（人教通用版）2020高考物理 第7章 第1講 電場力的性質(zhì)課件.ppt

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1、靜電場,第 七 章,考 試 說 明,第1講 電場力的性質(zhì),知識梳理自測,1兩種電荷 毛皮摩擦過的橡膠棒帶______電，絲綢摩擦過的玻璃棒帶______電。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，帶電的物體能吸引輕小物體。 2元電荷 最小的電荷量，其值為e__________________________。 其他帶電體的電荷量皆為元電荷的________倍。,知識點(diǎn)1,電荷守恒定律,負(fù),正,1.601019C,整數(shù),3電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體________到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量__________

2、__。 (2)起電方式：____________、____________、感應(yīng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是____________。,轉(zhuǎn)移,保持不變,摩擦起電,接觸起電,得失電子,1點(diǎn)電荷 是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的________和________對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。,知識點(diǎn)2,庫侖定律,形狀,大小,2庫侖定律,,,,,,,,1電場 基本性質(zhì)：對放入其中的電荷產(chǎn)生______的作用。 2電場強(qiáng)度 (1)定義式：E______，適用于____________，是矢量。單位：N/C或__________。 (2)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度：E_____

3、_，適用于計算________中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場。,知識點(diǎn)3,電場強(qiáng)度及電場線,力,任何電場,V/m,真空,(3)方向：規(guī)定__________在電場中某點(diǎn)所受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。 (4)電場強(qiáng)度的疊加：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的__________。,正電荷,矢量和,3電場線 (1)電場線是為了形象地描述電場而引入的，是假想的、客觀不存在的，它有以下特點(diǎn)： 電場線從__________或無限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)處或__________； 電場線在電場中不相交； 在同一電場里，電場線________的地方電場強(qiáng)度越大； 電場線上某點(diǎn)的切線方向表

4、示該點(diǎn)的________________； 沿電場線方向電勢逐漸________； 電場線和等勢面在相交處____________。,正電荷,負(fù)電荷,越密,電場強(qiáng)度方向,降低,相互垂直,(2)幾種典型電場的電場線,,答案(1)平分(2)不能，能。 (3)帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡由帶電粒子受到的合外力和初速度決定。帶電粒子在電場力作用下滿足下列條件，軌跡才能與電場線重合。 電場線是直線。 帶電粒子的初速度為零或不為零但速度方向與電場線平行。 帶電粒子僅受電場力作用或所受合外力的方向和電場線平行。,思維診斷： (1)只有體積足夠小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷，大的帶電體不能看成點(diǎn)電荷。() (2)任何

5、帶電體的帶電荷量都是元電荷量的整數(shù)倍。() (3)任意兩個帶電體間的庫侖力都可以用庫侖定律計算。() (4)電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與放在該點(diǎn)的電荷所受靜電力成正比，與電荷的電荷量成反比。() (5)當(dāng)電場線是直線時，只受靜電力的電荷的運(yùn)動軌跡一定與電場線重合。 () (6)當(dāng)電場線是曲線時，初速為零且只受靜電力的電荷的運(yùn)動軌跡一定與電場線重合。(), ,C,解析電場強(qiáng)度與試探電荷所帶電荷量以及所受電場力大小無關(guān)，只和電場本身的性質(zhì)有關(guān)，A、D錯誤，C正確；電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相同，與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受的電場力的方向相反，B錯誤。,2(多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝

6、置為庫侖扭秤。細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡，當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系。這一實(shí)驗(yàn)中用到了下列哪些方法() A微小量放大法 B極限法 C控制變量法 D逐差法,AC,解析當(dāng)小球C靠近小球A時，庫侖力使懸絲扭轉(zhuǎn)較小的角度，通過懸絲上的小鏡子反射光線放大，能比較準(zhǔn)確地測出轉(zhuǎn)動角度。同時體現(xiàn)了控制變量法，即分別控制q和r不變，研究庫侖力F與r和q的關(guān)系，故A、C正確。,A,核心考點(diǎn)突破,特別提醒：不可由r

