人教版高中物理必修第三册第九章静电场及其应用单元综合复习课件.pptx

1、新教材 新高考新人教版新人教版 必修三必修三第九章第九章 静电场及其应用静电场及其应用单元整合综合复习 新教材 新高考-2-一、电荷电荷守恒定律1.两种电荷毛皮摩擦过的橡胶棒带 负电,丝绸摩擦过的玻璃棒带 正电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。2.元电荷最小的电荷量,其值为e=1.6010-19 C。3.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 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。(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。(3)带电实质:物体带电的实质是 得失电子。新教材 新高考分析电场叠加问题的一般步骤

2、:一、电荷电荷守恒定律(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。第九章 静电场及其应用(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。电场强度的一般计算方法“电场线+运动轨迹”组合模型(3)带电实质:物体带电的实质是 得失电子。两种等量点电荷的

3、电场强度及电场线的比较a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大三、电场电场强度及电场线(3)带电实质:物体带电的实质是 得失电子。(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和。D点的电场强度大小不可能为0迁移2电场线中带电粒子的运动分析迁移2电场线中带电粒子的运动分析定义:电荷之间的相互作用是通过电场发生的。三、电场电场强度及电场线若要求多个点电荷产生电场的电场强度,则可先分别求出各个点电荷产生的电场强度,然后利用矢量叠加法求出合场强。-3-二、点电荷及库仑定律1.点电荷点电荷是一

4、种理想化的物理模型,当带电体本身的 形状和 大小对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。2.库仑定律新教材 新高考-4-三、电场电场强度及电场线1.电场基本性质:对放入其中的电荷产生 力的作用。2.电场强度(1)定义式:E=,适用于 任何电场,是矢量。单位:N/C或 V/m。(2)点电荷的电场强度:E=k ,适用于计算 真空中的点电荷产生的电场。(3)方向:规定 正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。(4)电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 矢量和。新教材 新高考-5-3.电场线(1)定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的 强

5、弱及 方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的 切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的 疏密表示电场的强弱。(2)电场线特点:新教材 新高考(3)几种典型电场的电场线新教材 新高考四、电场力1.定义:电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。2.方向:正电荷沿电场线的切线方向,负电荷沿电场线的切线方向的反方向。3.计算:电场力的计算公式是F=qE,其中q为放入电场中的电荷的带电量,E为场强。新教材 新高考命题点一库仑定律的理解和应用1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.2.对于两

6、个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离.3.对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示.4.不能根据公式错误地认为r0时，库仑力F，因为当r0时，两个带电体已不能看做点电荷了.新教材 新高考例例1.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.如图6所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为新教材 新高考新教材 新高考变式变式1科学研

7、究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷.如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将A.向地球表面下落B.远离地球向太空运动C.仍处于悬浮状态D.无法判断新教材 新高考命题点二库仑力作用下的平衡问题涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：基础考点自主悟透基础考点自主悟透注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向.新教材 新高考新教材 新高考D新教材 新高考D新教材 新高考A新教材 新高考BD新教

8、材 新高考命题点三电场强度的理解和计算1.电场强度的一般计算方法电场强度是静电学中极其重要的概念,也是高考中常考的一个基本概念。关于电场强度的计算,主要方法有:(1)定义式法定义式法就是首先根据力学规律物体平衡条件或牛顿运动定律或动能定理或动量定理先求出带电物体在电场中所受到的电场力F,然后再由电场强度的定义式求出电场强度E。新教材 新高考(2)点电荷场强公式法中学阶段绝大多数情况下只讲点电荷在真空中的电场分布情况,故可直接用点电荷的场强公式求,其方向由场源电荷的正负确定,如+Q时,E的方向沿半径r向外;若为-Q时,E的方向沿半径r的反方向(向内)。若要求多个点电荷产生电场的电场强度,则可先分

