高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件第六章 第一講 電場(chǎng)強(qiáng)度

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 電荷守恒 2 靜電現(xiàn)象的解釋 3 點(diǎn)電荷 4 庫(kù)侖定律 5 靜電場(chǎng) 6 電場(chǎng)強(qiáng)度 點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 7 電場(chǎng)線 8 電勢(shì)能 電勢(shì) 9 電勢(shì)差 10 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 11 常見電容器 12 電容器的電壓 電荷量和電容的關(guān)系 13 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 14 示波管 本章考查的熱點(diǎn)有電場(chǎng)的基本概念的理解 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及電容器等 單獨(dú)考查常以選擇題的形式出現(xiàn) 難度中等 也有將本章知識(shí)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律 功能關(guān)系相結(jié)合進(jìn)行綜合考查 復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)重視對(duì)有關(guān)電場(chǎng)的基本概念的理解 注重知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用 如帶電粒子在電場(chǎng)中的加速 偏轉(zhuǎn)以及電容器的有關(guān)知識(shí)在生產(chǎn)和實(shí)際中的應(yīng)用 同時(shí)掌握處理較復(fù)雜問(wèn)題的方法 如類比 等效 建立模型等基本方法 一 電荷和電荷守恒定律1 電荷 1 元電荷 最小的電荷量 其值為e C 任何帶電體的帶電荷量皆為元電荷的 2 點(diǎn)電荷 帶一定的電荷量 忽略其的一種理想化模型 1 6 10 19 整數(shù)倍 形狀和大小 2 電荷守恒定律 1 內(nèi)容 電荷既不會(huì)創(chuàng)生 也不會(huì)消滅 它只能從一個(gè)物體 或者從物體的一部分 在轉(zhuǎn)移過(guò)程中 電荷的總量 2 起電方式 3 帶電實(shí)質(zhì) 物體帶電的實(shí)質(zhì)是 轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 轉(zhuǎn)移到 另一部分 保持不變 摩擦起電 接觸起電 感應(yīng)起電 電荷的轉(zhuǎn)移 特別提醒 1 帶電體能否看做點(diǎn)電荷不是看帶電體的大小 而是看其大小和形狀對(duì)研究問(wèn)題的影響程度 2 完全相同的帶電小球相接觸時(shí) 同種電荷電量平均分配 異種電荷先中和后平分 9 0 109 2 適用條件 中的 真空 點(diǎn)電荷 三 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線1 電場(chǎng)的基本性質(zhì) 對(duì)放入其中的有力的作用 電荷 N C 2 意義 描述電場(chǎng)和的物理量 3 方向 規(guī)定電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向 是矢量 強(qiáng)弱 方向 正 3 電場(chǎng)線 1 電場(chǎng)線的特點(diǎn) 電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而 實(shí)際不存在的理想化模型 電場(chǎng)線始于 或無(wú)窮遠(yuǎn) 終于負(fù)電荷或 是不閉合曲線 任意兩條都不相交 假想的 正電荷 無(wú)窮遠(yuǎn) 電場(chǎng)線 電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的 某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向 它不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡 勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等間距的平行線 強(qiáng)弱 2 幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線孤立的正電荷 孤立的負(fù)電荷 等量異種電荷 等量同種電荷 正點(diǎn)電荷與大金屬板間 帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)線分別如圖6 1 1甲 乙 丙 丁 戊 己所示 圖6 1 1 1 如圖6 1 2甲所示 AB是一個(gè)點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線 圖乙則是電場(chǎng)線上P Q處的試探電荷所受電場(chǎng)力的大小與其電荷量間的函數(shù)關(guān)系圖象 下列說(shuō)法可能的是 場(chǎng)源電荷是正電荷 位于A點(diǎn) 場(chǎng)源電荷是正電荷 位于B點(diǎn) 場(chǎng)源電荷是負(fù)電荷 位于A點(diǎn) 場(chǎng)源電荷是負(fù)電荷 位于B點(diǎn)A B C D 解析 由F Eq和圖乙可知 EP EQ 故場(chǎng)源電荷在A點(diǎn) 由于無(wú)法知道場(chǎng)強(qiáng)方向 故無(wú)法確定點(diǎn)電荷的電性 故A對(duì) 答案 A 2 下列說(shuō)法中正確的是 A 元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B 帶電體的電荷量可以為任意值C 當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r 0時(shí) 其庫(kù)侖力F D 當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們間相互作用的影響可忽略時(shí) 這兩個(gè)帶電體就可看成點(diǎn)電荷 解析 元電荷是物體所帶的最小電荷 大小等于電子或質(zhì)子的電量 物體所帶的電荷量為元電荷的整數(shù)倍 故A B錯(cuò)誤 當(dāng)r 0時(shí) 帶電體不能再看做點(diǎn)電荷 庫(kù)侖定律不再適用 C錯(cuò)誤 根據(jù)帶電體視為點(diǎn)電荷的條件可知 D正確 答案 D 3 在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P 下列說(shuō)法中正確的是 A 若放在P點(diǎn)的電荷帶的電荷量加倍 則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)加倍B 若P點(diǎn)沒(méi)有檢驗(yàn)電荷 則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零C P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越小 則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力越小D P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)榉旁谠擖c(diǎn)的電荷的受力方向 答案 C 4 A B兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線 方向未標(biāo)出 如圖6 1 3所示 圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn) MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線 D為中垂線上的一點(diǎn) 