高考物理总复习第八章电场的力的性质课件教案

第1讲

电场的力的性质任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测

大小、形状及电荷分布状况保持不变正比反比

真空点电荷正电荷电场方向静电力电荷量（1）元电荷是最小的带电体。(

)

×（2）摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。(

)

√（3）当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷。(

)

√（4）电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。(

)

√（5）在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场。(

)

√库仑定律的应用

D

感应起电的判断

√电场线的分布

C

任务二·各点突破基础点1

电荷守恒定律与库仑定律的理解与应用考向1

电荷守恒定律的理解

例1

（多选）关于元电荷，下列说法正确的是(

)

。BCD

D

考向2

库仑定律的理解

A

考向3

三个自由点电荷的平衡

C

“三个自由点电荷平衡”的模型

（1）平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。

（2）模型特点：考向4

点电荷平衡问题

点电荷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分析一个电场力。具体步骤如下：

C

C

AD

基础点2

电场强度的理解与计算1.三个计算公式的比较公式适用条件说明定义式任何电场决定式真空中点电荷的电场关系式匀强电场2.等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较

比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线的分布图为零比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷连线上的电场强度大小（从左到右）沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大等大同向等大反向续表考向1

电场强度的理解和计算电场强度概念的理解例5

关于电场强度，下列说法正确的是(

)

。B

带电粒子在非匀强电场中的运动

C

电场强度的叠加

解析

如图乙所示

电场强度的几种特殊求法

在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时，如果转换思维角度，灵活运用叠加法、补偿法、微元法、对称法、等效法等巧妙方法，可以化难为易。叠加法例6

（多选）离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图如图所示，四根平行细杆与直流电压以及叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，CD

补偿法

A

微元法

（1）将带电圆环等分成许多微元电荷，每个微元电荷可看成点电荷。

（2）先根据库仑定律求出每个微元电荷的电场强度，再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度。对称法

B

等效法

√基础点3

电场线的理解和应用1.电场线的几个特点2.六种典型电场的电场线3.电场线的应用判断电场强度的大小电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势降低最快，且电场线密的地方比疏的地方降低更快判断等势面的疏密电场线越密的地方，等差等势面越密集；电场线越疏的地方，等差等势面越稀疏例11

某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是(

)

。C

D

第2讲

电场的能的性质任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测初、末位置

大地无限远处

电势不做功垂直低密集大

电场方向快（1）在静电场中沿电场线方向移动电荷时，静电力一定做正功。(

)

×（2）静电场中某点电势的数值等于单位正电荷置于该点时具有的电势能。(

)

√（3）电场中，电场强度方向是指向电势降落最快的方向。(

)

√（4）一个孤立的带电导体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，不具有静电平衡的特点。(

)

×1.关于静电力做功和电势能的理解，下列说法正确的是(

)

。AA.静电力做功与重力做功相似，均与路径无关B.正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的C.静电力做正功，电势能一定增加D.静电力做功为零，电荷的电势能也为零

ABD

3.（多选）关于电势差的定义式，下列说法正确的是(

)

。BC

任务二·各点突破基础点1

电势、电势能与电场力做功1.电势高低的判断判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向，电势逐渐降低依据电场力做功依据场源电荷的正负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；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低依据电势能的高低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2.电势能大小的判断判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加电荷电势法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公式法能量守恒法在电场中，若只有电场力做功，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能就减少，反之，动能减少，电势能就增加3.电场中的功能关系（1）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。（2）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。（3）除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。（4）所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。考向1

电场力做功与电势能的变化

D

D

考向2

电势高低的判断

A

B

考向3

电势能大小的比较空间点电荷周围电场

C

BC

基础点2

电势差与电场强度的关系

3.等分法确定电场线及电势高低的解题思路

D

D

重难点

电场线、等势面与粒子运动轨迹问题1.几种常见等势面的比较电场等势面（虚线）图样特点匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面电场等势面（虚线）图样特点等量异种点电荷的电场两电荷连线的中垂面为等势面等量同种正点电荷的电场在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高续表2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法（1）判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。选用轨迹和电场线（等势线）的交点更方便。（2）判断静电力的方向：仅受静电力作用时，因轨迹始终夹在速度方向和带电粒子所受静电力方向之间，而且向合外力一侧弯曲，结合速度方向，可以判断静电力方向。（3）判断静电力做功的正负及电势能的增减：若静电力方向与速度方向成锐角，则静电力做正功，电势能减少；若静电力方向与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加。考向1

