高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件 第9單元-電場（大綱版）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第九單元電場 第九單元 知識(shí)框架 靜電場的產(chǎn)生與本質(zhì) 第九單元 知識(shí)框架 靜電場的產(chǎn)生與本質(zhì) 第九單元 知識(shí)框架 電廠的力的性質(zhì) 第九單元 知識(shí)框架 第九單元 知識(shí)框架 電廠的能的性質(zhì) 第九單元 知識(shí)框架 第九單元 知識(shí)框架 電荷在電廠中的運(yùn)動(dòng) 第九單元 知識(shí)框架 第九單元 考綱展示 第九單元 考綱展示 第九單元 高考要求 電場是電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí) 具有對力學(xué)和電學(xué)承前啟后的作用 這一單元要求把力學(xué)的 三大觀點(diǎn) 系統(tǒng)地復(fù)習(xí)一遍 同時(shí)又要掌握電場的概念和規(guī)律 本單元為歷年高考的重點(diǎn)之一 特別是在力電綜合試題中巧妙地把電場概念與牛頓運(yùn)動(dòng)定律 功能關(guān)系 動(dòng)量等力學(xué)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來 從求解過程中可以考查對力學(xué) 電學(xué)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握的熟練程度 所以復(fù)習(xí)本單元時(shí)要牢牢抓住 力 和 能 兩條主線 實(shí)現(xiàn)力 電知識(shí)的系統(tǒng)化 掌握它們的有機(jī)聯(lián)系 做到融會(huì)貫通 這也正是高考命題對本單元的能力要求 第九單元 復(fù)習(xí)策略 1 本單元主要內(nèi)容可以概括為 兩條主線 三個(gè)關(guān)系 四種現(xiàn)象 五種常見電場 六個(gè)常用規(guī)律 七個(gè)主要概念 1 兩條主線 電場的力的性質(zhì) 電場的能的性質(zhì) 2 三個(gè)關(guān)系 電場力做功與電勢能變化的關(guān)系 勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系 電場線與等勢面的關(guān)系 3 四個(gè)現(xiàn)象 靜電感應(yīng)現(xiàn)象 電容器充放電現(xiàn)象 帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn) 第九單元 復(fù)習(xí)策略 4 五種電場 孤立點(diǎn)電荷的電場 等量異種點(diǎn)電荷的電場 等量同種點(diǎn)電荷的電場 勻強(qiáng)電場 點(diǎn)電荷與帶異種電荷金屬板間的電場 5 六個(gè)常用規(guī)律 庫侖定律 電荷守恒定律 牛頓第二定律 動(dòng)能定理 動(dòng)量定理 能量守恒定律 6 七個(gè)概念 元電荷 點(diǎn)電荷 電場強(qiáng)度 電勢 電勢差 電勢能 電容 2 復(fù)習(xí)本單元應(yīng)著重點(diǎn)突破以下幾個(gè)方面 1 重視對基本概念的理解本單元主要概念有七個(gè) 其中的重點(diǎn)概念有 電場強(qiáng)度 電勢差 電容 第九單元 復(fù)習(xí)策略 除了理順電場中三個(gè)關(guān)系外 在復(fù)習(xí)時(shí)要加強(qiáng)對知識(shí)的總結(jié)與提煉 如計(jì)算電場強(qiáng)度有三個(gè)途徑 計(jì)算電場力做功有三個(gè)途徑 判斷電勢的高低有四個(gè)途徑 求解電勢能的變化有三個(gè)途徑等 3 重視解題規(guī)律的總結(jié)與指導(dǎo)在力電綜合中 研究電場的力的性質(zhì)時(shí) 要利用牛頓第二定律 力的平衡條件分析 研究電場能的性質(zhì)時(shí) 要利用動(dòng)能定理 能量守恒定律進(jìn)行分析 同時(shí) 利用電場線或等勢線定性分析電場中的問題往往比較簡便 這就要求復(fù)習(xí)時(shí)重視對五種常見電場的電場線與等勢線的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和記憶 第九單元 復(fù)習(xí)策略 4 加強(qiáng)電場與其他物理知識(shí)的聯(lián)系 重視知識(shí)的應(yīng)用以實(shí)際應(yīng)用為背景 以帶電粒子在電場 或復(fù)合場 中運(yùn)動(dòng)為依托 以考查知識(shí) 區(qū)分能力為目的的出題思路在高考中已多次體現(xiàn) 這些考題情景新 信息多 綜合性強(qiáng) 過程復(fù)雜 要運(yùn)用多個(gè)力學(xué)規(guī)律或力學(xué)知識(shí)綜合分析求解 5 重視對科學(xué)研究方法的領(lǐng)會(huì)本單元的科學(xué)研究方法主要有 理想化模型法 例如點(diǎn)電荷的概念 比值定義法 如電場強(qiáng)度 電勢差的概念 類比法 如電場與重力場類比 電容器與水容器類比等 第九單元 使用建議 1 本單元基本概念繁多 抽象難懂 關(guān)系復(fù)雜 容易混淆 要從力和能兩條主線來理解電場基本概念 理清知識(shí)線索 庫侖定律 電場的力的性質(zhì) 電場的能的性質(zhì) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)是教學(xué)重點(diǎn) 由于庫侖定律的內(nèi)容相對較少 所以把它與電場的力的性質(zhì)合為一講 在應(yīng)用時(shí)要注意電荷的平衡問題 在電場的能的性質(zhì)這一講中 注意電場力做功 電勢能 電勢 電勢差幾者的關(guān)系 同時(shí)注意功能關(guān)系綜合應(yīng)用 最后一講中先對帶電粒子的運(yùn)動(dòng)加以分類 靜止 直線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng) 然后結(jié)合力學(xué)性質(zhì) 功能關(guān)系進(jìn)行分析 2 本單元建議安排9課時(shí) 第33 