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1、1第八章第八章 電電 場場2電荷守恒與庫侖定律考點考點2525帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化專題專題8 8電場強(qiáng)度 電場線考點考點2626電勢能 電勢 電勢差考點考點2727電容器考點考點2828帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動考點考點29293u 考點考點25 25 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律l 高考考法突破 考法考法1 1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法考法2 2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計算問題與庫侖力有關(guān)的受力分析與計算問題4u 考點考點25 25 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律【關(guān)鍵點撥】任何一個帶電體都可被看成是由許多點
2、電荷組成的，任意兩點電荷之間的作用力都遵循庫侖定律，可用矢量求和法求合力. 5 考法考法1 1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用電荷守恒定律和庫侖定律的基本應(yīng)用2.庫侖定律專項考查（1）同種電荷則互相排斥，電荷間的距離大于r， 異種電荷則相互吸引，電荷間的距離小于r， （2）用電荷量的絕對值進(jìn)行計算，然后根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷庫侖力方向.1.兩個帶電體相互接觸，判斷或計算接觸前后二者間庫侖力的變化兩個帶電導(dǎo)體相互接觸，首先正、負(fù)電荷相互中和，剩余電荷將重新在兩導(dǎo)體間分配.由 知，其作用力的變化取決于二者電荷量之積的大小.6 考法考法2 2與庫侖力有關(guān)的受力分析與計算問題與庫
3、侖力有關(guān)的受力分析與計算問題 1庫侖力與重力、彈力、摩擦力的綜合作用問題研究對象是一個或兩個帶電體，除了受到重力、彈力、摩擦力之外，還受到庫侖力.解決問題的基本方法（力的分析）：明確研究對象，分析受力；依據(jù)已知物體的平衡條件或運(yùn)動特點，將所受的各力進(jìn)行合成或分解；列方程求解.注意：(1) 庫侖力的大小與距離有關(guān).(2) 庫侖力的方向在相互作用物體間連線上. 2三個點電荷相互作用時的平衡問題三點共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大78u 考點考點26 26 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線l 高考考法突破 考法考法3 3電場強(qiáng)度的疊加計算電場強(qiáng)度的疊加計算l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法考法4 4電場線的疏密
4、和場強(qiáng)關(guān)系的考查電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查 考法考法5 5帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡與受力分析帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡與受力分析9u 考點考點26 26 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 電場線電場線1電場與電場強(qiáng)度（1）電場是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)， 它對放入其中的電荷有力的作用.（2）電場強(qiáng)度描述電場具有力的性質(zhì)，其大小、方向由電場本身決定. 定義式:EF/q，q為檢驗電荷所帶的電荷量.點電荷Q在真空中產(chǎn)生的場強(qiáng)為 EkQ/r2（3）場強(qiáng)疊加遵循平行四邊形定則2. 電場線 電場線描述電場中各點場強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，各點的切線方向表示該點的場強(qiáng)方向，電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱.(1)始于正電荷或無窮遠(yuǎn)，
5、止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn),不封閉，不在無電荷處中斷.(2)電場線上每點的切線方向是該點電場強(qiáng)度方向.任意兩條電場線不會在無電荷處相交(相切).電場線不是帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡.(3) 掌握幾種電場的電場線分布 等量異種點電荷 等量同種點電荷 點電荷與導(dǎo)體形成的電場（4）計算電場強(qiáng)度的三個公式的比較10電場強(qiáng)度可用平行四邊形定則進(jìn)行矢量計算.EkQ/r2反映某點場強(qiáng)與場源電荷的特性及該點到場源電荷的距離關(guān)系.主要有以下三種考查方式：1已知一些場源(通常會是點電荷)以及若干點場強(qiáng)的大小或方向，求未知場源特性或者另一點的場強(qiáng)大小(1)EkQ/r2表示各場源在已知點產(chǎn)生場強(qiáng)的大??；(2)依據(jù)已知點合場強(qiáng)