9、别求出各个点电荷产生的电场强度,然后利用矢量叠加法求出合场强。2.分析电场叠加问题的一般步骤:(1)确定分析计算的空间位置;(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和。新教材 新高考现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V 则A点处检验电荷q受到的电场力的大小为“电场线+运动轨迹”组合模型(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。分析电场叠加问题的一般步骤:带电粒子所带电荷的符号(3)沿电场线方向电势逐渐降低.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量

10、为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.分析电场叠加问题的一般步骤:三、电场电场强度及电场线(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。带电粒子所带电荷的符号模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运动与力”的关系。(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;某点的场强为确定值，大小及方向与q无关直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点.(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。只要有电荷存在,电荷的周围就存在

11、着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下：公式适用条件说明定义式 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 真空中点电荷的电场E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定3.计算公式计算公式新教材 新高考例例3.如图

12、所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直.则A.A点的电场强度大小为B.B点的电场强度大小为EC.D点的电场强度大小不可能为0D.A、C两点的电场强度相同新教材 新高考A、C两点的电场强度大小相等，但方向不同，D错误.新教材 新高考三、电场电场强度及电场线分析电场叠加问题的一般步骤:第九章 静电场及其应用“电场线+运动轨迹”组合模型三、电场电场强度及电场线(3)方向:规定 正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。(1)定义:为了形象地描述电场中各

13、点电场强度的 强弱及 方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的 切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的 疏密表示电场的强弱。直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的交点.不能根据公式错误地认为r0时，库仑力F，因为当r 0时，两个带电体已不能看做点电荷了.分析电场叠加问题的一般步骤:已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为若粒子在运动中只受电场力作用.某点的场强为确定值，大小及方向与q无关若将该正点电荷移到G点，则H点处场

14、强的大小和方向分别为带电粒子所带电荷的符号(2015山东理综18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图10所示.(2015山东理综18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图10所示.D点的电场强度大小不可能为0(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。毛皮摩擦过的橡胶棒带 负电,丝绸摩擦过的玻璃棒带 正电。变式变式4.(2015山东理综18)直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图10所示.M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.

15、静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为新教材 新高考新教材 新高考1.电场线的应用电场线的应用(1)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大.(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.(3)沿电场线方向电势逐渐降低.(4)电场线和等势面在相交处互相垂直.命题点四 电场线的理解及应用新教材 新高考-26-2.两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较两种等量点电荷的电场强度及电场线的比较新教材 新高考3.“电场线电场线+运动轨迹运动轨迹”组合模型组合模型模型特点:当带电粒子在电场中的运动轨迹是一条与电场线不重合的曲线时,这种现象简称为“拐弯现象”,其实质为“运

16、动与力”的关系。运用牛顿运动定律的知识分析:(1)“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在某一位置的切线)与“力线”(在同一位置电场线的切线方向且指向轨迹的凹侧),从二者的夹角情况来分析带电粒子做曲线运动的情况。(2)“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向、电荷运动的方向,是题目中相互制约的三个方面。若已知其中一个,可分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”进行分析。新教材 新高考C 迁移迁移1等量异等量异(同同)种电荷电场线的分布种电荷电场线的分布.例例4.如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷Q和Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线，O是两点电荷连线与直线MN的

17、交点.a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是（）A.a点的场强大于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小B.a点的场强小于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大C.a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小D.a点的场强等于b点的场强，将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大新教材 新高考例例5.(多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若粒子在运动中

18、只受电场力作用.根据此图能作出的正确判断是A.带电粒子所带电荷的符号B.粒子在a、b两点的受力方向C.粒子在a、b两点何处速度大D.a、b两点电场的强弱 迁移迁移2电场线中带电粒子的运动分析电场线中带电粒子的运动分析新教材 新高考 迁移迁移3根据粒子运动情况判断电场线分布根据粒子运动情况判断电场线分布例例6.一负电荷从电场中一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到场线运动到B点，它运动的点，它运动的vt图象如图所示，则图象如图所示，则A、B两点所两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的在区域的电场线分布情况可能是下图中的()D新教材 新高考