1、1第七章 電場電荷守恒與庫侖定律考點考點2222帶電體在電場中的運動與能量變化專題專題6 6電場強度 電場線考點考點2323電勢能 電勢 電勢差考點考點2424電容器考點考點2525帶電粒子在勻強電場中的運動考點考點262622u 考點考點22 22 電荷守恒與庫倫定律電荷守恒與庫倫定律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用電荷守恒定律和庫侖定律的基本應用l 應試基礎必備 考法考法2 2與庫倫力有關的受力分析與計算問題與庫倫力有關的受力分析與計算問題3u 考點考點22 22 電荷守恒與庫侖定律電荷守恒與庫侖定律【關鍵點撥】任一帶電體都可看成是許多點電荷組成，任意兩點電

2、荷之間的作用力遵循庫侖定律，可用矢量求和法求合力 4 考法考法1 1電荷守恒定律和庫侖定律的基本應用電荷守恒定律和庫侖定律的基本應用(2) 庫侖定律專項考查同種電荷則互相排斥，電荷中心間的距離大于r， 異種電荷則相互吸引，電荷間的距離小于r， 用電荷量的絕對值進行計算，電荷電性判斷相互作用力是斥力或引力5 考法考法2 2與庫侖力有關的受力分析與計算問題與庫侖力有關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一個或兩個帶電體，受重力、彈力、摩擦力、庫侖力基本解決方法力的分析明確研究對象，分析受力依據已知物體的平衡條件或運動特點，所受各力進行合成或分解列方程求解注意：(

3、1) 庫侖力的大小與距離有關(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、近小遠大66u 考點考點23 23 電場強度電場強度 電場線電場線l 高考考法突破 考法考法3 3電場強度的疊加計算電場強度的疊加計算l 應試基礎必備 考法考法4 4電場線的疏密和場強關系的考查電場線的疏密和場強關系的考查 考法考法5 5帶電粒子在電場中運動軌跡與受力分析帶電粒子在電場中運動軌跡與受力分析7u 考點考點23 23 電場強度電場強度 電場線電場線1電場與電場強度電場是電荷周圍客觀存在的物質， 對放入其中的電荷有力的作用(2) 電場強度描述電場具有力

4、的性質， 大小、方向由電場本身決定定義式： EF/q，q為檢驗電荷點電荷Q在真空中產生的場強為EkQ/r2(3) 場強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的強弱及方向各點的切線方向表示該點的場強方向疏密程度表示電場的強弱(1) 始于正電荷或無窮遠，止于負電荷或無窮遠 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 點電荷與導體形成的電場(4) 計算電場強度的三個公式的比較8電場強度可用平行四邊形定則進行矢量計算

5、EkQ/r2某點場強與場源電荷及該點到場源電荷的距離關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)，以及若干點場強的大小或方向，求未知場源特性或者另一點的場強大小(1)EkQ/r2表示各場源在已知點產生場強的大小(2)依據已知點合場強的大小或方向，列關系式求出未知場源的場強(3)求出未知場源特性及其他點場強大小兩個關鍵點：(1)分析疊加在已知點上各場強大小、方向(2)注意對稱性求解 2利用靜電平衡導體中場強特性求電場強度導體內部的電場強度為零本質是感應電荷電場強度與外加電場電場強度疊加后為零 考法考法3 3電場強度的疊加計算電場強度的疊加計算9 3應用微元法和對稱性求電場強度 4

6、. 應用補償法求電場強度10(1) 正點電荷電場中的一根電場線，EAEB(2) 負點電荷電場中的一根電場線，EAEB(3) 勻強電場中的一根電場線，EAEB.(4) 兩個等量異號點電荷連線上的電場線：兩電荷之間，場強先減小后增大，兩個電荷中點時，場強最小任一個電荷外側的電場線，越靠近電荷場強越大(5) 兩個等量同號點電荷連線上的電場線靠近電荷場強越大，遠離電荷場強越小 考法考法4 4電場線的疏密和場強關系的考查電場線的疏密和場強關系的考查 2只給出一條直電場線 1場強大電場線密，場強小電場線疏11 考法考法5 5帶電粒子在電場中運動軌跡與受力分析帶電粒子在電場中運動軌跡與受力分析 1帶電粒子在