34講各2課時(shí) 第35講3課時(shí) 第36講 單元訓(xùn)練各1課時(shí) 第33講 電場的力的性質(zhì) 第33講電場的力的性質(zhì) 第33講 編讀互動(dòng) 1 本講復(fù)習(xí)要求學(xué)生知道元電荷 點(diǎn)電荷 電荷守恒定律 三種起電方式 掌握庫侖定律 并能結(jié)合力學(xué)規(guī)律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 掌握電場強(qiáng)度的概念 明確E 與E 的確切含義和適用范圍 能利用它們進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 理解電場的疊加原理 并能進(jìn)行電場的簡單疊加 理解電場線的意義 熟悉常見電場線的分布及特點(diǎn) 知道靜電感應(yīng) 理解靜電平衡的特點(diǎn) 解題時(shí) 除了透徹理解有關(guān)概念外 要求掌握三種電場強(qiáng)度的計(jì)算方法 會(huì)從三個(gè)途徑判斷電場強(qiáng)度的方向 能用力的觀點(diǎn)分析電場中的問題 會(huì)從兩個(gè)途徑計(jì)算電場力 會(huì)確定電 第33講 編讀互動(dòng) 的方向 正順負(fù)逆 能結(jié)合力學(xué)規(guī)律 力的三大觀點(diǎn) 分析帶電粒子的加速與偏轉(zhuǎn)問題 能用合成的方法處理重力場與勻強(qiáng)電場組成的復(fù)合場中單擺運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)問題 2 本講例題分類安排思路 1 庫侖定律與力學(xué)問題 2 電場強(qiáng)度與電場力 3 電場線與電場力 3 本講課時(shí)安排第一課時(shí) 庫侖力及簡單的平衡 電場強(qiáng)度的基本概念與場強(qiáng)疊加 電場線的特點(diǎn) 第二課時(shí) 電場線與電場力 靜電場中的導(dǎo)體 靜電屏蔽 第33講 考點(diǎn)整合 一 電場強(qiáng)度1 定義式 E 2 方向 規(guī)定與 電荷在該點(diǎn)受的電場力方向相同 3 特點(diǎn) 具有不變性 同一點(diǎn)的電場強(qiáng)度由電場本身的性質(zhì)決定 與q F無關(guān) 4 特例 1 真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)計(jì)算式 E 2 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)計(jì)算式 E 5 形象描述 電場線 要求熟記幾種常見電場的電場線 6 規(guī)律 1 電場線的密疏對應(yīng)電場的 電場線的切線方向?qū)?yīng)電場的 2 電場線出發(fā)于 電荷 終止于 電荷 正 強(qiáng)弱 方向 正 負(fù) 第33講 考點(diǎn)整合 qE 順 逆 第33講 考點(diǎn)整合 零 等勢 等勢 垂直 外表面 探究點(diǎn)一庫侖定律與力學(xué)問題 第33講 要點(diǎn)探究 一 應(yīng)用庫侖定律解題要點(diǎn)1 適用條件 真空 點(diǎn)電荷 兩靜止點(diǎn)電荷之間或靜止點(diǎn)電荷與運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷之間 2 真空中兩點(diǎn)電荷間的庫侖力是一對相互作用力 滿足牛頓第三定律 3 對于兩個(gè)不能視為點(diǎn)電荷的帶電導(dǎo)體間庫侖力大小的分析要考慮帶電體上電荷的重新分布 4 當(dāng)r 0時(shí) 帶電體不能看成點(diǎn)電荷 也就不能得出F 的結(jié)論 第33講 考點(diǎn)整合 5 微觀帶電粒子間的庫侖力遠(yuǎn)大于它們之間的萬有引力 所以研究微觀帶電粒子之間的相互作用力時(shí) 可忽略萬有引力 6 應(yīng)用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時(shí) 先將電荷量的絕對值代入計(jì)算 然后根據(jù)電性來判斷方向 二 如何解決涉及庫侖力的力學(xué)問題庫侖力可以和其他力平衡 也可以和其他力一起使帶電體產(chǎn)生加速度 因此這類問題的實(shí)質(zhì)仍是力學(xué)問題 要按照處理力學(xué)問題的基本思路來解題 解決此類問題的基本步驟如下 1 明確研究對象 多為一個(gè)帶電體 也可以是幾個(gè)帶電體組成的系統(tǒng) 第33講 考點(diǎn)整合 2 分析研究對象所受的全部外力 包括電場力 3 分析研究對象所處的狀態(tài) 平衡狀態(tài) 非平衡狀態(tài)等 4 由平衡條件或牛頓第二定律列方程求解 說明 由于帶電體之間的庫侖力是一對相互作用力 滿足牛頓第三定律 因此對于孤立的帶電系統(tǒng)在只有內(nèi)部各部分相互作用的過程中 可考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒或動(dòng)能與電勢能之和守恒來研究 第33講 考點(diǎn)整合 D 第33講 考點(diǎn)整合 點(diǎn)評(píng) 本題考查涉及庫侖定律的平衡問題 與前面力學(xué)平衡問題解題思路相同 但要注意庫侖力的特征 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生對平衡問題的處理能力 同時(shí)加強(qiáng)庫侖力與前面力學(xué)問題的整合 第33講 要點(diǎn)探究 AB 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二電場強(qiáng)度與電場力 一 計(jì)算電場強(qiáng)度的三個(gè)基本公式 第33講 要點(diǎn)探究 二 電場強(qiáng)度的 三性 的理解電場強(qiáng)度的三性為 矢量性 唯一性 疊加性 因?yàn)閳鰪?qiáng)是矢量 且電場中某點(diǎn)處場強(qiáng)E是唯一的 空間中多個(gè)電場存在時(shí) 某點(diǎn)的場強(qiáng)為多個(gè)電場的合場強(qiáng) 場強(qiáng)疊加遵循矢量合成法則 平行四邊形定則 場強(qiáng)疊加是高考熱點(diǎn) 且多側(cè)重于對等量同種電荷電場和等量異種電荷電場的考查 