7、0時，得出F的結(jié)論，雖然從數(shù)學(xué)角度成立，但從物理角度分析，當(dāng)r0時，兩帶電體不能視為點(diǎn)電荷，公式已不適用。,庫侖定律及庫侖力作用下的平衡,考點(diǎn)一,(多選)如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為。一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷。小球A靜止在斜面上，則 (),例 1,AC,,類題演練 1 ,D,解析雖然兩球心間的距離l只有球殼外半徑r的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻

8、，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，因此，可以應(yīng)用萬有引力定律求F1；而本題中由于a、b兩球殼所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集，又因兩球心間的距離l只有其外半徑r的3倍，不滿足l遠(yuǎn)大于r的要求，故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以庫侖定律不適用，D正確。,(2018山東師大附中診斷)如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電Q，B帶電9Q?，F(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷C，恰好使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為() A正，B的右邊0.4m處 B正，B的左邊0.2m處 C負(fù)，A的左邊0.2m處 D負(fù)，A的右

9、邊0.2m處 解析要使三個電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”“兩大夾小”的原則，所以選項(xiàng)C正確。,類題演練 2 ,C,,,1場強(qiáng)公式的比較,電場強(qiáng)度的理解及應(yīng)用,考點(diǎn)二,2電場的疊加 (1)電場疊加：多個電荷在空間某處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。 (2)運(yùn)算法則：平行四邊形定則。,3等量同種和等量異種電荷的電場強(qiáng)度的比較,4電場線的應(yīng)用,,例 2,AB,類題演練 3 ,A,,,利用微元法求場強(qiáng) 如圖所示，均勻帶正電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點(diǎn)，OPL，試求P點(diǎn)的場強(qiáng)。,類題演練 4 ,,類題演練 5 ,C,,,1解

10、答思路,帶電體的力電綜合問題,考點(diǎn)三,,2運(yùn)動情況反映受力情況 (1)物體靜止(保持)：F合0。 (2)做直線運(yùn)動 勻速直線運(yùn)動：F合0。 變速直線運(yùn)動：F合0，且F合與速度方向總是一致。 (3)做曲線運(yùn)動：F合0，F(xiàn)合與速度方向不在一條直線上，且總指向運(yùn)動軌跡曲線凹的一側(cè)。 (4)F合與v的夾角為，加速運(yùn)動：0<90；減速運(yùn)動；90<180。 (5)勻變速運(yùn)動：F合恒量。,例 3,,(1)絕緣板A加速和減速的加速度大小分別為多大？ (2)滑塊B最后停在離出發(fā)點(diǎn)水平距離為多大處？,解題導(dǎo)思：(1)開始時A、B能保持相對靜止，說明電場力________最大靜摩擦力，此時B對A的壓力_______

11、_mg。 (2)B相對于A滑動，說明電場力________靜摩擦力，此時B對A的壓力________mg。說明絕緣板A向上做______________。,小于,等于,大于,小于,勻減速運(yùn)動,答案(1)1.25m/s25m/s2(2)0.04m,規(guī)律總結(jié)： 分析力、電綜合的問題的三種途徑 (1)建立物體受力圖景。 弄清物理情境，選定研究對象。 對研究對象按順序進(jìn)行受力分析，畫出受力圖。 應(yīng)用力學(xué)規(guī)律進(jìn)行歸類建模。 (2)建立能量轉(zhuǎn)化圖景：各種不同的能量之間相互轉(zhuǎn)化時，遵守能量守恒定律，運(yùn)用能量觀點(diǎn)，建立能量轉(zhuǎn)化圖景是分析解決力、電綜合問題的有效途徑。 (3)運(yùn)用等效思維法構(gòu)建物理模型：電場力和