電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱 則下列說(shuō)法中正確的是 A 這兩個(gè)點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷B 這兩個(gè)點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷C EC EDD EC 0 答案 A 解析 根據(jù)圖中電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知該電場(chǎng)一定是等量異種電荷形成的電場(chǎng) 故A正確 B錯(cuò)誤 由該電場(chǎng)的特點(diǎn)可知從C到D E應(yīng)逐漸減小 即EC ED 故C D錯(cuò)誤 5 一帶負(fù)電絕緣金屬小球被放在潮濕的空氣中 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 發(fā)現(xiàn)該小球上帶有的負(fù)電荷幾乎不存在了 這說(shuō)明 A 小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B 在此現(xiàn)象中 電荷不守恒C 小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將正電荷引來(lái)了D 該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的 仍然遵循電荷守恒定律 答案 D 解析 帶負(fù)電的金屬小球在潮濕的空氣中 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 小球上的負(fù)電荷 電子 被潮濕的空氣導(dǎo)走了 但電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程中 電荷守恒 故D正確 6 在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q 1 0 10 9C 直線MN通過(guò)O點(diǎn) O M的距離r 30cm M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q 1 0 10 10C 如圖6 1 4所示 求 1 求q在M點(diǎn)受到的作用力 2 M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 3 拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 4 M N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大 答案 1 1 0 10 8N 沿MO方向指向O 2 100N C 沿OM方向 3 100N C 沿OM方向 4 M點(diǎn)大 典例啟迪 例1 如圖6 1 5所示 兩等量異號(hào)的點(diǎn)電荷相距為2a M與兩點(diǎn)電荷共線 N位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)到M和N的距離都為L(zhǎng) 且L a 略去 a L n n 2 項(xiàng)的貢獻(xiàn) 則兩點(diǎn)電荷的合電場(chǎng)在M和N點(diǎn)的強(qiáng)度 A 大小之比為2 方向相同B 大小之比為1 方向相反C 大小均與a成正比 方向相反D 大小均與L的平方成反比 方向相互垂直 思路點(diǎn)撥 M點(diǎn)和N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為 q和 q兩點(diǎn)電荷形成的合場(chǎng)強(qiáng) 利用矢量運(yùn)算法則求出合場(chǎng)強(qiáng)后 再利用L a求出場(chǎng)強(qiáng)的近似值 答案 C 歸納領(lǐng)悟 1 對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)表達(dá)式的正確理解 2 電場(chǎng)的疊加原理多個(gè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和 這種關(guān)系叫電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加遵循平行四邊形定則 題組突破 1 如圖6 1 6所示 AC BD為圓的兩條互相垂直的直徑 圓心為O 將等電荷量的正 負(fù)點(diǎn)電荷放在圓周上 它們的位置關(guān)于AC對(duì)稱 要使圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 可在圓周上再放置一個(gè)適當(dāng)電荷量的正點(diǎn)電荷 Q 則該點(diǎn)電荷 Q應(yīng)放在 A A點(diǎn)B B點(diǎn)C C點(diǎn)D D點(diǎn) 解析 由電場(chǎng)的疊加原理可知 q q在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)沿OD方向 要使O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零 放上的點(diǎn)電荷 Q在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)與 q q在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向相反 所以應(yīng)放在D點(diǎn) 故選D項(xiàng) 答案 D 2 如圖6 1 7所示 中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為 2e 3的上夸克和兩個(gè)電荷量為 e 3的下夸克 3個(gè)夸克都分布在半徑為r的同一圓周上 則3個(gè)夸克在其圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 答案 A 典啟迪例 例2 2011 舟山模擬 如圖6 1 8所示 圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線 虛線是某帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡 a b是軌跡上的兩點(diǎn) 若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到電場(chǎng)力作用 根據(jù)此圖不能作出的正確判斷是 A 帶電粒子所帶電荷的正 負(fù)B 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的受力方向C 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的加速度何處較大D 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的速度何處較大 思路點(diǎn)撥 解答本題應(yīng)注意以下三個(gè)方面 1 粒子軌跡與受力的關(guān)系 2 電場(chǎng)分布與場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系 3 電場(chǎng)力做功與速度變化的關(guān)系 解析 由電場(chǎng)線的疏密可知 a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大 帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大 故C正確 畫出初速度方向結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡的偏轉(zhuǎn)方向 可判斷帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向 但由于電場(chǎng)的方向未知 所以不能判斷帶電粒子的電性 故A錯(cuò) B對(duì) 利用初速度的方向和電場(chǎng)力方向的關(guān)系 