山東省2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 第1節(jié) 電場(chǎng)力的性質(zhì)課件 新人教版.ppt

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1、第七章靜電場(chǎng),第1節(jié)電場(chǎng)力的性質(zhì),知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,一、電荷電荷守恒定律 1.兩種電荷 毛皮摩擦過的橡膠棒帶 負(fù)電,絲綢摩擦過的玻璃棒帶 正電。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。 2.元電荷 最小的電荷量,其值為e= 1.6010-19 C。 3.電荷守恒定律 (1)內(nèi)容:電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體 轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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 保持不變。 (2)起電方式: 摩擦起電、 接觸起電、感應(yīng)起電。 (3)帶電實(shí)質(zhì):物體帶電的實(shí)質(zhì)是 得失電子。,,,,,,,,,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,二、點(diǎn)電荷及庫(kù)侖定律 1.點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷是一種理想

2、化的物理模型,當(dāng)帶電體本身的 形狀和 大小對(duì)研究的問題影響很小時(shí),可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。 2.庫(kù)侖定律,,,,,,,,,,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,三、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線 1.電場(chǎng) 基本性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生 力的作用。 2.電場(chǎng)強(qiáng)度 (1)定義式:E= ,適用于 任何電場(chǎng),是矢量。單位:N/C或 V/m。 (2)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度:E= k ,適用于計(jì)算 真空中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。 (3)方向:規(guī)定 正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。 (4)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的 矢量和。,,,,,,,,,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,3.電場(chǎng)

3、線 (1)定義:為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的 強(qiáng)弱及 方向,在電場(chǎng)中畫出一些曲線,曲線上每一點(diǎn)的 切線方向都跟該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致,曲線的 疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。 (2)電場(chǎng)線特點(diǎn):,,,,,,,,,,,,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,(3)幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,四、電場(chǎng)力 1.定義:電荷之間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的。只要有電荷存在,電荷的周圍就存在著電場(chǎng),電場(chǎng)的基本性質(zhì)是它對(duì)放入其中的電荷有力的作用,這種力就叫做電場(chǎng)力。 2.方向:正電荷沿電場(chǎng)線的切線方向,負(fù)電荷沿電場(chǎng)線的切線方向的反方向。 3.計(jì)算:電場(chǎng)力的計(jì)算公式是F=qE,其中q為放入電場(chǎng)中的電荷的帶電量,E為場(chǎng)強(qiáng)。

4、,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,1.判斷下列說法的正誤。 (2)靜電力常量k是庫(kù)侖利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。() (3)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向即為電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向。() (4)在真空中,電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式E=kQr2中的Q就是檢驗(yàn)點(diǎn)電荷的電荷量。() (5)不管是等量同種正電荷還是負(fù)電荷,中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)始終為零。() (6)電場(chǎng)線是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線。() (7)根據(jù)電場(chǎng)線能確定電荷的速度方向、運(yùn)動(dòng)的軌跡。(),知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,(8)等量異種兩電荷的連線上,各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向從正電荷指向負(fù)電荷,沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大。() (9)電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡。根據(jù)電場(chǎng)線方向能確定電荷的受力方向

5、和加速度方向。(),答案,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,2.保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),抵制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù)。盜版書籍影響我們的學(xué)習(xí)效率,甚至給我們的學(xué)習(xí)帶來隱患。小華有一次不小心購(gòu)買了盜版的物理參考書,做練習(xí)時(shí),他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字看不清,拿來問老師,如果你是老師,你認(rèn)為可能是下列數(shù)字中的() A.6.210-19 CB.6.410-19 C C.6.610-19 CD.6.810-19 C,答案,解析,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,3.(2018四川自貢診斷)兩個(gè)完全相同的金屬小球,所帶電荷量多少不同,相距一定的距離時(shí),兩個(gè)金屬球之間有相互作用的庫(kù)侖力,如果將兩個(gè)金屬球相互接觸一下后,再放到原來的位置,則兩

