子得失电子相同相同中和中和平分平分第7页/共213页试一试试一试1一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。这说明这说明 ()A小球上原有的负电荷逐渐消失了小球上原有的负电荷逐渐消失了B在此现象中，电荷不守恒在此现象中，电荷不守恒C小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了子导走了D该现象是由于电子的转移引起的，仍然

7、遵循电荷该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律守恒定律第8页/共213页解析：带负电的金属小球在潮湿的空气中，经过一段时解析：带负电的金属小球在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷间后，小球上的负电荷(电子电子)被潮湿的空气导走了，但被潮湿的空气导走了，但电荷转移的过程中，电荷守恒，故电荷转移的过程中，电荷守恒，故CD正确。正确。答案：答案：CD第9页/共213页库仑定律库仑定律想一想想一想图图612第10页/共213页第11页/共213页记一记记一记 1内容：内容： 中两个静止点电荷之间的相互作中两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用力，与它们的电荷量的

8、乘积成 ，与它们的距，与它们的距离的二次方成离的二次方成 ，作用力的方向在它们的连线上，作用力的方向在它们的连线上。真空真空正比正比反比反比9.0109 第12页/共213页 3适用条件：适用条件： 中的中的 。 (1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。的情况，可以直接应用公式。 (2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时当两个带电体的间距远大于本身的大小时 ，可以，可以把带电体看成点电荷。把带电体看成点电荷。 4库仑力的方向：库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互，且同种电

9、荷相互 ，为，为 ；异种电荷相互；异种电荷相互 ，为，为 。真空真空点电荷点电荷排斥排斥斥力斥力吸引吸引引力引力第13页/共213页试一试试一试第14页/共213页答案：答案：C第15页/共213页电场强度电场强度想一想想一想 在真空中在真空中O点放一个点电荷点放一个点电荷Q1.0109 C，直线直线MN通过通过O点，点，OM的距离的距离r30 cm，M点放一个点放一个点电荷点电荷q1.01010 C，如图，如图613所示。则所示。则M点点的场强有多大？方向怎样？拿走的场强有多大？方向怎样？拿走q后后M点的场强如何变点的场强如何变化？化？M、N两点的场强哪点大？两点的场强哪点大？图图613第1

10、6页/共213页第17页/共213页记一记记一记 1电场的基本性质：电场的基本性质：对放入其中的电荷有对放入其中的电荷有 。 2电场强度电场强度 (2)点电荷的场强：点电荷的场强：E ，适用于计算，适用于计算 中的中的点电荷产生的电场。点电荷产生的电场。 (3)方向：规定为方向：规定为 在电场中某点在电场中某点 的的方向。方向。 作用力作用力真空真空正电荷正电荷所受静电力所受静电力第18页/共213页 试一试试一试3对于由点电荷对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是产生的电场，下列说法正确的是()第19页/共213页答案：答案：B第20页/共213页电场线电场线想一想想一想 图图614中带

11、箭头的直线是某一电场中的一条电中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有场线，在这条电场线上有A、B两点，两点，那么那么A、B两点的场强方向和大小是两点的场强方向和大小是否相同？否相同？ 提示：提示：A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向两点的场强方向相同，都沿着电场线向右，由于题中仅画出一条电场线，无法确定右，由于题中仅画出一条电场线，无法确定A、B附近电附近电场线的分布情况，故无法确定场线的分布情况，故无法确定A、B两点的场强大小。两点的场强大小。图图614第21页/共213页记一记记一记 1定义定义 为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在为了形象地描述电场中各点场强

12、的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的电场中画出一些曲线，曲线上每一点的 都跟都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。 2特点特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；荷或无限远处； (2)电场线在电场中电场线在电场中 ；切线方向切线方向不相交不相交第22页/共213页 3应用应用 (1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； (2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； (3

13、)沿电场线方向沿电场线方向 ； (4)电场线和等势面在相交处互相垂直。电场线和等势面在相交处互相垂直。 4几种典型电场的电场线几种典型电场的电场线电势逐渐降低电势逐渐降低图图615第23页/共213页试一试试一试4如图如图616所示，所示，AB是某电场中的一条是某电场中的一条电场线，在电场线上电场线，在电场线上P处自由释放一个负处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向试探电荷时，它沿直线向B点运动。对此现象下列判点运动。对此现象下列判断中正确的是断中正确的是(不计电荷重力不计电荷重力) ()A电荷向电荷向B做匀加速运动做匀加速运动B电荷向电荷向B做加速度越来越小的运动做加速度越来越小的运动C电荷