6、的大小或方向，列關(guān)系式求出未知場源的場強(qiáng)；(3)求出未知場源特性及其他點場強(qiáng)大小.兩個關(guān)鍵點：(1)分析疊加在已知點上各個場強(qiáng)的大小、方向；(2)注意應(yīng)用對稱性求解. 2利用導(dǎo)體靜電平衡的場強(qiáng)特性求電場強(qiáng)度導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零.本質(zhì)是感應(yīng)電荷的電場強(qiáng)度與外加電場的電場強(qiáng)度疊加后為零. 考法考法3 3電場強(qiáng)度的疊加計算電場強(qiáng)度的疊加計算11 3應(yīng)用微元法和對稱性求電場強(qiáng)度 4. 應(yīng)用補(bǔ)償法求電場強(qiáng)度12(1) 正點電荷電場中的一根電場線，EAEB .(2) 負(fù)點電荷電場中的一根電場線，EAEB .(3) 勻強(qiáng)電場中的一根電場線，EAEB .(4) 兩個等量異種點電荷連線上的電場線：兩點電荷之間
7、，場強(qiáng)先減小后增大，在兩個點電荷連線中點時，場強(qiáng)最小.任一個點電荷外側(cè)的電場線，越靠近點電荷場強(qiáng)越大.(5) 兩個等量同種點電荷連線上的電場線，越靠近點電荷場強(qiáng)越大，越遠(yuǎn)離點電荷場強(qiáng)越小. 考法考法4 4電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查電場線的疏密和場強(qiáng)關(guān)系的考查 2只給出一條直電場線: 1場強(qiáng)大的地方電場線密，場強(qiáng)小的地方電場線疏.1314 考法考法5 5帶電粒子在電場中運(yùn)動帶電粒子在電場中運(yùn)動的的軌跡與受力分析軌跡與受力分析 1帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動基本原理是物體做曲線運(yùn)動的條件，即物體受到的外力與速度不在同一條直線上. 在粒子運(yùn)動軌跡上一點作切線，代表速度的方向; 依據(jù)運(yùn)動的彎曲方向，判
8、定帶電粒子的受力方向應(yīng)當(dāng)指向曲線凹側(cè); 根據(jù)帶電粒子的電性，判定場強(qiáng)的方向; 已知電場方向，可以判定帶電粒子運(yùn)動的大概軌跡. 2帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動電場強(qiáng)度的方向與粒子運(yùn)動的方向在一條直線上.運(yùn)動方向與受力方向相同則加速，相反則減速.考慮粒子重力時，這個電場一般是勻強(qiáng)電場，可能存在以下情況：(1) 電場力與重力大小相等、方向相反，粒子做勻速直線運(yùn)動；(2) 電場力與重力的合力不為零，但合力方向與速度方向在同一直線上，粒子做勻變速直線運(yùn)動.15u 考點考點27 27 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差l 高考考法突破 考法考法6 6電場力做功、電勢、電勢能的關(guān)系與計算電場力做功、電勢、電
9、勢能的關(guān)系與計算l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法考法7 7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況 考法考法8 8已知等勢面分布分析電場情況已知等勢面分布分析電場情況 考法考法9 9勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用 考法考法1010根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對電荷的根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對電荷的作用作用16u 考點考點27 27 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差 1電場力做功特點與電勢能變化的關(guān)系(1) 電場力做功與路徑無關(guān)，只與電荷的始、末位置有關(guān).(2) 電場力
10、對電荷做正功，電荷的電勢能減少； 電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加. 3等勢面電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫作等勢面(1) 等勢面上各點電勢相等，等勢面上移動電荷電場力不做功.(2) 等勢面一定跟電場線垂直，電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.(3) 等差等勢面越密，場強(qiáng)越大.17 考法考法6 6電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計算電場力做功、電勢、電勢能關(guān)系與計算 1電場力做功(1) 利用WFxcos 計算電場力做功電荷在勻強(qiáng)電場中移動，利用WFxcos 計算電場力做功，其中FEq，xcos d，WEqd.(2) 利用WEp或WqU計算電場力做功 已知電荷的電勢能，用WEp計算
11、電場力做功.已知電勢或電勢差時，用WqU計算電場力做功，功的正負(fù)則根據(jù)電場力的方向和位移的方向來判斷. 2電勢能的變化 (1)電場力對電荷做正功，電勢能減少；反之增加. WABEp (2) 只有電場力做功，電荷的電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，總和保持不變. (3)根據(jù)Ep=q判斷，正電荷電勢能隨電勢降低而降低，負(fù)電荷電勢能隨電勢降低而升高.1819 考法考法7 7已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況已知電荷或電場線分布分析電勢、電場力做功等情況【關(guān)鍵點撥】電勢為零，場強(qiáng)不一定為零；電勢高處，場強(qiáng)不一定大；電勢相等處，場強(qiáng)不一定相等. 1掌握特殊電場的等勢面(1)正電荷與負(fù)電荷的等勢面是同心圓