6、球的作用力變化情況是() A.如果相互接觸前兩球的庫(kù)侖力是引力,則相互接觸后的庫(kù)侖力仍是引力 B.如果相互接觸前兩球的庫(kù)侖力是引力,則相互接觸后的庫(kù)侖力為零 C.如果相互接觸前兩球的庫(kù)侖力是斥力,則相互接觸后的庫(kù)侖力仍是斥力 D.如果相互接觸前兩球的庫(kù)侖力是斥力,則相互接觸后的庫(kù)侖力是引力,答案,解析,知識(shí)梳理,考點(diǎn)自診,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,庫(kù)侖定律及庫(kù)侖力作用下的平衡問題 1.對(duì)庫(kù)侖定律的理解 (1)F=k ,r指兩點(diǎn)電荷間的距離。對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球,r為兩球的球心間距。 (2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r0時(shí),電荷不能視為點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限

7、大。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,2.三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題 (1)條件:兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,或每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等,方向相反。 (2)規(guī)律:“三點(diǎn)共線”三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上; “兩同夾異”正負(fù)電荷相互間隔; “兩大夾小”中間電荷的電荷量最小; “近小遠(yuǎn)大”中間電荷靠近電荷量較小的電荷,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,3.分析點(diǎn)電荷平衡問題的方法和步驟 點(diǎn)電荷平衡問題的分析方法與純力學(xué)平衡問題的分析方法是相同的,只是在原來受力的基礎(chǔ)上多分析一個(gè)電場(chǎng)力。具體步驟如下:,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例1(多選)(2018河北衡水中學(xué)調(diào)研)在相距

8、為r的A、B兩點(diǎn)分別放上點(diǎn)電荷QA和QB,C為AB的中點(diǎn),如圖所示。現(xiàn) 引入帶正電的檢驗(yàn)電荷q,則下列說法正確的是() A.如果q在C點(diǎn)所受合力為零,則QA和QB一定是等量異種電荷 B.如果q在AB延長(zhǎng)線離B較近的D點(diǎn)所受合力為零,則QA和QB一定是異種電荷,且電荷量大小QAQB C.如果q在AC段上的某一點(diǎn)所受合力為零,而在BC段上移動(dòng)時(shí)始終受到向右的力,則QA一定是負(fù)電荷,且電荷量大小QA

9、對(duì)點(diǎn)電荷、電荷守恒定律、庫(kù)侖定律、平衡條件有清晰的物理觀念,能否通過科學(xué)推理和歸納,應(yīng)用庫(kù)侖定律及平衡條件解決實(shí)際問題。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例2(2018全國(guó)卷,16)如圖,三個(gè)固定的帶電小球a,b和c,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm,小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥根據(jù)“小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線”,然后利用平行四邊形定則和幾何關(guān)系、庫(kù)侖定律可解得。 本題中考查學(xué)生是否對(duì)庫(kù)侖定律、受力分析、平行四邊形定則有清晰

10、的物理觀念,能否通過科學(xué)推理和歸納,應(yīng)用庫(kù)侖定律及平行四邊形定則解決實(shí)際問題。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 1.(2018河南開封重點(diǎn)學(xué)校聯(lián)考)兩個(gè)分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為r的兩處,它們之間的庫(kù)侖力大小為F。兩小球相互接觸后分開并將其間距變?yōu)?,則現(xiàn)在兩小球間庫(kù)侖力的大小為(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,2.(多選)如圖所示,水平地面上固定一個(gè)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(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電

11、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(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,3.(2018廣西南寧模擬)由粗糙的水平桿AO與光滑的豎直桿BO組成的絕緣直角支架如圖放置,在AO桿、BO桿上套有帶正電的小球P、Q,兩個(gè)小球恰能在某一位置平衡。現(xiàn)將P緩慢地向左移動(dòng)一小段距離,兩球再次達(dá)到平衡。若小球所帶電荷量不變,與移動(dòng)前相比() A.P、Q之間的距離增大 B.桿BO對(duì)Q的彈力減小 C.桿AO對(duì)P的摩擦力增大 D.桿AO對(duì)P的彈力減小,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,4.如圖所示,水平光滑的絕緣細(xì)管中

12、,兩形狀相同的帶電金屬小球A、B,質(zhì)量滿足mA=2mB相向運(yùn)動(dòng),當(dāng)相距L時(shí),A的加速度大小為a,已知A球帶電荷量為+q,B球帶電荷量為-3q。當(dāng)兩球相碰后再次相距為L(zhǎng)時(shí),則兩球加速度大小分別為(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性以及大小的計(jì)算 1.電場(chǎng)強(qiáng)度的一般計(jì)算方法 電場(chǎng)強(qiáng)度是靜電學(xué)中極其重要的概念,也是高考中常考的一個(gè)基本概念。關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算,主要方法有: (1)定義式法 定義式法就是首先根據(jù)力學(xué)規(guī)律物體平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理或動(dòng)量定理先求出帶電物體在電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力F,然后再由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 求出電場(chǎng)強(qiáng)度E。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題