14、向电荷向B做加速度越来越大的运动做加速度越来越大的运动D电荷向电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确做加速运动，加速度的变化情况不能确定定图图616第24页/共213页解析：从静止起运动的负电荷向解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电运动，说明它受的电场力指向场力指向B。负电荷受的电场力方向与电场强度方向相。负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从反，可知此电场线的指向应从BA，这就有三种可能，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向场力，向B做匀加速运动；二是做匀加速运动；二是B

15、处有正点电荷场源，处有正点电荷场源，则越靠近则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则处有负点电荷场源，则越远离越远离A时场强越小，负电荷受到的电场力越来越小，时场强越小，负电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小。加速度越来越小。答案：答案：D第25页/共213页库仑力作用下的平衡问题库仑力作用下的平衡问题第26页/共213页 (2)三个自由点电荷的平衡问题：三个自由点电荷的平衡问题： 条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每

16、个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。，方向相反。 规律：规律：“三点共线三点共线”三个点电荷分布在同一三个点电荷分布在同一条直线上；条直线上；“两同夹异两同夹异”正负电荷相互间隔；正负电荷相互间隔； “两大夹小两大夹小”中间电荷的电荷量最小；中间电荷的电荷量最小； “近小远大近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷中间电荷靠近电荷量较小的电荷。第27页/共213页图图617第28页/共213页答案答案C第29页/共213页分析点电荷平衡问题的方法步骤分析点电荷平衡问题的方法步骤 点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题点电荷的平衡问题的

17、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的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了一个库仑力或电场力。具体步骤如下：一个库仑力或电场力。具体步骤如下： (1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取要依据题意，适当选取“整体法整体法”或或“隔离法隔离法”；(3)列平衡方程列平衡方程(F合合0或或Fx0，Fy0)。第30页/共213页电场强度的计算与叠加电场强度的计算与叠加1.场强的公式场强的公式第31页/共213页 2电场的叠加电场的叠加 (1)叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场叠加原理：多个电荷

18、在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和。为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和。 (2)计算法则：平行四边形定则。计算法则：平行四边形定则。 第32页/共213页 例例2如图如图618所示，位于正方所示，位于正方形四个顶点处分别固定有点电荷形四个顶点处分别固定有点电荷A、B、C、D，四个点电荷的带电量均为，四个点电荷的带电量均为q，其中，其中点电荷点电荷A、C带正电，点电荷带正电，点电荷B、D带负电，带负电，试确定过正方形中心试确定过正方形中心O并与正方形垂直的直线上到并与正方形垂直的直线上到O点距点距离为离为x的的P点处的电场强度的大小和方向。点处的电场强度的大小和方向。

19、 审题指导审题指导 第一步：抓关键点第一步：抓关键点图图618第33页/共213页四电荷在中心轴线四电荷在中心轴线P上产生的场强大小相上产生的场强大小相等等P点处在中心轴线上点处在中心轴线上四个电荷在中心轴线上产生的场强大小四个电荷在中心轴线上产生的场强大小相等相等电荷电量相等电荷电量相等电荷所在位置关于中心电荷所在位置关于中心O对称；电荷到中对称；电荷到中心轴上同一点距离相等心轴上同一点距离相等电荷处在正方形四电荷处在正方形四个顶点上个顶点上获取信息获取信息关键点关键点 第二步：找突破口第二步：找突破口 要求要求P点场强的大小和方向，先求出各点电荷在点场强的大小和方向，先求出各点电荷在P点产