12、 正電荷周圍越遠(yuǎn)離電荷，電勢越低 負(fù)電荷周圍越靠近電荷，電勢越低(2)等量異種電荷周圍的等勢面是兩簇對稱的曲面 二者連線由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸降低 二者連線中垂線上，各點電勢相等(3) 等量同種正電荷周圍的等勢面是兩簇對稱的曲面 二者的連線上，中點電勢最低 二者連線中垂線上，中點電勢最高 中點到無窮遠(yuǎn)處電勢逐漸降低至零20 2 已知電荷或電場線分析電勢高低 (1) 分析電勢高低的基本原則 (2)分析電勢高低的思路 設(shè)想一個正電荷，將其放入電場中 正電荷按要求移動，分析電場力做功情況 電場力做正功，電勢降低； 電場力做負(fù)功，電勢升高.2122 考法考法8 8已知等勢面分布分析電場情況已知等勢面
13、分布分析電場情況已知等勢面、場源電荷電性或電場力做功等情況，判斷電勢變化的方向.1.分析電場情況的基本原則(1)電荷從等勢面上一點移到另一點，電場力做功為零. 從一個等勢面的一點到另一個等勢面的任一點，電場力做功相等.(2)電場線垂直于每個等勢面，電場線方向沿著電勢降低最快的方向.(3)判斷電勢變化的依據(jù)：a正電荷從電勢高處向電勢低處移動，電場力做正功，電勢能減少；b正電荷在電勢能大處，電勢高；負(fù)電荷在電勢能大處，電勢低.2.已知等勢面分析電場情況的思路(1)明確等勢面的形狀特點，勾勒出電場線的大概方向.(2)已知場源電荷電性或電場力做功情況，確定電勢高低、電場線方向.2324 考法考法9 9
14、勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用 勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系需要明確兩點：(1) 電勢在沿電場方向上降落得最快.(2) 電勢與電場強(qiáng)度的數(shù)量關(guān)系UEd或UElcos .25場強(qiáng)、電勢、電勢能透過其中一個物理量能夠捕捉到另一個物理量的信息. 考法考法1010根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對粒子的作用根據(jù)電場中場強(qiáng)、電勢等物理量的函數(shù)圖像分析電場對粒子的作用圖丙，觀察圖像可直接獲得場強(qiáng)E隨x的變化大小和方向。挖掘出場強(qiáng)的變化規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵.2627u 考點考點28 28 電容器電容器l 高考考法突破 考法考法1111靜電計測試平行板
15、電容器的變化靜電計測試平行板電容器的變化l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法考法1212平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的綜合應(yīng)用平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的綜合應(yīng)用28u 考點考點28 28 電容器電容器 考法考法1111靜電計測試平行板電容器的變化靜電計測試平行板電容器的變化 1了解靜電計：靜電計本身可看成一個極小的電容器. 2決定平行板電容器電容的因素與靜電計指針的變化.電路連接，確定與兩極板連接的電路是閉合還是斷開，若閉合，加在兩極板間電壓不變，靜電計的指針不會變化.若斷開，兩板所帶的電荷量不變，隨著兩極板的結(jié)構(gòu)改變，靜電計指針變化：Q一定，兩板距離變大或正對面積變小，C變小，U增大，靜電計指針張
16、開角度增大；兩板距離變小或正對面積變大，C變大，U變小，靜電計指針張開角度減小.2930 考法考法1212平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的平行板電容器與電場、電路及力學(xué)的綜合綜合應(yīng)用應(yīng)用 1通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強(qiáng)變化影響電容的因素發(fā)生變化，可能會使電壓、場強(qiáng)或者電荷量發(fā)生變化.(1) 開關(guān)S閉合保持和電源連接，電容器兩端的電壓恒定，這種情況下帶電荷量QCUC，而 ，兩板間電壓不變，d增大，C減小，Q減小，產(chǎn)生從B至A的瞬間電流.兩板間電壓不變，兩板間的電場強(qiáng)度與兩板間距d成反比.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電路電阻，改變電壓，控制平行板間電場注意分析電路.(2) 如圖所示，電容器充電后斷開
17、開關(guān)S，保持電容器帶電荷量Q恒定，這種情況下 ， ，則 ， .注意：在Q不變的情形下，無論d變大還是變小，兩板間勻強(qiáng)電場E不變，E與兩板正對面積成反比31 2通過電容器的變化分析平衡問題帶電粒子在電容器中可在重力、電場力等作用下平衡或加速運(yùn)動.關(guān)鍵是判斷電容器兩板間場強(qiáng)的變化:Q不變，E不隨d變化，E與S成反比;U不變，E與d成反比. 3通過電容器的變化分析電勢和電勢能電容變化，可能會引起某點電勢的變化和電荷在該點電勢能的變化.判斷電容器某點電勢的變化時，一般是通過該點與某一極板的電勢差的變化來判斷.正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢高處電勢能小.3233u 考點考點29 29 帶電粒子在