12、重力做功均與路徑無關(guān)，在同一問題中可將它們合成一個等效重力，從而使問題簡化。在對物理過程分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的物理模型，是一種科學(xué)的思維方法。,(2018四川成都一診)(多選)如圖所示，絕緣材料制成的半徑為R的內(nèi)壁光滑圓軌道，豎直放置在水平地面上且左右恰被光滑擋板擋住，圓心O點(diǎn)固定著電荷量為Q的場源點(diǎn)電荷。一電荷量為q、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球沿軌道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)A時，地面對軌道的彈力恰好為零。若軌道與小球的質(zhì)量均為m，Qq0，忽略小球的電荷對Q形成的電場的影響，重力加速度為g，靜電力常量為k。下列說法中正確的是(),類題演練 6 ,BD,,階段培優(yōu)微專題,電場線帶電粒子運(yùn)動軌

13、跡判斷 1判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)處的速度方向。 2判斷電場力(或場強(qiáng))的方向：帶電粒子所受電場力方向(僅受電場力作用)指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正、負(fù)判斷場強(qiáng)的方向。 3判斷電場力做功的正、負(fù)及電勢能的增、減：若電場力與速度方向成銳角，則電場力做正功，電勢能減?。蝗綦妶隽εc速度方向成鈍角，則電場力做負(fù)功，電勢能增加。,(2018河南鄭州模擬)某靜電場中的電場線方向不確定，分布如圖所示，帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動到N，以下說法正確的是() A粒子必定帶正電荷 B該靜電場一定是孤立正電荷產(chǎn)生的 C粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速

14、度 D粒子在M點(diǎn)的速度大于它在N點(diǎn)的速度,例 4,C,解題導(dǎo)思：(1)在不知道電場線方向的情況下，能否由粒子軌跡的彎曲方向確定電場力的方向？ (2)根據(jù)電場力的方向，結(jié)合電場線的分布能否判斷粒子的電性？ (3)由電場線的分布特點(diǎn)，能否分析粒子加速度的大小變化？ 答案(1)能，電場力指向軌跡的凹側(cè)。 (2)不能，因?yàn)殡妶龅姆较虿恢馈?(3)能，在電場線密集處加速度大，在電場線稀疏處加速度小。,解析帶電粒子所受靜電力沿電場線的切線方向或其反方向，且指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，靜電力方向大致向上，因不知電場線的方向，粒子的電性無法確定，所以A錯誤；電場線是彎曲的，則一定不是孤立點(diǎn)電荷的電場，所以B錯誤；N

15、點(diǎn)處電場線密，則場強(qiáng)大，粒子受到的靜電力大，產(chǎn)生的加速度也大，所以C正確；因靜電力大致向上，粒子由M運(yùn)動到N時，靜電力做正功，粒子動能增加，速度增大，所以D錯誤。,規(guī)律總結(jié)： 電場線與軌跡問題判斷方法 (1)“運(yùn)動與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場線的切線方向)，從兩者的夾角情況來分析曲線運(yùn)動的情況。 (2)“三不知時要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向或等勢面電勢的高低、電荷運(yùn)動的方向。若已知其中的任一個，可順次向下分析判定各待求量；若三個都不知，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。,(2016全國卷)如圖，P是固定的點(diǎn)電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓。帶

16、電粒子Q在P的電場中運(yùn)動。運(yùn)動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個點(diǎn)。若Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則() Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcva Cabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb,類題演練 7 ,D,,2年高考模擬,D,AC,3(2017北京卷)如圖所示，長l1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，繩與豎直方向的夾角37。已知小球所帶電荷量q1.0106C，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E3.0103N/C，取重力加速度g10m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：,,(1)小球所受電場力F的大?。?(2)小球的質(zhì)量m； (3)將電場撤去，小球回到最低點(diǎn)時速度v的大小。 答案(1)3.0103N(2)4.0104kg(3)2.0m/s,