20、生的点产生的场强的大小和方向，再利用平行四边形定则和矢量的对称性求场强的大小和方向，再利用平行四边形定则和矢量的对称性求解。解。第34页/共213页 尝试解题尝试解题 四个点电荷各自在四个点电荷各自在P点的电场强度点的电场强度EA、EB、EC、ED如图所示，根据对称性可知，如图所示，根据对称性可知，EA、EC的合场强的合场强E1沿沿OP向外，向外，EB、ED的合场强的合场强E2沿沿OP指向指向O，由对称性可，由对称性可知，知，E1、E2大小相等，所以大小相等，所以P点的场强为零。点的场强为零。答案答案场强为零场强为零第35页/共213页对电场线的理解及应用对电场线的理解及应用 1.孤立点电荷的

21、电场孤立点电荷的电场 (1)正正(负负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外外(内内)。 (2)离点电荷越近，电场线越密离点电荷越近，电场线越密(场强越大场强越大)； (3)以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同。面垂直，在此球面上场强大小相等，但方向不同。第36页/共213页2两种等量点电荷的电场比较两种等量点电荷的电场比较O点最小，向外先点最小，向外先变大后变小变大后变小O点最大，向外点最大，向外逐渐减小逐渐减小沿中垂线由沿中垂线由O点点向外场强大小向外场强大小沿连线先变小

22、，再沿连线先变小，再变大变大沿连线先变沿连线先变小，再变大小，再变大连线上的场强大小连线上的场强大小为零为零最小，指向负最小，指向负电荷一方电荷一方连线中点连线中点O处处的场强大小的场强大小等量同种点电荷等量同种点电荷等量异种点电荷等量异种点电荷比较比较第37页/共213页 3电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系 一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合。会重合。 (1)电场线为直线；电场线为直线； (2)电荷初速

23、度为零，或速度方向与电场线平行；电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行； (3)电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行。场线平行。第38页/共213页 例例3静电除尘器是目前普遍采用的静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图是很长的条形金属板，图619中直线中直线ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘带负电，在

24、电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图粒的运动轨迹，图6110中可能正确的是中可能正确的是(忽略重力和忽略重力和空气阻力空气阻力) ()图图619第39页/共213页图图6110 尝试解题尝试解题 因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电因粉尘带负电，故带电粉尘所受电场力的方向与电场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运场线的切线方向相反，轨迹上任何一点的切线方向为运动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向和动方向，若粒子做曲线运动，轨迹应出现在速度方向和力的方向所夹

25、的区域内。从轨迹上找几个点判断一下，力的方向所夹的区域内。从轨迹上找几个点判断一下，只有只有A项符合。故项符合。故A项正确。项正确。 答案答案A第40页/共213页电场线与轨迹判断方法电场线与轨迹判断方法 (1)“运动与力两线法运动与力两线法”画出画出“速度线速度线”(运动轨迹在初始运动轨迹在初始位置的切线位置的切线)与与“力线力线”(在初始位置电场线的切线方向在初始位置电场线的切线方向)，从二，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景。者的夹角情况来分析曲线运动的情景。 (2)“三不知时要假设三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，是题

26、意中相互制约的三势面电势的高低、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求个方面。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知量；若三个都不知(三不知三不知)，则要用，则要用“假设法假设法”分别讨论各种情分别讨论各种情况。况。 (3)一般为定性分析，有时涉及简单计算。一般为定性分析，有时涉及简单计算。第41页/共213页图图6111超链超链接接第42页/共213页利用补偿法和对称性就可以把线性带电体转换利用补偿法和对称性就可以把线性带电体转换成易于求解的点电荷，这样通过转换研究对象成易于求解的点电荷，这样通过转换研究对象，就可以把复

27、杂的问题用简单的方法求解，就可以把复杂的问题用简单的方法求解思路思路立现立现有缺口的带电圆环有缺口的带电圆环点电荷点电荷转换转换对象对象第43页/共213页第44页/共213页 题后悟道题后悟道求合场强的两种常用方法：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。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补偿法：题给条件建立的模型A不是一个完整的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，由这标准模型，这时需要给原来的问题补充一

28、些条件，由这些补充条件建立另一个容易求解的模型些补充条件建立另一个容易求解的模型B，并且模型，并且模型A与模型与模型B恰好组成一个完整的标准模型，这样求解模型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的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B的差的差值问题。值问题。第45页/共213页 第第(2)问中，若在距缺口四分之一圆弧处，有同样一问中，若在距缺口四分之一圆弧处，有同样一个很小的缺口个很小的缺口l(且且lr)，其余条件不变，则圆心处的场，其余条件不变，则圆心处的场强大小又为多少？强大小又为多少？第46页/共213页随堂巩固落实随堂巩固落实1(2019

