静电场课件高三高考物理复习专题讲义考情解读考点通关

1、目 录 Contents考情精解读 考点一 电场的性质及其描述 考点二 电势能电势电势差 考点三 电容器带电粒子在电场中的运动考纲解读命题趋势命题规律考情精解读1 高考复习讲义 静电场参考系、质点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 考纲解读命题趋势命题规律考查内容考查频次考查题型所占分值库仑定律、电场强度5年18考以选择题为主46分电势能、电势、电势差5年

2、15考选择题、计算题选择题46分,计算题1520分电容器、带电粒子在电场中的运动5年28考选择题、计算题选择题46分,计算题1520分考情精解读2 高考复习讲义 静电场考纲解读命题趋势命题规律1.电场的基本性质及带电粒子在电场、复合场中的运动是高考常考的内容,考查时以与力学中的牛顿运动定律、动能定理、功能关系的结合为主,以选择题或综合题的形式出现。2.以生产与生活中的带电粒子在电场中的运动为背景,突出表现物理知识在实际生活中的应用是今后高考的命题趋势,应予以高度关注。考情精解读3继续学习 高考复习讲义 静电场考情精解读4返回目录知 识 体 系 构 建 高考复习讲义 静电场考点全通关1考点一电场

3、的性质及其描述继续学习一、电荷电荷守恒定律1.电荷(1)两种电荷(2)电荷量(3)元电荷自然界只存在两种电荷正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。电荷的多少叫做电荷量,国际单位为库仑,符号为C。通常把 e=1.610-19 C的电荷量叫做元电荷,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。1.元电荷是一个电荷量的单位,没有正、负,不是物质.虽然电子、质子的电荷量为一个元电荷,但电子、质子是实实在在的粒子,不是元电荷.2.元电荷是自然界中最小的电荷量,电荷量是不能连续变化的,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍.通关秘籍 高考复

4、习讲义 静电场考点全通关2继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等. (4)比荷(5)试探电荷用来检验电场的电荷,要求放入电场后对原来的电场不产生影响,故应为带电荷量足够小的点电荷.也称为检验电荷。一、电荷电荷守恒定律1.电荷考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关3继续学习2.使物体带电的方法(1)摩擦起电(2)接触带电(3)感应起电由于相互摩擦的物体间电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷的方式。一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触,使不带电的导体带上电荷的方式。利用静电

5、感应使物体带电的方式。两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是电子,起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移的过程,但在分离或转移的过程中电荷的总量保持不变。一、电荷电荷守恒定律考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关4继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.3.电荷守恒定律所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.(1)内容(2)普适性电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体

6、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,电荷的总量保持不变。电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一,任何电现象都不能违背电荷守恒定律.该定律涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵循的规律。一、电荷电荷守恒定律考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关5继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、点电荷库仑定律1.点电荷当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略,这样的带电体就可

7、以看做带电的点,叫做点电荷。点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际上并不存在。考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关6继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、点电荷库仑定律2.库仑定律(1)内容:真空中两个点电荷间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关7继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想

8、方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、点电荷库仑定律3.静电力叠加原理实验表明,对于两个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的总的作用力,等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和.这个结论叫做静电力叠加原理。考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.通关秘籍1.带电体能

9、否看做点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多.即使是两个比较大的带电体,只要它们之间的距离足够大,也可以视为点电荷。 2.库仑定律仅适用于真空中两个点电荷间静电力的计算.对于两个均匀带电的球体,可视为电荷量集中于球心的点电荷,库仑定律也适用,此时r是两球心间的距离。3.计算点电荷之间的静电力时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中,只需将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小;力的方向根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的规律进行判断。考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场继续学习考点全通关8考点全通关9继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的

10、因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.三、电场电场强度1.电场(1)定义:电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电荷之间的相互作用就是通过电场发生的。(2)基本性质:电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用。考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.2.电场强度三、电场电场强度考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关10继续学习3.点电荷的场强4.电场强度的叠加电场中某点的电场