詳見下表 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 三 求解電場強(qiáng)度的幾種特殊方法補(bǔ)償法 極值法 微元法 對稱法 等效替代法等 D 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 D 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生通過 微元法 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力 命題意圖 本題實(shí)質(zhì)體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)化思想的運(yùn)用 即把不能視為點(diǎn)電荷的問題轉(zhuǎn)化為點(diǎn)電荷問題 庫侖定律適用于點(diǎn)電荷 微元法是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化的有效手段 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三電場線與電場力 第33講 要點(diǎn)探究 二 電場線的作用電場線是認(rèn)識(shí)和研究電場問題的有力工具 必須掌握典型電場的電場線分布 電場線的基本作用如下 1 判斷庫侖力的方向 2 判斷場強(qiáng)的大小 定性 和方向 3 判斷電荷在電場中電勢能的大小 4 判斷電勢的高低和電勢降落的快慢 5 間接判斷電場力做功的正負(fù) 6 判斷等勢面的疏密和位置 三 電場線應(yīng)注意的問題 第33講 要點(diǎn)探究 1 一根電場線不能表示場強(qiáng)的大小 2 電場線是不真實(shí)的 3 電場線是不閉合的 4 電場線是不中斷的 5 電場線不相交 也不相切 6 電場線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡四 電場線 電場力與粒子運(yùn)動(dòng)軌跡1 運(yùn)動(dòng)軌跡不一定與電場線重合 軌跡的切線方向?yàn)榱Ｗ咏?jīng)過該點(diǎn)時(shí)的速度方向 第33講 要點(diǎn)探究 2 弄清力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 揭示粒子為什么這樣運(yùn)動(dòng) 帶電粒子所受合力應(yīng)指向軌跡彎曲的凹側(cè) 3 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡和電場線重合必須同時(shí)滿的三個(gè)條件 1 電場線為直線 2 粒子只受電場力作用 3 初速度為零或初速度平行于電場線 第33講 要點(diǎn)探究 例4靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器 某除塵器模型的收塵板是很長的條形金屬板 圖33 6中直線ab為該收塵板的橫截面 工作時(shí)收塵板帶正電 其左側(cè)的電場線分布如圖所示 粉塵帶負(fù)電 在電場力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng) 最后落在收塵板上 若用粗黑曲線表示原來靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 圖33 7中可能正確的是 忽略重力和空氣阻力 A 第33講 要點(diǎn)探究 第33講 要點(diǎn)探究 解析 本題考查帶電微粒在電場力作用下的曲線運(yùn)動(dòng) 中檔題 粉塵在電場力作用下做加速曲線運(yùn)動(dòng) 電場力指向軌跡的凹側(cè) 而且與速度方向成銳角 只有A符合條件 點(diǎn)評(píng) 本題通過靜電除塵器原理考查考生對電場線的理解和應(yīng)用 命題意圖 對涉及電場線的問題一定要準(zhǔn)確理解電場線的概念 全面掌握電場線的基本作用 尤其典型電場的電場線分布 一定要記清楚 第33講 要點(diǎn)探究 A 第33講 要點(diǎn)探究 解析 電場強(qiáng)度的大小用電場線的疏密來判斷 密處場強(qiáng)大 顯然EP EQ 又沿著電場線的方向 電勢越來越低 則知UP UQ A正確 B C D均錯(cuò)誤 命題意圖 本題意在通過不等量異種電荷電場線的分布 電場強(qiáng)弱分析 電勢高低的判斷考查學(xué)生靈活應(yīng)用能力 使學(xué)生認(rèn)識(shí)到不但要能用電場線知識(shí)分析典型電場 還要能分析非典型電場 第33講 備用習(xí)題 1 如圖甲所示 MN為很大的薄金屬板 可理解為無限大 金屬板原來不帶電 在金屬板的右側(cè)距金屬板距離為d的位置上放入一個(gè)帶正電 電荷量為q的點(diǎn)電荷 由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布 P是點(diǎn)電荷右側(cè)與點(diǎn)電荷之間的距離也為d的一個(gè)點(diǎn) 幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小 但發(fā)現(xiàn)問題很難 幾位同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)研究 從圖乙所示的電場得到了一些啟示 經(jīng)過查閱資料他們知道 圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的 圖乙中兩異號(hào)點(diǎn)電荷的電荷量的大小均為q 它們之間的距離為2d 虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線 由此他們分別求出了P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小 一共有以下四個(gè)不同的答案 答案中k為靜電力常量 其中正確的是 A 第33講 備用習(xí)題 第33講 備用習(xí)題 第33講 備用習(xí)題 2 2011 石景山模擬 在光滑的絕緣水平面上 有一個(gè)正三角形abc 頂點(diǎn)a b c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷 電荷量相等 如圖所示 