13、點(diǎn)三,(2)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式法 中學(xué)階段絕大多數(shù)情況下只講點(diǎn)電荷在真空中的電場(chǎng)分布情況,故可直接用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式 求,其方向由場(chǎng)源電荷的正負(fù)確定,如+Q時(shí),E的方向沿半徑r向外;若為-Q時(shí),E的方向沿半徑r的反方向(向內(nèi))。若要求多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,則可先分別求出各個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,然后利用矢量疊加法求出合場(chǎng)強(qiáng)。 2.分析電場(chǎng)疊加問題的一般步驟: (1)確定分析計(jì)算的空間位置; (2)分析該處有幾個(gè)分電場(chǎng),先計(jì)算出各個(gè)分電場(chǎng)在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向; (3)依次利用平行四邊形定則求出矢量和。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例3(多選)如圖所示,真空中四個(gè)點(diǎn)電荷分別位于

14、棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正四面體的A、B、C、D頂點(diǎn)上,電荷量分別為+q、-q、-q、-q,O為正三角形面BCD的中心,E為棱CD的中點(diǎn)。下列說法正確的是() A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直正三角形面BCD向下 C.E點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向平行于AB,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥解答本題時(shí)可按以下思路分析:明確電場(chǎng)的分布,利用正四面體的幾何關(guān)系,根據(jù)電場(chǎng)疊加特點(diǎn)解題。 通過本題的訓(xùn)練,要使點(diǎn)電荷、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式、電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性等的物理觀念進(jìn)一步清晰,能通過矢量疊加方法對(duì)中心處電場(chǎng)強(qiáng)度問題進(jìn)行分析和推理,得到正確的結(jié)論,使科學(xué)思維素養(yǎng)得到提升。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)

15、二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 5.(2018武漢武昌區(qū)調(diào)研)如圖所示,以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f。等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d 兩點(diǎn)時(shí),在圓心O產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。現(xiàn)僅將放于a點(diǎn)的正點(diǎn)電荷改放于其他等分點(diǎn)上,使O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度改變,則下列判斷正確的是(),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,6.(多選)(2018安徽江淮十校聯(lián)考)如圖所示,P、Q處固定有等量的同種正電荷,O為P、Q連線的中點(diǎn),在P、Q連線的垂直平分線上,個(gè)帶電粒子在A點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果粒子在A、B、C三點(diǎn)的加速度大小相等,且A、C關(guān)于P、Q連線對(duì)稱。不計(jì)粒子受到的重力,則下列說法正確的是()

16、A.粒子在C點(diǎn)的速度大小為零 B.帶電粒子在O點(diǎn)的速度最大 C.帶電粒子在O點(diǎn)的加速度為零 D.帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,加速度先減小后增大,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,7.(多選)(2018安徽合肥第二次質(zhì)量檢測(cè))如圖所示,豎直平面內(nèi)有一圓周,其圓心為O,直徑AB和CD相互垂直,電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷放在關(guān)于CD對(duì)稱的圓周上,它們所在半徑的夾角為120,則下列說法正確的是() A.點(diǎn)O與點(diǎn)C的場(chǎng)強(qiáng)相同 B.點(diǎn)C與點(diǎn)D的場(chǎng)強(qiáng)大小之比為 1 C.一電子從點(diǎn)D由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的過程中,加速度先減小后增大 D.將一正電荷沿著圓周從點(diǎn)A經(jīng)D移至點(diǎn)B的過程中,電場(chǎng)力先做正功

17、,后做負(fù)功,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,電場(chǎng)線的理解及應(yīng)用 1.兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度及電場(chǎng)線的比較,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,2.“電場(chǎng)線+運(yùn)動(dòng)軌跡”組合模型 模型特點(diǎn):當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條與電場(chǎng)線不重合的曲線時(shí),這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱為“拐彎現(xiàn)象”,其實(shí)質(zhì)為“運(yùn)動(dòng)與力”的關(guān)系。運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)分析: (1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在某一位置的切線)與“力線”(在同一位置電場(chǎng)線的切線方向且指向軌跡的凹側(cè)),從二者的夾角情況來分析帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的情況。 (2)“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向、電荷運(yùn)動(dòng)的方向,是題目中相互制約的三個(gè)方面