对等势面的理解

AC

（1）从轨迹的弯曲方向判断受力方向（轨迹向合外力方向弯曲），从而分析电场方向或电荷的正负。

（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。考向2

电场线、等势线和运动轨迹等势面与运动轨迹例6

（2023年福建三模）（多选）中国古代屋脊两头，有一仰起的龙头，龙口吐出伸向天空且曲折的金属舌头，舌根连接一根直通地下的细铁丝，起到避雷的作用。当雷云放电接近房屋时，屋顶的避雷针顶端由于聚集着大量电子而形成局部电场集中的空间。图中虚线表示某时刻避雷针周围的等差等势面分布情况，一带电粒子（不计重力）在该电场中的运动轨迹如图所示。则(

)

。AD

（1）“运动与力两线法”——画出运动轨迹在初始位置的切线（“速度线”）与在初始位置电场线的切线（“力线”）方向，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况。

（2）“三不知时要假设”——电荷的正负、电场强度的方向或等势面电势的高低、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量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况。根据轨迹综合判断

AD

第3讲

电容器

带电粒子在电场中的运动任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测任务二·各点突破任务一·基础自测

电子

（1）电容器的带电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(

)

×（2）带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动。(

)

×（3）电容表示电容器容纳电荷的多少。(

)

×电容器电容表达式的判断

ABD

带电粒子偏转数据计算2.（教科版必修第三册P53例题改编）先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，在下列两种情况下，分别求出离开时电子偏转角的正切与氢核偏转角的正切之比。（1）电子与氢核的初速度相同。

（2）电子与氢核的初动量相同。答案

1任务二·各点突破重难点1

平行板电容器的动态分析

考向1

两极板间电势差不变例1

（2022年重庆卷）图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则(

)

。AA.材料竖直方向尺度减小

B.极板间电场强度不变C.极板间电场强度变大

D.电容器电容变大

考向2

两极板带电荷量不变

C

生活中的电容器电容式触屏

四个角引出四个电极，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是(

)

。ADA.电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号B.使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作C.手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小D.手指与屏的接触面积变大时，电容变大解析

据题意知，电容触摸屏只需要触摸，由于流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器就能确定手指的位置，因此不需要手指有压力，A项正确；绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，B项错误；手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容将变大，C项错误；手指与屏的接触面积变大时，电容变大，D项正确。电容式传声器例4

图为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话时，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中(

)

。D

电容式加速度计

BC

实践点

实验：观察电容器的充、放电现象注意事项（1）电流表要选用小量程的灵敏电流计。（2）要选择大容量的电容器。（3）实验要在干燥的环境中进行。

不变变短

【巩固训练1】

随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图1所示。图1图2

正解析

电容器上极板与电源正极相连，充满电后上极板带正电。

答案

见解析图解析

将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，放电电流会减小，总电荷量不变，时间会延长，图像如图所示。基础点

带电粒子在电场中的直线运动

（1）充电后电容器极板间的电场强度大小。

（2）充电后电容器所带的电荷量。

重难点2

带电粒子在电场中的偏转1.运动规律（1）沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间

考向1

带电粒子在匀强电场中的偏转

BC

多过程电场偏转

（2）在图上粗略画出粒子的运动轨迹。答案

见解析解析

运动轨迹如图所示，第一段是抛物线、第二段是直线、第三段是圆弧。

考向2

带电粒子在组合场中的运动

（1）电子从释放到打到屏上所用的时间。

答案

2

解析

带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示

培优课10

电场性质的综合应用题型一

电场中功能关系的综合问题题型二

静电场中的图像问题

题型一

电场中功能关系的综合问题题型二

静电场中的图像问题

题型一

电场中功能关系的综合问题

D

题型二

静电场中的图像问题

图1

图2

AC

D

BC

AD

培优课11

电场中的力电综合问题题型一

带电粒子在交变电场中的运动题型二

“等效法”在电场中的应用题型三

电场中的力电综合问题题型一

带电粒子在交变电场中的运动题型二

“等效法”在电场中的应用题型三

电场中的力电综合问题题型一

带电粒子在交变电场中的运动1.常见的交变电场常见的交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。2.常见的题目类型（1）粒子做单向直线运动（一般用牛顿运动定律求解）。（2）粒子做往返运动（一般分段研究）。（3）粒