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1、第一單元電場的力和能的性質第一單元電場的力和能的性質第第1課電場的力的性質課電場的力的性質第八章電場第八章電場知能要求與高考展望知能要求與高考展望1了解兩種電荷及電荷守恒定律，掌握庫侖定律，并能了解兩種電荷及電荷守恒定律，掌握庫侖定律，并能熟練應用熟練應用2理解電場的物質性及電場強度的意義，明確用電場線理解電場的物質性及電場強度的意義，明確用電場線如何描述電場如何描述電場3掌握點電荷電場場強的計算及點電荷電場與勻強電場掌握點電荷電場場強的計算及點電荷電場與勻強電場電場線的分布電場線的分布4直接考查一般為選擇題直接考查一般為選擇題課課 前前 自自 修修1.物質的電結構物質的電結構(1)原子是由帶
2、原子是由帶_的原子核和帶的原子核和帶_的電子構的電子構成的，原子核的正電荷數與電子的負電荷數相等成的，原子核的正電荷數與電子的負電荷數相等(2)金屬中離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛金屬中離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，這種電子叫做而在金屬中自由活動，這種電子叫做_正電正電負電負電自由電子自由電子2點電荷、元電荷點電荷、元電荷(1)元電荷：元電荷：e _ ，所有帶電體的電荷量，所有帶電體的電荷量都是元電荷的都是元電荷的_，其中質子、正電子的電荷量與元電，其中質子、正電子的電荷量與元電荷相同電子的電荷量荷相同電子的電荷量q_.(2)點電荷：點電荷：本身的線度比
3、相互之間的距離本身的線度比相互之間的距離_的的帶電體帶電體點電荷是理想化模型點電荷是理想化模型3電荷守恒定律電荷守恒定律(1)內容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從物體的內容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從物體的一部分一部分_到另一部分，或者從一個物體到另一部分，或者從一個物體_到另到另一個物體，在一個物體，在_的過程中電荷的總量保持不變的過程中電荷的總量保持不變(2)起電方法：摩擦起電、起電方法：摩擦起電、_、接觸起電、接觸起電(3)帶電實質：物體帶電的實質是帶電實質：物體帶電的實質是_1.61.610101919 C C整數倍整數倍1.61.610101919 C C小得多小得多轉移
4、轉移轉移轉移轉移轉移感應起電感應起電得失電子得失電子4庫侖定律庫侖定律(1)內容：內容：_中兩個點電荷之間的相互作用力與它們中兩個點電荷之間的相互作用力與它們的的_成正比，與它們的成正比，與它們的_成反比作用力成反比作用力的方向在的方向在_(2)表達式：表達式：F ，式中，式中k_ Nm2/C2，叫靜，叫靜電力常量電力常量(3)適用條件：適用條件：_中的中的_5靜電場靜電場(1)定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間定義：存在于電荷周圍，能傳遞電荷間_的一種的一種特殊物質特殊物質(2)基本性質：對放入其中的電荷有基本性質：對放入其中的電荷有_真空真空電荷量的乘積電荷量的乘積距離的平方距離的平方它們
5、的連線上它們的連線上9.09.010109 9真空真空點電荷點電荷相互作用相互作用力的作用力的作用6電場強度電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力定義：放入電場中某點的電荷受到的電場力F與它的與它的電荷量電荷量_的的_(2)定義式：定義式：E .單位：單位：N/C或或V/m.(3)點電荷的場強：點電荷的場強：Ek .(4)方向：規(guī)定方向：規(guī)定_在電場中某點所受在電場中某點所受_的方的方向為該點的電場強度的方向向為該點的電場強度的方向(5)電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的荷單獨在該點產生的電場強
6、度的_Fq2Qrq q比值比值正電荷正電荷電場力電場力矢量和矢量和7電場線電場線為了形象地描述為了形象地描述_中各點電場強度的強弱及中各點電場強度的強弱及方向，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的方向，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的_都跟該點的電場強度方向一致，曲線的都跟該點的電場強度方向一致，曲線的_表示電場的強弱表示電場的強弱電場電場切線方向切線方向疏密疏密重重 難難 突突 破破1. 電場強度三個表達式的比較電場強度三個表達式的比較表達式表達式EEkE公式公式意義意義電場強度電場強度定的義式定的義式真空中點電荷的電真空中點電荷的電場強度的決定式場強度的決定式勻強電場中勻強電場中E與與