29、宁波八校联考宁波八校联考)两个质量均为两个质量均为m的完全相同的的完全相同的金属球金属球a和和b，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘，其质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离支座上，两球心间的距离l为球半径的为球半径的3倍。若使它倍。若使它们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为们带上等量异种电荷，所带电荷量的绝对值均为Q，那么，那么a、b两球之间的万有引力两球之间的万有引力F引引和库仑力和库仑力F库库的的表达式正确的是表达式正确的是 ()第47页/共213页答案：答案：C第48页/共213页2(2019江西联考江西联考)如图如图6112所示的真空空间中，所示的真空空间中，仅在正

30、方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是两点电场强度和电势均相同的是()图图6112第49页/共213页解析：解析：A、D项中，项中，a、b两点处场强大小相等但方向两点处场强大小相等但方向不同，故不同，故A、D错；错；B项中，项中，a、b两点处场强大小及两点处场强大小及方向均不相同，方向均不相同，B错；错；C项中，项中，a、b两点处在两点处在q、q 连线的中垂线上，且关于连线中点对称，故电连线的中垂线上，且关于连线中点对称，故电场强度相同，电势相同，场强度相同，电势相同，C对。对。答案：答案：C

31、第50页/共213页3(2019渭南质检渭南质检)两个带电荷量分别为两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点的质点周围的电场线如图周围的电场线如图6113所示，由图可知所示，由图可知()A两质点带异号电荷，且两质点带异号电荷，且Q1Q2B两质点带异号电荷，且两质点带异号电荷，且Q1Q2D两质点带同号电荷，且两质点带同号电荷，且Q1Q2，选项，选项A正确。正确。答案：答案：A图图6113第51页/共213页4(2019北京市朝阳区期末北京市朝阳区期末)绝缘细线的一端与一带正绝缘细线的一端与一带正电的小球电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平

32、面上固定了另一个带电小球下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在下列情况下，小球在下列情况下，小球M能处于静止状态的是能处于静止状态的是 ()图图6114第52页/共213页解析：解析：M受到三个力的作用处于平衡状态，则绝缘细受到三个力的作用处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与两个球的库仑力的合力必与线的拉力与两个球的库仑力的合力必与M的重力大小的重力大小相等，方向相反，其受力分析图如右图所示，选项相等，方向相反，其受力分析图如右图所示，选项B正正确。确。答案：答案：B第53页/共213页5(2019南京一模南京一模)如图如图6115所示，所示，以以O为圆心的圆周上有六个等分点为圆心的圆周上

33、有六个等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷，等量正、负点电荷分别放置在分别放置在a、d两处时，在圆心两处时，在圆心O处处产生的电场强度大小为产生的电场强度大小为E。现改变。现改变a处处点电荷的位置，使点电荷的位置，使O点的电场强度改变，下列叙述点的电场强度改变，下列叙述正确的是正确的是 ()A移至移至c处，处，O处的电场强度大小不变，方向沿处的电场强度大小不变，方向沿OeB移至移至b处，处，O处的电场强度大小减半，方向沿处的电场强度大小减半，方向沿Od图图6115第54页/共213页C移至移至e处，处，O处的电场强度大小减半，方向沿处的电场强度大小减半，方向沿OcD移至移至f处，处，

34、O处的电场强度大小不变，方向沿处的电场强度大小不变，方向沿Oc答案：答案：C课时跟踪检测课时跟踪检测见见“课时跟踪检测课时跟踪检测（二十三）（二十三）”第55页/共213页（给有能力的学生加餐）（给有能力的学生加餐）1使两个完全相同的金属小球使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷均可视为点电荷)分别分别带上带上3Q和和5Q的电荷后，将它们固定在相距为的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为的两点，它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工。现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为的两点，它