D點(diǎn)為正三角形外接圓的圓心 E G H點(diǎn)分別為ab ac bc的中點(diǎn) F點(diǎn)為E點(diǎn)關(guān)于電荷c的對稱點(diǎn) 則下列說法中不正確的是 A D點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定不為零 電勢可能為零B E F兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度等大反向 電勢相等C E G H三點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢均相同D 若釋放電荷c 電荷c將一直做加速運(yùn)動(dòng) 不計(jì)空氣阻力 ABC 第33講 備用習(xí)題 解析 ABC根據(jù)對稱性 a b c處等量正點(diǎn)電荷在D處產(chǎn)生的場強(qiáng)矢量和為零 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生場強(qiáng)的計(jì)算公式及電場疊加原理易知E點(diǎn)合場強(qiáng)小于F點(diǎn)合場強(qiáng) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 E G H三點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等 方向不同 則選項(xiàng)C錯(cuò)誤 若釋放電荷c 電荷c將沿a b連線中垂線向右做加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)D正確 本題要求選不正確選項(xiàng) 故應(yīng)選ABC 第34講 電場的能的性質(zhì) 第34講電場的能的性質(zhì) 第34講 編讀互動(dòng) 1 本講涉及的基本概念極易混淆 關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解概念并牢記各物理量之間的邏輯關(guān)系 由復(fù)習(xí)電場力做功 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 引入電勢能以及決定電勢能的相關(guān)因素 電量及電勢 再到電勢 電勢差 等勢線 等勢面 等勢體 場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系 使學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)到電勢是電場的本質(zhì)屬性并掌握電勢差 電功與電勢能變化的關(guān)系 2 本講例題分類安排思路 1 電勢能 電勢 電勢差與電場力做功 第34講 編讀互動(dòng) 2 等勢面與電場線 3 涉及電場力做功的綜合問題 3 本講課時(shí)安排第一課時(shí) 幾個(gè)基本概念的關(guān)系 電場線 等勢線 軌跡線 電勢差的計(jì)算 第二課時(shí) 電場力做功及功能關(guān)系的運(yùn)用 第34講 考點(diǎn)整合 一 電場力的功1 計(jì)算式 W 2 正負(fù)功 做正功時(shí) 正電荷順著電場線運(yùn)動(dòng) 負(fù)電荷逆著電場線 做負(fù)功時(shí) 正電荷逆著電場線運(yùn)動(dòng) 負(fù)電荷順著電場線 3 特點(diǎn) 電場力做功與 無關(guān) 與初末位置的 有關(guān) 二 電勢能1 大小 A qU qEd 路徑 電勢差 q A 第34講 考點(diǎn)整合 2 變化量 與電場力做功存在一一對應(yīng)的關(guān)系 1 定性關(guān)系 電場力對電荷做正功 電荷的電勢能 電場力對電荷做負(fù)功 電荷的電勢能 2 定量關(guān)系 WAB q A B 電場力對電荷做的功等于電荷的電勢能增量的負(fù)值 三 電勢1 意義 電勢是反映電場的能的性質(zhì)的物理量 減少 增加 A B 第34講 考點(diǎn)整合 無關(guān) 大 小 第34講 考點(diǎn)整合 四 電勢差1 定義式 UAB 勻強(qiáng)電場的電勢差為 2 特點(diǎn) 具有不變性 固定兩點(diǎn)間的電勢差由電場本身決定 與q W無關(guān) 3 等勢面 在電場中同一等勢面上 同一電荷具有相同的電勢能 電場線與等勢面相互垂直 電場線越密的地方等勢面也越密 在相鄰等勢面的電勢差相等的前提下 在同一等勢面上移動(dòng)電荷 電場力 A B B A UBA U Ed 不做功 探究點(diǎn)一電勢能 電勢 電勢差與電場力做功 第34講 要點(diǎn)探究 1 電勢與電勢能的對比 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 2 電場強(qiáng)度與電勢的對比 第34講 要點(diǎn)探究 3 電場力做功與能量的變化勻強(qiáng)電場中電場力做功W qU qEd 非勻強(qiáng)電場中電場力做功WAB q A B 正電荷順著電場線 負(fù)電荷逆著電場線 電場力做正功 電勢能減小 正電荷逆著電場線 負(fù)電荷順著電場線 電場力做負(fù)功 電勢能增加 可與牛頓第二定律 功和能等相綜合 解題的思路和步驟與力學(xué)問題完全相同 但要注意電場力做功的特點(diǎn) 與路徑無關(guān) 第34講 要點(diǎn)探究 例1關(guān)于靜電場 下列結(jié)論普遍成立的是 A 電場強(qiáng)度大的地方電勢高 電場強(qiáng)度小的地方電勢低B 電場中任意兩點(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的場強(qiáng)有關(guān)C 在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中 場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向D 將正點(diǎn)電荷從場強(qiáng)為 C 第34講 要點(diǎn)探究 解析 在正電荷的電場中 離正電荷近 電場強(qiáng)度大 電勢高 離正電荷遠(yuǎn) 電場強(qiáng)度小 電勢低 而在負(fù)電荷的電場中 離負(fù)電荷近 電場強(qiáng)度大 電勢低 離負(fù)電荷遠(yuǎn) 