11、强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,遵循平行四边形定则。三、电场电场强度考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关11继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.5.匀强电场电场中各点电场强度的大小相等、方向相同,这样的电场叫做匀强电场。6.场强的三种公式的比较公式适用条件特点定义式任何电场某点的场强为确定值,大小及方向与q无关决定式真空中的点电荷E由场源电荷Q和某点到场源电荷的距离r决定关系式匀强电场d是沿电场方向的距离三、电场电场强度考点一电场的性质及其描述 高考

12、复习讲义 静电场考点全通关12Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.考点全通关13通关秘籍考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场继续学习继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.四、电场线为了形象地描述电场中各点场强的大小和方向,在电场中画出一系列的

13、曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示场强的大小,这些曲线叫做电场线。1.定义考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场考点全通关14继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.2.电场线的特点(1)电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致.(2)电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷.(3)电场线在电场中不相交、不闭合、不中断.(4)在同一电场中,电场线越密集的地方场强越大,电场线越稀疏的地方场强越小.(5)沿电场线的方向电势逐渐降低.考点一电场的性质

14、及其描述四、电场线 高考复习讲义 静电场考点全通关15继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.3.几种典型电场的电场线如图所示是几种典型电场的电场线分布图孤立点电荷的电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场匀强电场点电荷与带电平板考点一电场的性质及其描述四、电场线 高考复习讲义 静电场考点全通关16Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速

15、率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.返回目录考点全通关17通关秘籍1.电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,电场线上某点的切线方向为该点的场强方向,与正电荷的受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的疏密表示场强的大小,同一电荷在电场线密的地方受电场力较大。2.电场线不是电荷的运动轨迹,根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向,但不能确定电荷的速度方向和运动轨迹。考点一电场的性质及其描述 高考复习讲义 静电场继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体

16、、弹簧振子、点光源等.1.电场力做功(1)特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.(2)计算方法W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.WAB=qUAB,适用于任何电场.考点二电势能电势电势差一、电场力做功电势能 高考复习讲义 静电场考点全通关18继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的与其相对位置有关的能量叫做电势能,用符号Ep表示.(2)电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即 WAB=EpA-EpB

17、.(3)大小:电势能在数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功.一、电场力做功电势能考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关19继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.3.电场力做功与电势能变化的关系(1)电场力做正功时,电势能减少,电场力做多少正功,电势能就减少多少;电场力做负功时,电势能增加,电场力做多少负功,电势能就增加多少。(2)电场力做的功等于电势能变化量的负值,关系式为W=-ep。一、电场力做功电势能考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关

18、20Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.考点全通关21通关秘籍1.电势能由电场和电荷共同决定,属于电场和电荷系统所共有的,我们习惯说成电场中的电荷所具有的.2.电势能是相对的,与零势能位置的选取有关,但电势能的变化是绝对的,与零势能位置的选取无关.3.电势能是标量,有正负,无方向.电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的

19、电势能.4.零势能位置的选取是任意的,但通常选取大地或无穷远处为零势能位置.考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场继续学习继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、电势等势面1.电势考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关22继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、电势等势面2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面。(2)等势面的特点在同一等势

20、面上移动电荷时,电场力不做功.电场线一定与等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.任意两个等势面不相交.等差等势面越密的地方,电场强度越大,反之越小。考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关23继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.二、电势等势面2.等势面(3)几种典型电场的等势面几种典型电场的等势面分布图如图中虚线所示.正点电荷的电场 匀强电场等量同种点电荷的电场等量异种点电荷的电场考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关24Your textST

21、EP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.考点全通关25通关秘籍1.电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的,与在该点是否放有电荷和所放电荷的电荷量及电势能均无关。2.电势具有相对性,某点电势的大小跟零电势点的选取有关.一般选取无穷远处为零电势点,在实际应用中常取大地的电势为零.。3.电势是标量,但有正负之分,正值表示该点电势比零电势高,负值表示该点电势比零电势低。考点二电势能电

22、势电势差 高考复习讲义 静电场继续学习继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.三、电势差电势差与电场强度的关系1.电势差1定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差2定义式:UAB=A-B3单位:在国际单位制中,电势差与电势的单位相同,均为伏特,用符号V表示4考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关26Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小