7、U的關系式的關系式適用適用條件條件一切電場一切電場真空；真空；點電荷點電荷勻強電場勻強電場決定決定因素因素由電場本由電場本身決定，身決定，與與q無關無關由場源電荷由場源電荷Q和場源和場源電荷到該點的距離電荷到該點的距離r共同決定共同決定由電場本身決定由電場本身決定相同點相同點矢量，遵守平行四邊形定則，單位：矢量，遵守平行四邊形定則，單位：1 N/C1 V/mFq2QrUd2. 幾種典型電場的電場線幾種典型電場的電場線(如圖所示如圖所示)電場線電場線的特點的特點3電場線的特點電場線的特點( (1) )不閉合：電場線起始于正電荷不閉合：電場線起始于正電荷( (或無窮或無窮遠處遠處) )，終止于無窮
8、遠處，終止于無窮遠處( (或負電荷或負電荷) )( (2) )不相交：在電場中兩條電場線不相交不相交：在電場中兩條電場線不相交( (4) )電場線上某點的切線方向表示該點的電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向場強方向( (5) )沿電場線方向電勢降低沿電場線方向電勢降低( (6) )電場線和等勢面在相交處垂直電場線和等勢面在相交處垂直( (3) )同一電場中，電場線密的地方場強大同一電場中，電場線密的地方場強大4. 等量同等量同(異異)種電荷的電場種電荷的電場等等量量同同種種電電荷荷兩點電荷連線中點兩點電荷連線中點O處的電場強度為零處的電場強度為零從兩點電荷連線中點從兩點電荷連線中點O沿中
9、垂面沿中垂面(線線)到無限遠，到無限遠，電場強度先變大后變小電場強度先變大后變小兩點電荷連線中垂線上各點的電場強度方向和兩點電荷連線中垂線上各點的電場強度方向和中垂線平行中垂線平行關于關于O點對稱的兩點點對稱的兩點A與與A，B與與B的電場強的電場強度等大、反向度等大、反向等等量量異異種種電電荷荷兩點電荷連線上各點的電場強度方向從正電荷兩點電荷連線上各點的電場強度方向從正電荷指向負電荷，沿兩點電荷連線方向電場強度先變指向負電荷，沿兩點電荷連線方向電場強度先變小后變大小后變大兩點電荷連線的中垂面兩點電荷連線的中垂面(線線)上，電場強度方向上，電場強度方向相同，且與中垂面相同，且與中垂面(線線)垂直
10、垂直關于關于O點對稱的兩點點對稱的兩點A與與A，B與與B的電場強的電場強度等大、同向度等大、同向題題 型型 探探 究究題型一題型一對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應用對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應用【例【例1】 將兩個分別帶有電荷量將兩個分別帶有電荷量2Q和和5Q的相同金屬的相同金屬小球小球A、B分別固定在相距為分別固定在相距為r的兩處的兩處(均可視為點電荷均可視為點電荷)，它們間，它們間庫侖力的大小為庫侖力的大小為F.現將第三個與現將第三個與A、B兩小球完全相同的不帶電兩小球完全相同的不帶電小球小球C先后與先后與A、B相互接觸后拿走，相互接觸后拿走，A、B間距離保持不變，則間距離保持不變
11、，則兩球間庫侖力的大小為兩球間庫侖力的大小為() AF B. F C. F D. F1591014方法點竅方法點竅：處理兩相同金屬球：處理兩相同金屬球( (視為點電荷視為點電荷) )接觸后電荷接觸后電荷量重分問題時，應注意兩者電性的異同，在不知電性的情況量重分問題時，應注意兩者電性的異同，在不知電性的情況下，重放后其庫侖力可能有兩個解下，重放后其庫侖力可能有兩個解.題型二題型二對電場強度的理解及電場強度的疊加對電場強度的理解及電場強度的疊加【例【例2】 在電場強度為在電場強度為E的勻強電場中，的勻強電場中，以以O點為圓心，點為圓心，r為半徑作一圓，在為半徑作一圓，在O點固定一點固定一電荷量為電
12、荷量為Q的點電荷，的點電荷，a、b、c、d為相互垂為相互垂直的兩條直線和圓周的交點當把一檢驗電荷直的兩條直線和圓周的交點當把一檢驗電荷q放在放在d點時，其受力恰好平衡點時，其受力恰好平衡(如圖所示，如圖所示，不計重力不計重力)問：問：(1)勻強電場電場強度勻強電場電場強度E的大小、方向如何？的大小、方向如何？(2)檢驗電荷檢驗電荷q放在放在c點點時，受力時，受力Fc的大小、方向如何？的大小、方向如何？(3)檢驗電荷檢驗電荷q放在放在b點時，受力點時，受力Fb的大小、方向如何？的大小、方向如何？審題突破：審題突破：方法點竅方法點竅：電場的疊加要根據電荷的正、負，先判：電場的疊加要根據電荷的正、負
