《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件第六章静电场第1单元电场力的性质72张

一、三年高考考点统计与分析分值题型试题考点6分6分5分3分3分3分6分6分3分6分6分选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择2012年安徽T202012年浙江T192012年山东T192012年江苏T12012年上海T112011年海南T32011年重庆T192011年广东T212010年海南T42010年新课标全国T172010年福建T18库仑定律电场强度分值题型试题考点6分6分6分6分3分4分4分3分3分3分选择选择选择选择选择选择选择选择选择选择2012年天津T52012年福建T152012年安徽T182012年重庆T202012年海南T32011年山东T212011年江苏T82011年上海T142010年上海T92010年江苏T5电势能电势电势差分值题型试题考点6分6分3分4分20分6分6分6分20分15分6分6分选择选择选择选择计算选择选择选择计算计算选择选择2012年新课标全国T182012年广东T202012年江苏T22012年海南T92012年北京T242011年天津T52011年新课标全国T202011年安徽T202011年北京T242011年福建T202010年安徽T182010年北京T18电容器带电粒子在电场中的运动(1)从近三年的高考试题可以看出，高考对静电场专题的考查频率很高，试题主要集中在电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器、匀强电场、电场力做功、电势能的变化，还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。其中在2012年全国各地试卷中，对电场的性质及库仑定律的考查共计5次；对电容器，带电粒子在电场中的运动的考查共计6次；对电势、电势能、电势差的考查共计4次。(2)高考试题的考查题型多以选择题，计算题形式出现，其中2012年电场的性质的考查以选择形式出现5次，每题分值3～6分不等；电容器，带电粒子在电场中的运动的考查以选择形式出现3次，每次3～6分，以计算的形式出现了3次，分值在16～20分之间。(3)高考试题对知识点的考查主要有三种形式：一种是基本概念和规律与力学中牛顿运动定律、动能定理、动能关系相结合；一种是以实际生产、生活为背景材料。对带电粒子在电场中的加速、偏转等问题进行考查；还有一种形式是粒子在复合场中的运动，试题难度中等以上。二、2014年高考考情预测预计2014年的高考中，对本专题的考查仍将是热点之一，在上述考查角度的基础上，重点以选择题的形式考查静电场的基本知识点，以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的实际应用。另外高考试题命题的一个新动向，就是静电的应用和防止，静电场与相关化学知识综合、与相关生物知识综合，与环保等热点问题相联系，在新颖、热门的背景下考查静电场基本知识的应用。第六章静电场[学习目标定位]考纲下载1.物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ)2．静电现象的解释(Ⅰ)3．点电荷(Ⅰ)4．库仑定律(Ⅱ)5．静电场(Ⅰ)6．电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)7．电场线(Ⅰ)8．电势能、电势(Ⅰ)9．电势差(Ⅱ)10．匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅰ)11．常见的电容器(Ⅰ)12．电容器的电压、电荷量和电容的关系(Ⅰ)13．带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ)14．示波管(Ⅰ)考情上线1.对电势、电势能、电场线、电场强度等基本概念的考查常以选择题形式出现。2．平行板电容器的动态变化问题常被考查到。3．电场和力学中的平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系等结合，考查带电粒子在电场中的运动问题。考点点击高考对本章考查的频率较高，考查的题型有选择和计算等，考查的难度中等，分值一般为10～20分。高考地位点电荷电荷守恒定律[想一想]如图6－1－1所示，在带电荷量为＋Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将C移走，再把A、B分开，则A、B分别带什么电？图6－1－1若先将A、B分开，再移走C，则A、B分别带什么电？这一过程中电荷总量如何变化？提示：不带不带带负带正不变[记一记]1．元电荷、点电荷(1)元电荷：e＝1.6×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量q＝－1.6×10－19C。(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。整数倍2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不能创生，也不能消灭，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。(2)起电方法：、、。(3)带电实质：物体带电的实质是。(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先，余下的电荷再。总量保持不变摩擦起电感应起电接触起电得失电子相同中和平分[试一试]1．一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律解析：带负电的金属小球在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了，但电荷转移的过程中，电荷守恒，故CD正确。答案：CD如图6－1－2所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，试比较它们之间的库仑力与kQ2l2的大小关系，如果带同种电荷呢？