可判斷電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子由a到b做負(fù)功 動(dòng)能減小 因此va vb 選項(xiàng)D正確 答案 A 歸納領(lǐng)悟 1 根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷粒子在電場(chǎng)中的受力方向 進(jìn)而判斷粒子的電性或電場(chǎng)的方向及電場(chǎng)力做功情況 2 熟練掌握幾種典型電場(chǎng)線的分布規(guī)律 特別是兩個(gè)同種點(diǎn)電荷與兩個(gè)異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布 要注意兩電荷連線和中垂線上電場(chǎng)線的分布規(guī)律的類比 題組突破 3 靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器 其除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板 圖中直線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(chǎng)線分布如圖6 1 9所示 粉塵帶負(fù)電 在電場(chǎng)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(lái)靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡 下列4幅圖中可能正確的是 忽略重力和空氣阻力 解析 因?yàn)殡妶?chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)殡妶?chǎng)線的切線方向 所以條形金屬板所產(chǎn)生的電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng) 即帶電粒子在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力方向與大小都將發(fā)生變化 故帶電粒子在電場(chǎng)中不可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) C錯(cuò)誤 因?yàn)閹щ娏Ｗ釉陔妶?chǎng)中將做曲線運(yùn)動(dòng) 由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 所受的合外力要指向圓弧內(nèi)側(cè)可知 帶負(fù)電的粉塵顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡可為A圖 A正確 答案 A 4 2010 廣東高考改編 如圖6 1 11是某一點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖 下列表述正確的是 A a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B 該點(diǎn)電荷帶負(fù)電C a點(diǎn)和b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同D a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 解析 沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低 a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低 A項(xiàng)錯(cuò) 由電場(chǎng)線方向知該點(diǎn)電荷帶負(fù)電 B項(xiàng)正確 a點(diǎn)和b點(diǎn)不在同一條電場(chǎng)線上 電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同 C錯(cuò)誤 a點(diǎn)靠近場(chǎng)源電荷 a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 B 典例啟迪 例3 如圖6 1 12所示 互相絕緣且緊靠在一起的A B兩物塊 A的質(zhì)量為m 0 04kg 帶電荷量為q 5 0 10 5C B的質(zhì)量為M 0 06kg 不帶電 兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 0 6 以相同的初速度v0 4m s在水平面上滑動(dòng) 空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度為E 1 6 104N C 設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊所帶的電荷量沒(méi)有變化 g 10m s2 求 1 A B的加速度及其相互作用力的大小 2 經(jīng)過(guò)t 2s電場(chǎng)力對(duì)物塊A所做的功W和A增加的機(jī)械能 E 思路點(diǎn)撥 電場(chǎng)力對(duì)物塊A做的功與其他力的存在無(wú)關(guān) 可用恒力做功的公式W Flcos 直接求解 物塊A在水平面上運(yùn)動(dòng) 其動(dòng)能的增加量即為機(jī)械能的增加量 答案 1 2m s0 48N 2 9 6J0 96J 歸納領(lǐng)悟 力電綜合問(wèn)題的解答思路 題組突破 5 如圖6 1 13所示 在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷 現(xiàn)將質(zhì)量為m 電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點(diǎn)A靜止釋放 小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí) 對(duì)管壁恰好無(wú)壓力 若小球所帶電荷量很小 不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 則置于圓心處的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 答案 C 6 2011 池州聯(lián)考 如圖6 1 14所示 一個(gè)質(zhì)量為m 帶電荷量為 q的物體處于場(chǎng)強(qiáng)按E kt規(guī)律 k為大于零的常數(shù) 取水平向左為正方向 變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 物體與絕緣豎直墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 當(dāng)t 0時(shí) 物體由靜止釋放 若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 且電場(chǎng)空間和墻面均足夠大 下列說(shuō)法正確的是 答案 C 如圖6 1 15所示 真空中A B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為 Q和 q 放在光滑絕緣水平面上 A B之間用絕緣的輕彈簧連接 當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí) 彈簧的伸長(zhǎng)量為x0 若彈簧發(fā)生的均是彈性形變 則 A 保持Q不變 將q變?yōu)?q 平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于2x0B 保持q不變 將Q變?yōu)?Q 平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于2x0C 保持Q不變 將q變?yōu)?q 平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D 保持q不變 將Q變?yōu)?Q 平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0 自主嘗試 試一試 能否做到正確解答 答案 B 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全