電場強(qiáng)度小 電勢高 A錯(cuò)誤 電勢差與場強(qiáng)無關(guān) B錯(cuò)誤 場強(qiáng)的方向就是電勢降低最快的方向 C正確 場強(qiáng)為零 電勢不一定為零 電場力做功只與兩點(diǎn)間的電勢差有關(guān) D錯(cuò)誤 第34講 要點(diǎn)探究 變式題 2010 山東卷 某電場的電場線分布如圖34 1所示 以下說法正確的是 A c點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)B a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢C 若將一試探電荷 q由a點(diǎn)釋放 它將沿電場線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)D 若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷 Q 將一試探電荷 q由a移至b的過程中 電勢能減小 BD 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 解析 本題考查電場線的知識(shí) 由題可知 c點(diǎn)電場線比b點(diǎn)電場線稀疏 所以c點(diǎn)場強(qiáng)小于b點(diǎn)場強(qiáng) A選項(xiàng)錯(cuò)誤 沿著電場線方向 電勢降低 所以a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 B選項(xiàng)正確 電場線方向不是電荷運(yùn)動(dòng)方向 C選項(xiàng)錯(cuò)誤 正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn) 電場力做正功 電勢能減小 D選項(xiàng)正確 第34講 要點(diǎn)探究 A 第34講 要點(diǎn)探究 解析 本題考查勻強(qiáng)電場的特點(diǎn) 中檔題 在勻強(qiáng)電場中 兩點(diǎn)間的電勢差等于U O P Ed d表示沿電場線方向的距離 則此時(shí)d Rsin 得U 10sin V A對 第34講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 利用公式W qUAB計(jì)算時(shí) 有兩種運(yùn)算法 1 正負(fù)號(hào)運(yùn)算法 按照符號(hào)規(guī)定把電荷量q 移動(dòng)過程始末兩點(diǎn)電勢差UAB及電場力的功WAB代入公式計(jì)算 2 絕對值運(yùn)算法 公式中q UAB WAB均為絕對值 算出數(shù)值后再根據(jù) 正 或負(fù) 電荷從電勢較高的點(diǎn)移動(dòng)到電勢較低的點(diǎn)時(shí) 電場力做正功 或電場力做負(fù)功 正 或負(fù) 電荷從電勢較低的點(diǎn)移到電勢較高的點(diǎn)時(shí) 電場力做負(fù)功 或電場力做正功 來判斷 命題意圖 例1 例2主要側(cè)重于電勢能 電勢 電勢差與電場力做功的考查 目的是讓學(xué)生澄清各概念本質(zhì) 掌握其相互關(guān)系并能進(jìn)行定性和定量的分析 第34講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二等勢面與電場線 第34講 要點(diǎn)探究 二 等勢面與電場線的關(guān)系1 電場線總是與等勢面垂直 且從高等勢面指向低等勢面 沿電場線方向電勢降低最快 2 電場線越密的地方 等差等勢面越密 3 沿等勢面移動(dòng)電荷 電場力不做功 沿電場線移動(dòng)電荷 電場力一定做功 4 電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具 5 由于測量等勢點(diǎn)較容易 所以往往通過描述等勢線來確定電場線 第34講 要點(diǎn)探究 例3如圖34 3所示 實(shí)線是等量異種點(diǎn)電荷所形成的電場中每隔一定電勢差所描繪的等勢線 現(xiàn)有外力移動(dòng)一個(gè)帶正電的試探電荷 下列過程中該外力所做正功最多的是 A 從A移到BB 從C移到DC 從D移到ED 從E移到F B 第34講 要點(diǎn)探究 解析 電荷從A移到B及從D移到E的過程中電場力做正功 則外力做負(fù)功 選項(xiàng)A C錯(cuò)誤 從C移到D比從E移到F克服電場力做功多 即外力做功最多 選項(xiàng)B正確 D錯(cuò)誤 點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查等量異種點(diǎn)電荷等勢面的分布及與電場力做功的關(guān)系 屬于必須準(zhǔn)確掌握的考點(diǎn) 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生對于典型電場的等差等勢面的分布規(guī)律 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 變式題 2010 成都模擬 如圖34 4所示為一個(gè)點(diǎn)電荷電場中的等勢面的一部分 A B是不同等勢面上的兩點(diǎn) 關(guān)于該電場 下列說法正確的是 A A點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場強(qiáng)B A點(diǎn)的場強(qiáng)可能等于B點(diǎn)的場強(qiáng)C A點(diǎn)的電勢一定高于B點(diǎn)的電勢D A點(diǎn)的電勢一定低于B點(diǎn)的電勢 A 第34講 要點(diǎn)探究 解析 根據(jù)等勢面和電場線的關(guān)系畫出幾條電場線 如圖所示 由圖可知A點(diǎn)所在處電場線較B點(diǎn)處密集 故A點(diǎn)的場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng) A正確 B錯(cuò)誤 由于不知道電場線的方向也不知場源電荷的正負(fù) 無法判斷A B兩點(diǎn)的電勢高低 故C D錯(cuò)誤 第34講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三涉及電場力做功的綜合問題 電場力做功 可與牛頓第二定律 