库仑定律[想一想]图6－1－2提示：当它们带异种电荷时，F库kQ2l2，因为两个金属球此时距离较近，异种电荷分布在两球内侧，不能将它们看作点电荷，当它们带同种电荷时，同种电荷分布在两球外侧，F库kQ2l2。[记一记]1．内容：中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的连线上。真空正比反比2．表达式：F＝，式中k＝N·m2/C2，叫做静电力常量。kq1q2r29.0×1093．适用条件：中的。(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互，为；异种电荷相互，为。真空点电荷排斥斥力吸引引力[试一试]2．两个分别带有电荷量为－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为()A.112FB.34FC.43FD．12F解析：两带电金属球接触前，由库仑定律得：F＝k3Q2r2，两带电金属球接触后，它们的电荷量先中和后均分，F′＝kQ2r22＝k4Q2r2。联立得F′＝43F，C选项正确。答案：C电场强度[想一想]在真空中O点放一个点电荷Q＝＋1.0×10－9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30cm，M点放一个点电荷q＝－1.0×10－10C，如图6－1－3所示。则M点的场强有多大？方向怎样？拿走q后M点的场强如何变化？M、N两点的场强哪点大？图6－1－3提示：EM＝kQr2＝9.0×109×1.0×10－90.32N/C＝100N/C，其方向沿OM连线背离Q；拿走q后，场强不发生变化；由公式E＝kQr2知M点场强大。[记一记]1．电场的基本性质：对放入其中的电荷有。2．电场强度(1)定义式：E＝Fq，是矢量，单位：N/C或V/m。(2)点电荷的场强：E＝，适用于计算中的点电荷产生的电场。(3)方向：规定为在电场中某点的方向。作用力kQr2真空正电荷所受静电力[试一试]3．对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是()A．电场强度的定义式仍成立，即E＝FQ，式中的Q就是产生电场的点电荷B．在真空中，电场强度的表达式为E＝kQr2，式中Q就是产生电场的点电荷C．在真空中，E＝kQr2，式中Q是检验电荷D．以上说法都不对解析：E＝FQ是电场强度的定义式，适用于任何电场，式中Q为试探电荷而非场源电荷，故A错；而E＝kQr2为点电荷Q产生场强的决定式，式中Q为场源电荷，故B对，C错。答案：B电场线[想一想]图6－1－4中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条电场线上有A、B两点，那么A、B两点的场强方向和大小是否相同？提示：A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右，由于题中仅画出一条电场线，无法确定A、B附近电场线的分布情况，故无法确定A、B两点的场强大小。图6－1－4[记一记]1．定义为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。2．特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处；(2)电场线在电场中；切线方向不相交3．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；(4)电场线和等势面在相交处互相垂直。4．几种典型电场的电场线电势逐渐降低图6－1－5[试一试]4．如图6－1－6所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动。对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)()A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定图6－1－6解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B。负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小。答案：D库仑力作用下的平衡问题(1)库仑定律的表达式为F＝kq1q2r2，其适用条件是真空中两静止点电荷之间相互作用的静电力。库仑定律与平衡问题联系比较密切，因此关于静电力的平衡问题是高考的热点内容，题型多以选择题为主。对于这部分内容，需要注意以下几点：一是明确库仑定律的适用条件；二是知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律；三是进行受力分析，灵活应用平衡条件。(2)三个自由点电荷的平衡问题：①条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。②规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。[例1]如图6－1－7所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°。则q2q1为()图6－1－7A．2B．3C．23D．33[尝试解题]由库仑定律得F＝kqAqBr2；又r＝lsinθ，F＝Gtanθ由以上各式可解得qB＝Gl2sin2θtanθkqA，因G、l、qA不变，则q2q1＝sin245°tan45°sin230°tan30°＝23，故C正确。[答案]C分析点电荷平衡问题的方法步骤点电荷的平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了一个库仑力或电场力。具体步骤如下：(1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”；(2)对研究对象进行受力分析，多了个电场力(F＝kq1q2r2)；(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0)。电场强度的