35、们之间库仑力的大小为F2。则。则F1与与F2之之比为比为 ()A2 1 B4 1C16 1 D60 1第56页/共213页答案：答案：D第57页/共213页2(2019重庆八中检测重庆八中检测)在点电荷在点电荷Q产生的产生的电场中有电场中有a，b两点，相距为两点，相距为d，已知，已知a点点的场强大小为的场强大小为E，方向与，方向与ab连线成连线成30角，角，b点的场强方向与点的场强方向与ab连线成连线成120角，如图角，如图1所示，则点所示，则点电荷电荷Q的电性和的电性和b点的场强大小为点的场强大小为 ()图图1第58页/共213页答案：答案：D第59页/共213页3一根放在水平面内的光滑玻璃

36、管绝缘性良好，内部一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性良好，内部有两个完全相同的弹性金属小球有两个完全相同的弹性金属小球A和和B，带电量分别，带电量分别为为9Q和和Q，两小球从图，两小球从图2所示位置由静止释放，所示位置由静止释放，那么，两小球再次经过图中原静止释放位置时，那么，两小球再次经过图中原静止释放位置时，A球的瞬时加速度为释放时的球的瞬时加速度为释放时的 ()图图2第60页/共213页答案：答案：A第61页/共213页4如图如图3所示，竖直墙面与水平地面均光所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处

37、分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力平推力F作用于小球作用于小球B，则两球静止于图示位置。如，则两球静止于图示位置。如果将小球向左推动少许，并待两球重新达到平衡时果将小球向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，跟原来相比，跟原来相比 () 图图3A两小球间距离将增大，推力两小球间距离将增大，推力F将增大将增大B两小球间距离将增大，推力两小球间距离将增大，推力F将减小将减小第62页/共213页C两小球间距离将减小，推力两小球间距离将减小，推力F将增大将增大D两小球间距离将减小，推力两小球间距离将减小，推力F将减小将减小答案：答案

38、：B第63页/共213页第64页/共213页图图4第65页/共213页答案：答案：A第66页/共213页6如图如图5所示，电量为所示，电量为q和和q的点电荷分别位于正方体的顶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体中心、各面中心和各边中点B体中心和各边中点体中心和各边中点C各面中心和各边中点各面中心和各边中点D体中心和各面中心体中心和各面中心解析：由点电荷的场强公式及电荷的对称分布，可推断出在解析：由点电荷的场强公式及电荷的对称分布，可推断出在正方体范围内电场强度为零的点为体中心和各面中心。正方体范围内电

39、场强度为零的点为体中心和各面中心。答案：答案：D图图5第67页/共213页电场力做功与电势能电场力做功与电势能想一想想一想 如图如图621所示，电荷沿直线所示，电荷沿直线AB、折线、折线ACB、曲线、曲线AB运动，静电力做的功为多少？静电运动，静电力做的功为多少？静电力做功与路径是否有关？若力做功与路径是否有关？若B点为零势能点，则点为零势能点，则q在在A点的点的电势能为多少？电势能为多少？ 提示：静电力做功为提示：静电力做功为WqEd，与路径无关，电势能为，与路径无关，电势能为EpqEd。图图621第68页/共213页记一记记一记 1静电力做功静电力做功 (1)特点：静电力做功与特点：静电力

40、做功与 无关，只与无关，只与 有关。有关。 (2)计算方法计算方法 WqEd，只适用于匀强电场，其中，只适用于匀强电场，其中d为沿为沿 的距离。的距离。 WABqUAB，适用于，适用于 。路径路径初末位置初末位置电场方向电场方向任何电场任何电场第69页/共213页 2电势能电势能 (1)定义：电荷在定义：电荷在 中具有的势能，数值上中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到等于将电荷从该点移到 位置时静电力所做的位置时静电力所做的功。功。 (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于的功等于 ，即，即WABEpAEpBEp。电场电场零势能零势能电势能

41、的减少量电势能的减少量第70页/共213页1.如图如图622所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于置于M、N两点。两点。M处正电荷的电荷量大于处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电处正电荷的电荷量，荷量，A、B为为M、N连线的中垂线上的两点。现将一负点连线的中垂线上的两点。现将一负点电荷电荷q由由A点沿中垂线移动到点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法点，在此过程中，下列说法正确的是正确的是 ()Aq的电势能逐渐减小的电势能逐渐减小Bq的电势能逐渐增大的电势能逐渐增大Cq的电势能先增大后减小的电势能先增大后减小Dq的电势能先减小后增大的电势能先减小