7、電場中做曲線運動基本原理是曲線運動的條件，即物體受到的外力與速度不在同一條直線上 在粒子運動軌跡上一點作切線，代表速度的方向 依據運動的彎曲方向，判定帶電粒子的受力方向應當指向曲線凹側 根據帶電粒子的電性，判定場強的方向 已知電場方向，可以判定粒子運動的大概軌跡 2帶電粒子在電場中做直線運動電場強度的方向與粒子運動的方向在一條直線上方向相同加速，相反減速考慮粒子重力時一般是勻強電場：(1) 電場力與重力大小相等方向相反，勻速直線運動(2) 電場力與重力合力不為零，合力與速度方向在同一直線上，變速直線運動1212u 考點考點24 24 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

8、法6 6電場力做功、電勢、電勢能關系與計算電場力做功、電勢、電勢能關系與計算l 應試基礎必備 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已知等勢面分布時，分析電場情況已知等勢面分布時，分析電場情況 考法考法9 9勻強電場中電勢差和電場強度關系的應用勻強電場中電勢差和電場強度關系的應用 考法考法1010根據電場中場強、電勢等物理量的函數圖像分析電場對粒子的根據電場中場強、電勢等物理量的函數圖像分析電場對粒子的作用作用13u 考點考點24 24 電勢能電勢能 電勢電勢 電勢差電勢差 1靜電力做功特點與電勢能變化的關系(

9、1) 電場力做功與路徑無關，與電荷的始、末位置有關(2) 電場力對電荷做正功，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) 靜電力做功等于電勢能的變化量WABEpAEpB 3等勢面電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面(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) 等勢面跟電場線垂直，電場線由電勢高等勢面指向電勢低等勢面(3) 等勢面越密，場強越大14 考法考法6 6電場力做功、電勢、電勢能關系與計算電場力做功、電勢、電勢能關系與計算 1電場力做功(1) 利用WFxcos 計算電場力做功電荷在勻強電場中移動，FEq，xcos d，WEqd(2) 利用WEp或Wq

10、U計算電場力做功 已知電荷的電勢能，用WEp計算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則根據電場力的方向和位移的方向來判斷 2電勢能的變化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，電勢能與動能相互轉化，總和保持不變15 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【關鍵點撥】電勢為零，場強不一定為零；電勢高，場強不一定大；電勢相等，場強不一定相等 1掌握特殊電場的等勢面(1)正電荷與負電荷的等勢面-同心圓 正電荷周圍越遠離電荷，電勢越低 負電荷周圍越靠近電荷，電勢越低(2)等

11、量異種電荷周圍的等勢面 兩簇對稱的曲面 二者連線由正電荷到負電荷電勢逐漸降低 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 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， 中點到無窮遠處電勢逐漸降低至零2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沿著電場線的方向，電勢越來越低UABABWAB/q電場力對正電荷做正功，電勢降低電場力對正電荷做負功，電勢升高(2)分析電勢高低的思路設想一個正電荷，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； 電場力做負功，電勢升高16 考法考法8 8已知等勢面分布時，分

12、析電場情況已知等勢面分布時，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電荷從等勢面上一點移到另一點，電場力做功為零 一個等勢面的一點到另一個等勢面的任一點，電場力做功相等電場線垂直于每個等勢面，電場線方向沿著電勢降低的方向判斷電勢變化的依據：a正電荷從電勢高處向電勢低處移動，電場力做正功，電勢能減小b正電荷電勢能大處，電勢高；負電荷電勢能大處，電勢低(2) 已知等勢面分析電場情況的思路明確等勢面的形狀特點，勾勒出電場線的大概方向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17 考法考法9 9勻強電場中電勢差和電場強度

13、關系的應用勻強電場中電勢差和電場強度關系的應用 勻強電場中電勢差和電場強度關系需要明確兩點：(1) 電勢在沿電場方向降落得最快(2) 電勢與電場強度的數量關系UEd或UElcos .18場強、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如圖甲所示，在勻強電場中的一條電場線上有A、B兩點，其坐標分別為x1、x2，其電勢與坐標的關系如圖乙所示，分析電荷沿x軸運動的加速度變化關鍵是求出電場強度E隨坐標x變化的信息 電勢對位移的變化率表示場強圖乙曲線斜率變化可知，隨x的增大場強減小，電荷沿x軸運動時，加速度減小 ， ， Epx圖線的斜率可分析場強的情況挖掘出場強的變化規律是解決問題的關鍵