23、,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.考点全通关27通关秘籍1.电场中两点间的电势差由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、电场力做功的大小均无关。2.电场中电势是相对的,与零电势点的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势点的选取无关。3.电势差是标量,但有正负之分,电势差的正负表示电场中两点间电势的高低。4.讲到电势差时,必须明确指的是哪两点的电势差.A、B间的电势差记为UAB,而B、A间的电势差记为UBA,且UAB=-UBA。考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场继续学习继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因

24、素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.三、电势差电势差与电场强度的关系2.匀强电场中电势差与电场强度的关系12方向关系:电场强度的方向就是电势降低最快的方向。考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关28继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.四、静电现象1.静电感应当把一个不带电的金属导体放在电场中时,导体的两端分别感应出等量的正、负电荷,“近端”出现与施感电荷异种的感应电荷,“远端”出现与施感电荷同种的感应电荷.这种现象

25、叫静电感应.考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关29继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.四、静电现象2.静电平衡(1)定义:导体放入电场中时,导体内的自由电荷(如金属导体中的自由电子)在电场力的作用下发生定向移动而重新分布,在导体表面出现感应电荷,当感应电荷产生的附加电场与原电场在导体内部大小相等且方向相反,使得叠加场强为零时,自由电荷不再发生定向移动,导体处于静电平衡状态.考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关30继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问

26、题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.四、静电现象2.静电平衡(2)处于静电平衡状态的导体的特点导体内部的场强处处为零;导体是一个等势体,导体表面是等势面;导体表面处的场强方向与导体表面垂直;导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面上;在导体外表面越尖锐的位置,净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有净电荷.考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关31继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源

27、等.四、静电现象3.静电现象的应用(1)尖端放电:带电导体尖端附近的电场很强,可使尖端附近的空气发生电离而产生放电现象,即尖端放电.(2)静电屏蔽:电场中的导体由于静电感应,使得导体内部的合场强为零,相当于外部电场影响不到导体内部,好像是外部电场被金属外壳“遮挡”住了,这种现象叫做静电屏蔽.考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场考点全通关32Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与

28、平均速度的大小没有对应关系.返回目录考点全通关33通关秘籍1.金属导体建立静电平衡状态的时间是非常短暂的。2.导体达到静电平衡后内部场强处处为零,是指外电场与导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。3.对于一孤立的带电导体,内部场强为零的本质是导体表面所带全部电荷在内部任一处产生的电场强度的矢量和为零。考点二电势能电势电势差 高考复习讲义 静电场继续学习考点三电容器带电粒子在电场中的运动一、电容器1.电容器(1)结构(2)种类(3)电容器的充、放电(4)带电量(5)击穿电压、额定电压电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成。有纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器等,电解电容器接入

29、电路时,应注意其极性。充电:使电容器的两个极板分别带上等量异种电荷的过程.充电的过程是将电场能储存在电容器中。放电:使电容器两极板上的电荷中和的过程.放电的过程是将储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能。电容器每一极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量.击穿电压:电容器所能承受的极限电压.电容器的工作电压应低于击穿电压。额定电压:电容器长期工作时所能承受的最大电压,比击穿电压要低。 高考复习讲义 静电场考点全通关34继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.一、电容器2.电容电容器所带

30、的电荷量与电容器两极板间电势差的比值,叫做电容器的电容,用符号C表示。(1)定义(2)定义式(3)单位在国际单位制中,电容的单位是法拉,符号是F.电容的常用单位还有微法(F)和皮法(pF),它们之间的换算关系为1 F=106 F=1012 pF考点三电容器带电粒子在电场中的运动 高考复习讲义 静电场考点全通关35继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.(1)影响因素(2)决定式平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比,与介质的相对介电常数成正比,与两极板间的距离成反比.一、电容器3.平行板电容器的电容考点三电容器带电粒子在电场中的运动 高考复习讲义 静电场考点全通关36Your textSTEP 02Click here to add your text or Copy Your text and paste it here2.速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小,因为平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.考点全通关37通关秘籍考点三电容器带电粒子在电场中的运动 高考复习讲义 静电场继续学习继续学习所有理想化模型均忽略对所研究问题无影响的因素,是研究问题的一种理想方法.在高中学习的理想模型还有:点电荷、理想气体、弹簧振子、点光源等.