42、后增大解析：负电荷从解析：负电荷从A到到B的过程中，电场力一直做负功，电势的过程中，电场力一直做负功，电势能增大，所以能增大，所以A、C、D均错，均错，B对。对。答案：答案：B图图622试一试试一试第71页/共213页电势和等势面电势和等势面想一想想一想 某静电场的电场线分布如图某静电场的电场线分布如图623所示，试比所示，试比较图中较图中P、Q两点的电场强度的大小，及两点的电场强度的大小，及电势的高低。电势的高低。 提示：根据电场线的疏密可判断提示：根据电场线的疏密可判断P点场强大于点场强大于Q点场强；由于沿着电场线点场强；由于沿着电场线的方向电势逐渐降低。的方向电势逐渐降低。P点电势高于点

43、电势高于Q点电势。点电势。图图623第72页/共213页记一记记一记 1电势电势 (1)定义：试探电荷在电场中某点具有的定义：试探电荷在电场中某点具有的 与与它的它的 的比值。的比值。 (2)定义式：定义式： 。 (3)矢标性：电势是矢标性：电势是 ，有正负之分，其正，有正负之分，其正(负负)表示该点电势比表示该点电势比 高高(低低)。 (4)相对性：电势具有相对性：电势具有 ，同一点的电势因选，同一点的电势因选取取 的不同而不同。的不同而不同。电势能电势能Ep电荷量电荷量qEp/q标量标量零电势零电势相对性相对性零电势点零电势点第73页/共213页 2等势面等势面 (1)定义：电场中定义：电

44、场中 的各点组成的面。的各点组成的面。 (2)四个特点四个特点 等势面一定与等势面一定与 垂直。垂直。 在在 上移动电荷时电场力不做功。上移动电荷时电场力不做功。 电场线方向总是从电场线方向总是从 的等势面指向的等势面指向 的等势面。的等势面。 等差等势面越密的地方电场强度等差等势面越密的地方电场强度 ，反之，反之 。电势相等电势相等电场线电场线同一等势面同一等势面电势高电势高电势低电势低越大越大越小越小第74页/共213页2如图如图624所示，虚线所示，虚线a、b、c表示电表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线相邻等势面之间

45、的电势差相等。实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，通过该区域时的运动轨迹，M、N是是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是()A三个等势面中，三个等势面中，a的电势最高的电势最高B对于对于M、N两点，带电粒子通过两点，带电粒子通过M点时电势能点时电势能较大较大C对于对于M、N两点，带电粒子通过两点，带电粒子通过M点时动能较点时动能较大大D带电粒子由带电粒子由M运动到运动到N时，加速度增大时，加速度增大图图624试一试试一试第75页/共213页解析：由于带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定解析：由于

46、带电粒子做曲线运动，所受电场力的方向必定指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由指向轨道的凹侧，且和等势面垂直，所以电场线方向是由c指向指向b再指向再指向a。根据电场线的方向指向电势降低的方向，。根据电场线的方向指向电势降低的方向，故故cba，选项，选项A错。正电荷在电势高处电势能大，错。正电荷在电势高处电势能大，M点点的电势比的电势比N点电势低，故在点电势低，故在M点电势能小，点电势能小，B错。根据能量错。根据能量守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在守恒定律，电荷的动能和电势能之和保持不变，故粒子在M点的动能较大，选项点的动能较大，选项C正确。由于相邻等势面之间电势正

47、确。由于相邻等势面之间电势差相等，因差相等，因N点等势面较密，则点等势面较密，则ENEM，即，即qENqEM。由。由牛顿第二定律知，带电粒子从牛顿第二定律知，带电粒子从M点运动到点运动到N点时，加速度点时，加速度增大，选项增大，选项D正确。正确。答案：答案：CD第76页/共213页电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系电势差，匀强电场中电势差与电场强度的关系想一想想一想 如图如图625所示，在所示，在xOy平面内平面内有一个以有一个以O为圆心、半径为圆心、半径R0.1 m的圆，的圆，P为圆周上的一点，为圆周上的一点，O、P两点连线与两点连线与x轴轴正方向的夹角为正方向的夹角为。若空间存在沿。