18、。若已知其中一個(gè),可分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假設(shè)法”進(jìn)行分析。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,3.電場(chǎng)線的應(yīng)用(涉及電勢(shì)部分將在下一節(jié)進(jìn)一步研究),命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,典例4如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線,虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB。下列說法正確的是() A.電子一定從A向B運(yùn)動(dòng) B.若aAaB,則Q靠近M端且為正電荷 C.如果Q為負(fù)電荷,則一定在M一側(cè) D.如果Q為正電荷,vA

19、場(chǎng)特點(diǎn)、粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)帶電粒子的受力情況進(jìn)行分析和推理,能否結(jié)合帶電粒子所受合力的方向指向軌跡的凹側(cè)正確的結(jié)論,歸納推理得出場(chǎng)源電荷電場(chǎng)的方向。該類問題是訓(xùn)練科學(xué)推理素養(yǎng)的典型問題。,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,即學(xué)即練 8.(多選)(2018山西五校聯(lián)考)兩點(diǎn)電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示。根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況,下列判斷正確的是() A.Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B.Q1的電荷量大于Q2的電荷量 C.Q1、Q2一定均為正電荷 D.無法判斷Q1、Q2的正負(fù),答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,9.(多選)用電場(chǎng)線能直觀、方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖甲是等量異種點(diǎn)

20、電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線,圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn):O是點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),E、F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn),B、C和A、D也分別相對(duì)O對(duì)稱。則() A.B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同 B.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反 C.E、O、F三點(diǎn)比較,O的場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng) D.B、O、C三點(diǎn)比較,O的場(chǎng)強(qiáng)最弱,答案,解析,命題點(diǎn)一,命題點(diǎn)二,命題點(diǎn)三,10.(多選)(2018山東聊城二模)如圖所示的四條實(shí)線是電場(chǎng)線,它們相交于點(diǎn)電荷O,虛線是只在電場(chǎng)力作用下某粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、 B、C、D分別是四條電場(chǎng)線上的點(diǎn),則下列說法正確的是() A.O點(diǎn)一定有一個(gè)正點(diǎn)電荷 B.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 C.該

21、粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能一定大于D點(diǎn)的動(dòng)能 D.將該粒子在B點(diǎn)由靜止釋放,它一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),答案,解析,求解電場(chǎng)強(qiáng)度的四種思維方法 在分析求解電場(chǎng)強(qiáng)度的問題上,除了根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)公式及利用矢量疊加的常規(guī)思維方法進(jìn)行求解外,在實(shí)際問題中還經(jīng)常用到下列科學(xué)思維方法。什么時(shí)候用?怎么用?這需要同學(xué)們認(rèn)真閱讀題目,將實(shí)際問題中的對(duì)象和過程轉(zhuǎn)換成下述中物理模型;對(duì)問題進(jìn)行分析和推理、歸納,最后獲得正確結(jié)論,從而使物理的核心素養(yǎng)有較大提升。,一、對(duì)稱法 1.題型概述:通過審題,進(jìn)行模型構(gòu)建具有對(duì)稱性形狀的均勻帶電體在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)問題、等量同種電荷形成的電場(chǎng)問題等。 2.方法應(yīng)用:對(duì)稱分析法就是利用物理現(xiàn)象

22、、物理過程具有對(duì)稱的特點(diǎn)來分析解決物理問題的方法。對(duì)稱法解題就是采用對(duì)物理問題中出現(xiàn)的各種對(duì)稱特性如:(1)電場(chǎng)中結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,如均勻帶電的圓環(huán),在其圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為零;(2)場(chǎng)的對(duì)稱性,等量同種、異種電荷形成的場(chǎng)具有對(duì)稱性進(jìn)行分析和推理,可以避免數(shù)學(xué)推導(dǎo),而直接利用事物之間的對(duì)稱關(guān)系得出結(jié)論,從而快速解題。,典例1如圖所示,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q0)的固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)(),答案,解析,思維點(diǎn)撥由于d