14、 考法考法1010根據電場中場強、電勢等物理量的函數圖像分析電場對粒子的作用根據電場中場強、電勢等物理量的函數圖像分析電場對粒子的作用1919u 考點考點25 25 電容器電容器l 高考考法突破 考法考法1111靜電計測試平行板電容器的變化靜電計測試平行板電容器的變化l 應試基礎必備 考法考法1212平行板電容器與電場、電路及力學的應用平行板電容器與電場、電路及力學的應用20u 考點考點25 25 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：靜電計本身是一個極小的電容器 2靜電計需要與所測的電勢差并聯：金屬球接電容器一個極板，外殼接地

15、3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，確定加在兩極板間的電路是閉合還是斷開閉合，加在兩極板間電壓不變，靜電計的指針不會變化斷開，兩板所帶的電荷量不變，隨著兩極板的結構改變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21 考法考法1212平行板電容器與電場、電路及力學的應用平行板電容器與電場、電路及力學的應用 1通過電容器的變化分析電荷量、電壓、場強變化影響電容的因素發生變化，使電壓、場強或者電荷量發生變化(1) 開關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QC

16、UC，而 ，兩板間電壓不變，d增大，C減小，Q減小，產生從B至A的瞬間電流兩板間電壓不變，兩板間的電場強度與兩板間距d成反比閉合開關S，調節電路電阻，改變電壓，控制平行板間電場注意分析電路(2) 如圖所示，電容器充電后斷開開關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，兩板間勻強電場E不變，E與兩板正對面積成反比22 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動關鍵是判斷電容器兩板間場強的變化Q不變，E不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

17、引起某點電勢的變化和電荷在該點電勢能的變化電容器某點電勢的變化通過該點與某一極板的電勢差的變化來判正電荷在電勢高處電勢能大，負電荷在電勢高處電勢能小2323u 考點考點26 26 帶電粒子在勻強電場中的運動帶電粒子在勻強電場中的運動l 高考考法突破 考法考法1313帶電粒子在電場中做直線運動的分析帶電粒子在電場中做直線運動的分析 考法考法1414帶電粒子在電場中做曲線運動的分析與計算帶電粒子在電場中做曲線運動的分析與計算 考法考法1515帶電粒子先加速后偏轉帶電粒子先加速后偏轉 考法考法1616示波器原理與帶電粒子偏轉出電場后的計算示波器原理與帶電粒子偏轉出電場后的計算l 應試基礎必備24u

18、考點考點32 32 帶電粒子在勻強場中的運動帶電粒子在勻強場中的運動25 考法考法1313帶電粒子在電場中做直線運動的分析帶電粒子在電場中做直線運動的分析 帶電粒子在電場中做直線運動(1) 不忽略重力時，帶電粒子在電場中可能做直線運動(2) 帶電粒子在重力場與電場共同作用下的加速運動(3) 帶電粒子在交變電場中的直線運動電場呈周期性變化，運動呈現周期性帶電粒子從電場一個變化周期剛開始時靜止釋放 粒子先加速后減速直線運動，不會往返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，粒子先加速后減速直線運動后會先加速后減速反方向運動26 考法考法1414帶電粒子在電場中做曲線運動

19、的分析與計算帶電粒子在電場中做曲線運動的分析與計算 1帶電粒子垂直于電場方向入射發生偏轉偏轉位移 ，偏轉角偏轉電場的特性:U和d 偏轉位移和偏轉角的正切與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 決定運動時間tl/v0，影響偏轉位移和偏轉角(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電場，偏轉情況相同 2. 帶電粒子垂直于電場方向入射發生偏轉時的能量分析動能增加主要是EkqUqEd，考慮偏轉電場特性，電荷自身特性、初動能、電勢能帶電粒子發生偏轉，電勢能均減小27 3帶電粒子在電場中偏轉的相關計算偏轉限定條件：偏轉軌跡或偏轉的位移(2) 帶電粒子不垂直電場的方向進入電場明確粒子偏轉的原理垂直電場方向做勻速直線運動沿電場力方向做勻加速直線運動(斜射入時初速度不為零)聯立垂直電場方向上 沿電場力方向上 或vyat， 求解2