48、若空间存在沿y轴负轴负方向的匀强电场，场强大小方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则如何表示则如何表示O、P两点的电势差？两点的电势差？图图625第77页/共213页第78页/共213页记一记记一记 1电势差电势差 (1)定义：电荷在电场中，由一点定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点移到另一点B时，时， 与移动的电荷的与移动的电荷的 的比值。的比值。 (2)定义式：定义式：UAB 。 (3)电势差与电势的关系：电势差与电势的关系：UAB ，UABUBA。 (4)影响因素：电势差影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动由电场本身的性质决定，与移动的电荷的电荷q及电场力做的功及电

49、场力做的功WAB ，与零电势点的选取，与零电势点的选取 。电场力做的功电场力做的功WAB电荷量电荷量qWAB/qAB无关无关无关无关第79页/共213页 2匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式：电势差与场强的关系式：UABEd，其中，其中d为电为电场中两点间场中两点间 的距离。的距离。 (2)电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是电场强度的方向和大小：电场中，场强方向是指指 最快的方向。在匀强电场中，场强在数最快的方向。在匀强电场中，场强在数值上等于沿值上等于沿 方向每单位距离上降低的电势。方向每单位距离上降低的电势。沿电场方向沿电场方

50、向电势降低电势降低电场电场第80页/共213页试一试试一试3如图如图626所示，一电场的电场线分布所示，一电场的电场线分布关于关于y轴轴(沿竖直方向沿竖直方向)对称，对称，O、M、N是是y轴上的三个点，且轴上的三个点，且OMMN，P点在点在y轴的右侧，轴的右侧，MPON，则，则 ()AM点的电势比点的电势比P点的电势高点的电势高B将负电荷由将负电荷由O点移动到点移动到P点，电场力做正功点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于两点间的电势差大于O、M两点间的电势两点间的电势差差D在在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴轴做直线运动做直线运动图图626第81

51、页/共213页答案：答案：AD第82页/共213页电势高低及电势能大小的判断方法电势高低及电势能大小的判断方法1.电势高低的判断电势高低的判断依据电场依据电场力做功力做功沿电场线方向电势逐渐降低沿电场线方向电势逐渐降低依据电场依据电场线方向线方向判断方法判断方法判断角度判断角度第83页/共213页正电荷在电势较高处电势能大，负电正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大荷在电势较低处电势能大依据电势依据电势能的高低能的高低取无穷远处电势为零，正电荷周围电势取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷

52、处电势低正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据场源电依据场源电荷的正负荷的正负判断方法判断方法判断角度判断角度第84页/共213页2电势能大小的判断电势能大小的判断在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加能量守恒能量守恒法法由由Epqp将将q、p的大小、正负号一起代入公式，的大小、正负号一起代入公式，Ep的正的正值越大，电势能越大；值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大的负值越小，电势能越大公式法公式法正电荷在电势高的地方电势能大，负电

53、荷在电势低的地正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大方电势能大电荷电势电荷电势法法电场力做正功，电势能减小；电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电场力做负功，电势能增加做功判断做功判断法法判断方法判断方法判断角度判断角度第85页/共213页 例例1(2019福建高考福建高考)如图如图627所示，所示，在点电荷在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试产生的电场中，将两个带正电的试探电荷探电荷q1、q2分别置于分别置于A、B两点，虚线为等势两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动移动到无穷远的过程中外力克服电场力做

54、的功相等，则下列说法正到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是确的是 () AA点电势大于点电势大于B点电势点电势 BA、B两点的电场强度相等两点的电场强度相等 Cq1的电荷量小于的电荷量小于q2的电荷量的电荷量 Dq1在在A点的电势能小于点的电势能小于q2在在B点的电势能点的电势能图图627第86页/共213页审题指导审题指导第一步：抓关键点第一步：抓关键点 由此可知电势的正负，及由此可知电势的正负，及A、B两点电势两点电势能与外力做功的关系能与外力做功的关系无穷远处为零无穷远处为零势点势点由此可判断电势能的增量相等由此可判断电势能的增量相等克服电场力做克服电场力做功相等