13、，先判斷電場強度的方向，然后利用矢量合成法則，結合對稱性斷電場強度的方向，然后利用矢量合成法則，結合對稱性分析疊加結果分析疊加結果.題型三題型三對電場線的理解及應用對電場線的理解及應用【例【例3】 (2013長春高三檢測長春高三檢測)圖中的實線表示電場線、虛線表示只圖中的實線表示電場線、虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡粒子先經過跡粒子先經過M點，再經過點，再經過N點，點，則可以判定則可以判定()AM點的電勢高于點的電勢高于N點的電勢點的電勢B粒子在粒子在M點的電勢能小于點的電勢能小于N點的電勢能點的電勢能C粒子在粒子在M點的加速度大于在點的加速度大于在N
14、點的加速度點的加速度D粒子在粒子在M點的速度小于在點的速度小于在N點的速度點的速度解析：解析：由粒子的運動軌跡和電場線的方向，可判斷出由粒子的運動軌跡和電場線的方向，可判斷出粒子帶正電，由粒子帶正電，由M至至N過程中電場力做正功，電勢能減少，過程中電場力做正功，電勢能減少，動能增加，速度增加，故動能增加，速度增加，故B錯誤，錯誤，D正確由電場線的方向正確由電場線的方向和疏密程度可判斷電勢和疏密程度可判斷電勢MN , 電場強度電場強度EMEN，加速度，加速度aMaN，A正確，正確，C錯誤，所以本題選錯誤，所以本題選A、D.答案：答案：AD方法點竅方法點竅：,( (1) )粒子所受合力的方向指向軌
15、跡的凹側，粒子所受合力的方向指向軌跡的凹側，由此判斷電場的方向或帶電粒子的電性由此判斷電場的方向或帶電粒子的電性.,( (2) )由電場線的疏密由電場線的疏密情況判斷電場的強弱及帶電粒子的加速度情況情況判斷電場的強弱及帶電粒子的加速度情況.隨隨 堂堂 訓訓 練練1兩個電性相同的金屬小球兩個電性相同的金屬小球(可視為點電荷可視為點電荷)，電荷量，電荷量之比為之比為1 7，相距為，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力為原來的上，則相互作用力為原來的()錯解：錯解：錯選錯選C.C.沒有認真審題，對兩個小球的電性按同沒有認真審題，對兩個小球的電性按同
16、種電荷及異種電荷兩種情況進行討論而多選了種電荷及異種電荷兩種情況進行討論而多選了C.C.答案：答案：D D2.某除塵器模型的收塵板是很長的條某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板，圖中直線形金屬板，圖中直線ab為該收塵板的橫截為該收塵板的橫截面，工作時收塵板帶正電，其左側的電場面，工作時收塵板帶正電，其左側的電場線分布如圖所示；粉塵帶負電，在電場力線分布如圖所示；粉塵帶負電，在電場力作用下向收塵板運動，最后落在收塵板作用下向收塵板運動，最后落在收塵板上若用粗黑曲線表示原來靜止于上若用粗黑曲線表示原來靜止于P點的點的帶電粉塵顆粒的運動軌跡，下列四幅圖中帶電粉塵顆粒的運動軌跡，下列四幅圖中可能正確
17、的是可能正確的是(忽略重力和空氣阻力忽略重力和空氣阻力)()錯解：錯解：錯選錯選B B、C.C.由于帶電粒子所受的電場力在電場由于帶電粒子所受的電場力在電場線的切線方向上，因電場線為曲線，故力的方向不可能與線的切線方向上，因電場線為曲線，故力的方向不可能與電場線相同，也不可能在電場線下方運動電場線相同，也不可能在電場線下方運動答案：答案：A A3.如圖所示，如圖所示，AB、CD為圓的兩條為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為互相垂直的直徑，圓心為O，將等量的，將等量的正、負點電荷放在圓周上，它們的位置正、負點電荷放在圓周上，它們的位置關于關于AB對稱要使圓心對稱要使圓心O處的電場強度處的電場強度為零，可在圓周上再放置一個電荷量為為零，可在圓周上再放置一個電荷量為q的正點電荷，則該正點電荷應放在的正點電荷，則該正點電荷應放在()AA點點BB點點 CC點點 DD點點錯解：錯解：錯選錯選C.C.不能單獨分析每個場源電荷產生的場強，再不能單獨分析每個場源電荷產生的場強，再按平行四邊形定則分析第三個場源電荷產生的場強按平行四邊形定則分析第三個場源電荷產生的場強答案：答案：D D
高考物理總復習 第八章 第1課 電場的力的性質課件