功和能等相綜合 解題的思路和步驟與力學(xué)問題完全相同 1 能的轉(zhuǎn)化與守恒定律 任何物理過程參與變化的能的總量不變 功量度不同形式的能的轉(zhuǎn)化量 2 動(dòng)能定理 合力做的功或物體所受各力做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能增量 3 功能關(guān)系 電場力做的功等于電勢能的減少量 除重力之外的力 包括電場力 做的功等于動(dòng)能和重力勢能之和的增量 除重力 彈簧力之外的力 包括電場力 做的功等于動(dòng)能 重力勢能 彈性勢能之和的增量 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 第34講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 涉及電場力做功的綜合問題與力學(xué)綜合問題分析思路相同 要注意力學(xué)解題規(guī)律在此處的遷移應(yīng)用 命題意圖 本題意在培養(yǎng)學(xué)生對于力電綜合問題的解題能力 整合其解題思路 第35講 電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 第35講電容 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 第35講 編讀互動(dòng) 第35講 編讀互動(dòng) 第35講 考點(diǎn)整合 增大 升高 變大 減少 降低 變小 第35講 考點(diǎn)整合 電壓 帶電量 保持電容器帶電量Q恒定 類平拋 第35講 考點(diǎn)整合 第35講 考點(diǎn)整合 3 相關(guān)問題 1 示波器 它是用來顯示 波形的儀器 電子經(jīng)過加速 偏轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng) 最終打在熒光屏上 它是利用最終的總偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓成 的原理制成的 2 帶電粒子是否考慮重力一般分三種情形 一是研究對象為基本粒子 如電子 質(zhì)子 原子核 正負(fù)離子等 其重力通常忽略不計(jì) 二是研究對象為帶電小球等宏觀微小物體 一般不能忽略其重力 三是研究對象為帶電液滴 需根據(jù)題意分析確定重力是否要考慮 3 處理偏轉(zhuǎn)問題的常用規(guī)律 牛頓第二定律 動(dòng)能定理 動(dòng)量定理 電信號(hào) 正比 探究點(diǎn)一電容與電容器 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 在實(shí)際使用中 當(dāng)電容器始終與電源相連時(shí) 兩極板間的電壓等于電源電壓 當(dāng)它充電后與電源斷開時(shí) 通?？梢哉J(rèn)為其電荷量保持不變 2 帶電粒子在平行板電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)和平衡問題的分析帶電粒子在平行板電容器中的運(yùn)動(dòng)與平衡問題屬力學(xué)問題 處理方法與純力學(xué)問題處理方法一樣 仍然是先作受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 再結(jié)合平衡條件 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 功能觀點(diǎn)進(jìn)行分析和求解 第35講 要點(diǎn)探究 例1 2010 北京卷 用控制變量法 可以研究影響平行板電容器電容的因素 如圖35 2所示 設(shè)兩極板正對面積為S 極板間的距離為d 靜電計(jì)指針偏角為 實(shí)驗(yàn)中 極板所帶電荷量不變 若 A 保持S不變 增大d 則 變大B 保持S不變 增大d 則 變小C 保持d不變 減小S 則 變小D 保持d不變 減小S 則 不變 A 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題以教材中的演示實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 考查考生對電容器動(dòng)態(tài)變化問題的分析能力 其中靜電計(jì)的作用是顯示電容器兩極板間的電壓 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生對電容器的動(dòng)態(tài)分析能力 靜電計(jì)本質(zhì)上也是一個(gè)電容器 理解好這一點(diǎn)有利于理解和掌握該演示實(shí)驗(yàn) 第35講 要點(diǎn)探究 變式題一平行板電容器充電后與電源斷開 負(fù)極板接地 在兩極間有一正電荷 電荷量很小 固定在P點(diǎn) 如圖35 3所示 以U表示兩極板間的電壓 E表示兩極板間的場強(qiáng) 表示該正電荷在P點(diǎn)的電勢能 若保持負(fù)極板不動(dòng) 而將正極板移至圖中虛線所示位置 則 A U變小 不變B E變大 不變C U變小 E不變D U不變 不變 AC 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題是典型的力電綜合題型 帶電粒子在電場中的主要運(yùn)動(dòng)形式有 勻速直線 勻變速直線 勻變速曲線 勻速圓周 變速圓周等 帶電體的運(yùn)動(dòng)形式由受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共同確定 下面就帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn) 提出以下幾方面注意事項(xiàng) 一 關(guān)于帶電粒子受力情況分析1 帶電粒子 如電子 質(zhì)子 粒子及各種離子等 因?yàn)橘|(zhì)量很小 所以重力比電場力小得多 重力可以忽略不計(jì) 有的帶電微粒有特別說明 也可忽略重力 第35講 要點(diǎn)探究 2 帶電微粒 如帶電小球 帶電液滴 煙塵等 質(zhì)量較大 如果沒有特別說明 其重力一般不能忽略 3 另外就是根據(jù)題目給定的研究對象的狀態(tài)確定 4 彈力 桿 繩 彈簧 接觸面等 與力學(xué)中分析方法相同 5 摩擦力 