55、功相等由电荷带正电结合外力做功可判定场源由电荷带正电结合外力做功可判定场源电荷的电性电荷的电性正试探电荷正试探电荷获取信息获取信息关键点关键点第87页/共213页 第二步：找突破口第二步：找突破口 (1)由正试探电荷移到无穷远克服电场力做功可知由正试探电荷移到无穷远克服电场力做功可知电源的电性，由孤立点电荷电场线的分布情况，可比较电源的电性，由孤立点电荷电场线的分布情况，可比较A、B两点电势高低，场强大小。两点电势高低，场强大小。 (2)由克服电场力做功相等且无穷远处为零势点知由克服电场力做功相等且无穷远处为零势点知q1、q2在在A、B两点的电势能相等，由两点的电势能相等，由Epq及及A与与B

56、的的关系可确定关系可确定q1与与q2的大小关系。的大小关系。第88页/共213页答案答案C第89页/共213页电场中的功能关系的应用电场中的功能关系的应用 (1)电场力做功的特点：电场力做功取决于初、末位置的电电场力做功的特点：电场力做功取决于初、末位置的电势差，与路径无关。在等势面上移动电荷，电场力不做功。势差，与路径无关。在等势面上移动电荷，电场力不做功。 (2)如果只有电场力做功，则动能和电势能相互转化，动能如果只有电场力做功，则动能和电势能相互转化，动能(Ek)和电势能和电势能(Ep)的总和守恒，即：的总和守恒，即：EpEk；电场力做；电场力做正功，电势能减小，动能增加；电场力做负功，

57、电势能增加正功，电势能减小，动能增加；电场力做负功，电势能增加，动能减小。，动能减小。 (3)除电场力之外其他力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其他力做正功，动能和电势能之和变大；除电场力之外其他力做负功，动能和电势能之和变小除电场力之外其他力做负功，动能和电势能之和变小 (4)如果只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保如果只有电场力和重力做功，则电势能和机械能之和保持不变。持不变。第90页/共213页 例例2如图如图628所示，在所示，在O点放置点放置一个正电荷，在过一个正电荷，在过O点的竖直平面内的点的竖直平面内的A点，点，自由释放一个带正电的小球，小球的质自由释放一个带正

58、电的小球，小球的质量为量为m、电荷量为、电荷量为q。小球落下的轨迹如图。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以中虚线所示，它与以O为圆心、为圆心、R为半径的圆为半径的圆(图中实线图中实线表示表示)相交于相交于B、C两点，两点，O、C在同一水平线上，在同一水平线上，BOC30，A距离距离OC的竖直高度为的竖直高度为h。若小球通过。若小球通过B点的速度为点的速度为v，试求：，试求： (1)小球通过小球通过C点的速度大小。点的速度大小。 (2)小球由小球由A到到C的过程中电势能的增加量。的过程中电势能的增加量。图图628第91页/共213页第92页/共213页第93页/共213页 所谓图图转换，就是把

59、题目所给的物理情景图转化所谓图图转换，就是把题目所给的物理情景图转化成便于分析、理解、解决问题的物理图形的方法。此方成便于分析、理解、解决问题的物理图形的方法。此方法常用于电场线、等势面及粒子轨迹综合问题的分析和法常用于电场线、等势面及粒子轨迹综合问题的分析和判断。判断。 超链超链接接第94页/共213页 典例典例(2019天津高考天津高考)两个固定的等量异号点电荷所产两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图生电场的等势面如图629中虚线所示，一带负电的粒子中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后

60、离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中 () A做直线运动，电势能先变小后变大做直线运动，电势能先变小后变大 B做直线运动，电势能先变大后变小做直线运动，电势能先变大后变小 C做曲线运动，电势能先变小后变大做曲线运动，电势能先变小后变大 D做曲线运动，电势能先变大后变小做曲线运动，电势能先变大后变小图图629第95页/共213页将等势面转化为电场线后，可以较容易地判断将等势面转化为电场线后，可以较容易地判断出带电粒子的受力方向，确定电场力做功情况出带电粒子的受力方向，确定电场力做功情况，进而确定电势能的变化，进而确定电势能的变化思路立现思路