18、勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動l 高考考法突破 考法考法1313帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析 考法考法1414帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算 考法考法1515帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)l 應(yīng)試基礎(chǔ)必備34u 考點考點29 29 帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動帶電粒子在勻強(qiáng)場中的運(yùn)動35 考法考法1313帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的分析 帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(1) 不忽略重力時，帶電粒子在電場中可能做直線運(yùn)動.(2) 帶電粒子在重力場與電場共同作用下的加速運(yùn)
19、動.(3) 帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動電場呈周期性變化，運(yùn)動也呈現(xiàn)周期性.帶電粒子從電場一個變化周期剛開始時靜止釋放，那么粒子做先加速后減速的直線運(yùn)動，不會往返運(yùn)動.帶電粒子從電場變化周期中間某時刻靜止釋放，以電場變化的下一個時刻為界點，粒子會做先加速后減速的直線運(yùn)動，之后做先加速后減速的反方向運(yùn)動.36 考法考法1414帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算帶電粒子在電場中做曲線運(yùn)動的分析與計算 1帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)位移 ，偏轉(zhuǎn)角(1)偏轉(zhuǎn)電場的特性:U和d 偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角的正切與U成正比、與d成反比，即與E成正比.(2) 板的特性：板長l與粒子入射初速度v0 決定
20、運(yùn)動時間tl/v0，影響偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角.(3) 粒子自身特性：q、m和動能 比荷相同的粒子以同樣初速度射入同一偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)情況相同. 2. 帶電粒子垂直于電場方向入射發(fā)生偏轉(zhuǎn)時的能量分析動能增加主要是EkqUqEd，考慮偏轉(zhuǎn)電場特性，電荷自身特性、初動能、電勢能帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電勢能均減少.37 3帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的相關(guān)計算常見的考查方式：(1)偏轉(zhuǎn)限定條件：偏轉(zhuǎn)軌跡或偏轉(zhuǎn)的位移；(2)帶電粒子不垂直電場的方向進(jìn)入電場.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵：明確粒子偏轉(zhuǎn)的原理：垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動沿電場力方向做勻加速直線運(yùn)動(斜射入時初速度不為零)聯(lián)立垂直電場方向上 沿電場力方向上3839 考法考
21、法1515帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時，速度通常會來自于一個加速電場，因此自然會出現(xiàn)帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)的綜合問題分析如下：如圖所示為電子束加速偏轉(zhuǎn)裝置，電極K產(chǎn)生的熱電子(初速度為零)經(jīng)電場加速后，進(jìn)入兩平行金屬板間，如果兩板間加一偏轉(zhuǎn)電壓，則電子束將偏轉(zhuǎn)4041u 專題專題8 8 帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化l 高考考法突破 考法考法1616用功能原理解帶電體的運(yùn)動問題用功能原理解帶電體的運(yùn)動問題42u 專題專題8 8 帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化帶電體在電場中的運(yùn)動與能量變化 考法考法1616用功能原理解帶電體的運(yùn)動問題用功能原理解帶電體的運(yùn)動問題靜電場中應(yīng)用功和能的觀點解題時應(yīng)注意： 2計算電場力做功(1)利用WqEl計算電場力做功； 只在勻強(qiáng)電場中使用.(2) 利用WABqUAB計算電場力做功. 3功是能量轉(zhuǎn)化的量度電荷在電場中運(yùn)動，電場力做正功，電勢能減少，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電場力做負(fù)功，電勢能增加，機(jī)械能減少43【關(guān)鍵點撥】“等效法”尤其適用于勻強(qiáng)電場中帶電體在豎直圓周軌道內(nèi)運(yùn)動的問題.44
高考物理專題復(fù)習(xí) 第八章 電場課件