相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦力 相對靜止時(shí)的靜摩擦力 注意分析摩擦力的有無和方向以及確定大小的方法 二 帶電粒子在電場中的加速運(yùn)動(dòng) 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性較強(qiáng)的題目 過程復(fù)雜 解決本題的關(guān)鍵在于分析清楚本題的各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過程 在本題中涉及三個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體 一是小球A繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng) 在D點(diǎn)的速度方向與A的速度方向相反 且發(fā)生碰撞 二是小球P做類平拋運(yùn)動(dòng) 小球P運(yùn)動(dòng)中受到電場力和重力 力在豎直方向上 初速度水平 所以運(yùn)動(dòng)分解到兩個(gè)方向上研究 三是A P碰后小球C的運(yùn)動(dòng) 可能是類平拋運(yùn)動(dòng) 也可能是直線運(yùn)動(dòng) 這由C受到的重力和電場力及施加的恒力決定 確定了物體的運(yùn)動(dòng) 各個(gè)運(yùn)動(dòng)運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律和定律即可求解 命題意圖 本題意在強(qiáng)化學(xué)生對帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)問題的分析能力 尤其是運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想的應(yīng)用和與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng) 一 涉及交變電場的圖象變換在平行板電容器兩板間加上交變電壓 則兩板間就會(huì)存在交變電場 常見交變電壓有方波形交變電壓 正弦式交變電壓 鋸齒形交變電壓 根據(jù)E 可知兩極板間電場強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律與電壓隨時(shí)間的變化圖象相同 同理可知帶電粒子在電場中受電場力隨時(shí)間變化的規(guī)律與電壓隨時(shí)間的變化圖象相同 據(jù)此可進(jìn)行由U t圖象到粒子a t圖象和v t圖象的變換 從而便于研究粒子的運(yùn)動(dòng)情況 二 帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)形式1 直線運(yùn)動(dòng) 第35講 要點(diǎn)探究 1 帶電粒子在交變電場中由靜止釋放后 粒子可能做直線運(yùn)動(dòng) 可能做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 也可能做單向直線運(yùn)動(dòng) 2 帶電粒子以一定速度平行于電場方向射入交變電場中 粒子做直線運(yùn)動(dòng) 2 曲線運(yùn)動(dòng) 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 第35講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題為帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)問題 需要分初速度方向和垂直初速度方向兩個(gè)方向來研究 兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性 另外注意本題對數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用 若帶電粒子在交變電場中沿平行于電場方向做直線運(yùn)動(dòng) 要及時(shí)通過圖象變換畫出帶電粒子的v t圖象幫助分析 如下面變式題 命題意圖 本題意在讓學(xué)生掌握處理帶電粒子在交變電場中運(yùn)動(dòng)問題的基本思路 讓學(xué)生清楚粒子在交變電場中可做直線運(yùn)動(dòng) 也可做曲線運(yùn)動(dòng) 第35講 要點(diǎn)探究 AC 第35講 要點(diǎn)探究 解析 作出不同時(shí)刻的釋放電子的v t圖象 從圖可知選項(xiàng)AC正確 第36講 本單元實(shí)驗(yàn) 第36講本單元實(shí)驗(yàn) 第36講 編讀互動(dòng) 1 本講在掌握等勢面及帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)的理論的同時(shí) 又把理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合 屬于驗(yàn)證研究型實(shí)驗(yàn) 在用描跡法畫出電場中平面上的等勢線的實(shí)驗(yàn)中 注意電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)與電流方向的關(guān)系 即電流從哪邊進(jìn)去就偏向哪邊 使用示波器的實(shí)驗(yàn)中 一定要加強(qiáng)對原理的形象解釋 先只加X方向的各種形式電壓 觀察圖形變化 再加Y方向的各種形式電壓 觀察圖形變化 最后同時(shí)加X Y電壓 理解圖形的變化 第36講 編讀互動(dòng) 2 本講例題分類安排思路 1 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差分析 3 同類實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新 3 本講安排1課時(shí) 第36講 考點(diǎn)整合 實(shí)驗(yàn)一用描跡法畫出電場中平面上的等勢線1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 用描跡法畫出電場中一個(gè)平面上的等勢線 2 深化理解兩個(gè)等量異種電荷形成的電場的等勢面 電場線的分布 2 