23、點(diǎn)和b點(diǎn)相對(duì)于圓盤是對(duì)稱的,因此Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)和在b點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反。,二、微元法 1.題型概述:如果題目中給出的變化的事物或題中反映的變化的過程用常規(guī)方法無法解決時(shí),常用微元法轉(zhuǎn)化為極為簡(jiǎn)單的不變的事物或不變的過程來處理。在電場(chǎng)中遇到求解均勻帶電圓環(huán)、帶電平面、帶電直桿等在某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)問題是通常用到微元法; 2.方法應(yīng)用:微元法解題的思想方法是:將研究對(duì)象分解為很多“微元”或其將運(yùn)動(dòng)過程分解成許多微小的“元過程”(對(duì)應(yīng)的物理量微元可以為時(shí)間微元、速度微元、位移微元、電量微元等),分析每個(gè)“元過程”遵循的物理規(guī)律,然后將每個(gè)“元過程”相關(guān)的物理量累加求和,從而使問題得到解決。

24、本章中通常是將帶電體分成許多微元電荷,每個(gè)微元電荷看成點(diǎn)電荷,先根據(jù)庫(kù)侖定律求出每個(gè)微元電荷的場(chǎng)強(qiáng),再結(jié)合對(duì)稱性和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理求出合場(chǎng)強(qiáng)。,典例2(多選)(2018河北衡水金卷模擬)如圖所示,豎直面內(nèi)固定的均勻帶電圓環(huán)半徑為R,帶電荷量為+Q,在圓環(huán)的最高點(diǎn)用絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球(大小不計(jì)),小球在垂直圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上處于平衡狀態(tài),小球到圓環(huán)中心O距離為R,已知靜電力常量為k,重力加速度為g,則小球所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為(),答案,解析,三、補(bǔ)償法 1.題型概述:一般說來,中學(xué)物理中很多計(jì)算公式都是通過對(duì)一些理想的、完整的模型研究而推導(dǎo)出來的。但是在一些物理題目中往往會(huì)遇

25、到一些實(shí)際的、殘缺的模型,這些模型不便于直接運(yùn)用公式進(jìn)行分析計(jì)算,比如要求有缺口的帶電圓環(huán)、帶電半球面的電場(chǎng)強(qiáng)度等。 2.方法應(yīng)用:這類問題,從表面上看無從下手,或者由題設(shè)條件很難直接求解。但是,在與原題條件不相違背的前提下,如果適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償一定的物理模型、物理裝置,或者一定的物理過程、物理量等,補(bǔ)缺求整,補(bǔ)漏求全,往往可以使問題由“死”變“活”,由“繁”變“簡(jiǎn)”,從而促成問題的解決。這種思維方法稱之為補(bǔ)償思維。通過補(bǔ)償使實(shí)際物體向物體模型轉(zhuǎn)化、通過補(bǔ)償使實(shí)際運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng)模型轉(zhuǎn)化、通過補(bǔ)償使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、通過補(bǔ)償使陌生問題熟悉化。,典例3(2018武漢調(diào)研)已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與

26、一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。如圖所示,半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在過球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn),O和B、B和A間的距離均為R?，F(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔,若靜電力常量為k,球的體積公式為V= r3,則A點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(),答案,解析,四、極限思維法 1.題型概述:當(dāng)某些問題無法求解時(shí),可將題中某些物理量的值推向極端然后對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析推理,進(jìn)而得出答案。解題時(shí)要注意:有哪些量可以推向極端;極端推向0還是無窮大。 2.方法應(yīng)用:極限思維法是指在某些物理狀態(tài)變化的過程中,把某個(gè)物理量或物理過程推向極端,從而作出科學(xué)的推理分析,挖掘出隱含條件,給出

27、正確判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。該方法一般適用于題干中所涉及的物理量隨條件單調(diào)變化、連續(xù)變化的情況。,典例4如圖甲所示,半徑為R均勻帶電圓形平板,單位面積帶電荷量為,其軸線上任意一點(diǎn)P(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由庫(kù)侖定律 和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理求出 ,方向沿x軸?，F(xiàn)考 慮單位面積帶電荷量為0的無限大均勻帶電平板,從其中間挖去一半徑為r的圓板,如圖乙所示。則圓孔軸線上任意一點(diǎn)Q(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度為(),答案,解析,即學(xué)即練 1.(2018南通如皋質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示,在半球面AB上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點(diǎn),OM=ON=2R,已知M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(),答案,解析,2.(2018四川攀枝花三診)均勻帶電的球體在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示,在半球體上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球半徑為R,MN為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有A、B兩點(diǎn),A、B關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,AB=4R。已知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(),答案,解析,