實(shí)驗(yàn)原理我們可用導(dǎo)電紙上形成的恒定 來模擬靜電場 當(dāng)在電流場中與導(dǎo)電紙接觸的兩探針尖端 為零時(shí) 與探針相連的電流計(jì)中通過的電流為 從而可利用靈敏電流計(jì)和探針找出電場中的 并依據(jù)等勢點(diǎn)進(jìn)行等勢線的描繪 電流場 電勢差 零 等勢點(diǎn) 第36講 考點(diǎn)整合 3 注意事項(xiàng) 1 在木板上鋪紙的先后順序由下到上依次是 并且導(dǎo)電紙涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面朝上 2 在探測與某基準(zhǔn)點(diǎn)電勢相等的其他各點(diǎn)時(shí) 與該基準(zhǔn)點(diǎn)相接觸的探針要固定不動(dòng) 3 減小誤差的方法 應(yīng)盡可能使用精度較高的電流計(jì) 選用涂層均勻的導(dǎo)電紙 電極與導(dǎo)電紙之間要保持良好接觸 4 畫等勢線時(shí) 應(yīng)畫出平滑的曲線 而不能畫成折線 實(shí)驗(yàn)二練習(xí)使用示波器1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?白紙 復(fù)寫紙 導(dǎo)電紙 第36講 考點(diǎn)整合 1 了解示波器面板上各種旋鈕或開關(guān)的名稱及作用 2 學(xué)會(huì)使用示波器 觀察亮斑并對亮斑進(jìn)行聚焦 豎直移動(dòng) 水平移動(dòng) 能觀察掃描 并進(jìn)行調(diào)節(jié) 觀察亮斑在豎直方向的偏移并進(jìn)行調(diào)節(jié) 觀察按正弦規(guī)律變化的電壓圖線 2 示波器的工作原理示波器是一種常用的電子儀器 它的核心部件是示波管 示波管由 和 組成 電子槍發(fā)射電子束 在偏轉(zhuǎn)電極的作用下 電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn) 打在熒光屏上不同的位置 若偏轉(zhuǎn)電極的電壓變化 電子束的偏轉(zhuǎn)距離也隨之變化 打在熒光屏上的位置也相應(yīng)變化 由于視覺暫留和熒光物質(zhì) 電子槍 偏轉(zhuǎn)電極 熒光屏 第36講 考點(diǎn)整合 變化 打在熒光屏上的位置也相應(yīng)變化 由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性 亮斑看起來就成為一條連續(xù)的亮線 間接顯示了所加電壓的變化 3 各種調(diào)節(jié) 1 光屏上亮斑的調(diào)節(jié) 將輝度調(diào)至最 豎直 水平位移旋鈕居中 衰減倍率最大 掃描范圍調(diào)至 打開電源 預(yù)熱1 2min 調(diào)節(jié)輝度 使亮度適中 調(diào)節(jié)聚焦和輔助聚焦 使亮斑最小 調(diào)節(jié)豎直位移 水平位移 使亮斑移動(dòng) 2 觀察掃描并進(jìn)行調(diào)節(jié) 低 第36講 考點(diǎn)整合 外X 第36講 考點(diǎn)整合 探究點(diǎn)一對質(zhì)點(diǎn) 參考系概念的理解 第36講 要點(diǎn)探究 例1在 用描跡法畫出電場中平面上的等勢線 實(shí)驗(yàn)中 用在導(dǎo)電紙上形成的電流場模擬靜電場 描繪一個(gè)平面上的等勢線 吳利同學(xué)想模擬帶負(fù)電的點(diǎn)電荷附近電場在一個(gè)平面上的等勢線 他在木板上依次鋪上白紙 復(fù)寫紙 導(dǎo)電紙 并用圖釘固定 然后在導(dǎo)電紙中央固定一個(gè)小圓柱形電極A 如圖36 1甲所示 1 還需要一個(gè)什么形狀的電極 答 在圖甲中畫出示意圖 并完成電路連接 圓形 第36講 要點(diǎn)探究 第36講 要點(diǎn)探究 2 通電后 要描繪出過C點(diǎn)的等勢線 還需要的儀器是 操作步驟是 3 描繪出的等勢線應(yīng)是正圓形 而實(shí)驗(yàn)中實(shí)際得到的圖樣卻出現(xiàn)明顯變形 如圖乙所示 右邊明顯偏離圓形而向外凸起 其原因可能是 寫出一個(gè)即可 帶兩個(gè)探針的靈敏電流表 用一個(gè)探針與導(dǎo)電紙上的C點(diǎn)接觸 另一個(gè)探針在導(dǎo)電紙上試觸 觸到某一點(diǎn)時(shí)如果電流表指針不偏轉(zhuǎn) 則把這點(diǎn)記錄下來 再把記錄下來的點(diǎn)連成一條光滑的曲線 即為過C點(diǎn)的等勢線 導(dǎo)電紙各處的電阻率不均勻 右邊部分的電阻率比其他部分大 或圓形電極不規(guī)則 右邊部分半徑大 或圓形電極右邊部分與導(dǎo)電紙接觸不緊密等 第36講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪等勢線的基本原理和操作 其原理是用電流場代替靜電場 所以必須要形成電流場 圓形金屬電極的作用便在于此 第36講 要點(diǎn)探究 C 第36講 要點(diǎn)探究 解析 調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕 使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形 再調(diào)節(jié)Y增益旋鈕 使波形幅度增大 第36講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差分析 例2 2010 全國卷 圖36 3甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖 圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料 當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí) 接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束 并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào) 在示波器顯示屏上顯示出來 如圖乙所示 第36講 要點(diǎn)探究 第36講 要點(diǎn)探究 4 55 1 46 第36講 要點(diǎn)探究 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全