高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊第9章靜電場及其應(yīng)用章末復(fù)習(xí)課件

1、第9章 靜電場及其應(yīng)用一、庫侖定律的理解和應(yīng)用1.庫侖定律適用于真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用。2.對于兩個(gè)均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷，r為球心間的距離。（1）同種電荷： （2）異種電荷3.對于兩個(gè)帶電金屬球，要考慮表面電荷的重新分布，如圖所示。4.不能根據(jù)公式錯(cuò)誤地認(rèn)為r0時(shí)，庫侖力F，因?yàn)楫?dāng)r 0時(shí)，兩個(gè)帶電體已不能看做點(diǎn)電荷了。典例精析例1.已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn)，O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖

2、一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V4r3/3則A點(diǎn)處檢驗(yàn)電荷q受到的電場力的大小為（ ）B方法歸納本題主要采用割補(bǔ)法的思想，根據(jù)整體球在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等于割掉的小球在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)和剩余空腔部分在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，掌握割補(bǔ)思想是解決本題的主要入手點(diǎn)，掌握點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式是基礎(chǔ)。二、庫侖力作用下的平衡問題涉及庫侖力的平衡問題，其解題思路與力學(xué)中的平衡問題一樣，只是在原來受力的基礎(chǔ)上多了庫侖力，具體步驟如下：注意庫侖力的方向：同性相斥，異性相吸，沿兩電荷連線方向。“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問題(1)平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零，或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生

3、的合電場強(qiáng)度為零的位置。(2)典例精析例2.三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F/2 ，方向不變。由此可知（）An=2 Bn=4 Cn=5 Dn=6 A方法歸納當(dāng)兩個(gè)完全相同的帶同種電荷的小球接觸后，它們的總電荷量將平分；如果兩個(gè)完全相同的小球帶的是異種電荷，那么當(dāng)它們接觸后，它們帶的電荷將先中和，之后再將剩余的電荷量平分。找到小球帶的電量的關(guān)系之后，根據(jù)庫侖力

4、的公式就可以求得作用力的大小，從而可以求得n的數(shù)值。三、電場強(qiáng)度的理解和計(jì)算1.電場強(qiáng)度的一般計(jì)算方法電場強(qiáng)度是靜電學(xué)中極其重要的概念,也是高考中?？嫉囊粋€(gè)基本概念。關(guān)于電場強(qiáng)度的計(jì)算，主要方法有：(1)定義式法定義式法就是首先根據(jù)力學(xué)規(guī)律物體平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理或動(dòng)量定理先求出帶電物體在電場中所受到的電場力F,然后再由電場強(qiáng)度的定義式 求出電場強(qiáng)度E。(2)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式法中學(xué)階段絕大多數(shù)情況下只講點(diǎn)電荷在真空中的電場分布情況,故可直接用點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式 求,其方向由場源電荷的正負(fù)確定,如+Q時(shí),E的方向沿半徑r向外;若為-Q時(shí),E的方向沿半徑r的反方向(向內(nèi))。若要求多個(gè)點(diǎn)電荷

5、產(chǎn)生電場的電場強(qiáng)度,則可先分別求出各個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度,然后利用矢量疊加法求出合場強(qiáng)。2.分析電場疊加問題的一般步驟:(1)確定分析計(jì)算的空間位置;(2)分析該處有幾個(gè)分電場,先計(jì)算出各個(gè)分電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小和方向;(3)依次利用平行四邊形定則求出矢量和。3.計(jì)算公式公式適用條件說明定義式任何電場某點(diǎn)的場強(qiáng)為確定值，大小及方向與q無關(guān)決定式真空中點(diǎn)電荷的電場E由場源電荷Q和場源電荷到某點(diǎn)的距離r決定典例精析例3.將電量為310-6C的負(fù)電荷，放在電場中A點(diǎn)，受到的電場力大小610-3N，方向水平向左，則將電量為610-6C的正電荷放在A點(diǎn)，受到的電場力為（）A1.210-2 N，方

6、向水平向左 B1.210-2 N，方向水平向右 C1.2102 N，方向水平向左 D1.2102 N，方向水平向右 B方法歸納根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式EF/q可求出A點(diǎn)的電場強(qiáng)度；因電場強(qiáng)度E與試探電荷的有無、電荷量的大小無關(guān)，由電場本身決定，則可以判斷出A點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，再根據(jù)F=Eq即可求出放另一電荷受到的電場力。四、電場線的理解及應(yīng)用1.電場線的應(yīng)用(1)在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大.(2)電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向.(3)沿電場線方向電勢逐漸降低.(4)電場線和等勢面在相交處互相垂直.2.“電場線+運(yùn)動(dòng)軌跡”組合模型模型特點(diǎn):當(dāng)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條與電

7、場線不重合的曲線時(shí),這種現(xiàn)象簡稱為“拐彎現(xiàn)象”,其實(shí)質(zhì)為“運(yùn)動(dòng)與力”的關(guān)系。運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)分析:(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在某一位置的切線)與“力線”(在同一位置電場線的切線方向且指向軌跡的凹側(cè)),從二者的夾角情況來分析帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的情況。(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場強(qiáng)的方向、電荷運(yùn)動(dòng)的方向,是題目中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中一個(gè),可分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假設(shè)法”進(jìn)行分析。典例精析例4.(多選)如圖所示，圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)

8、，若粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場力作用根據(jù)此圖能作出正確判斷的是（）A帶電粒子所帶電荷的符號(hào) B帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向 C粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向 D粒子在a、b兩點(diǎn)的速度大小關(guān)系 CD方法歸納本題是電場中粒子的軌跡問題，首先要能根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷粒子受力方向，其次判斷粒子動(dòng)能和電勢能的變化要根據(jù)電場力做功情況。隨堂檢測1.下列關(guān)于對庫侖定律的理解正確的是（）A庫侖定律的公式和萬有引力定律的公式在形式上很相似，所以庫侖力和萬有引力是相同性質(zhì)的力 B庫侖定律反映的是兩個(gè)點(diǎn)電荷間的靜電力，因此一定不能用于計(jì)算兩個(gè)非點(diǎn)電荷帶電體間的靜電力 C由庫侖定律知，在兩個(gè)帶電體之間的距離接近0時(shí)，它們之間的靜電力無

9、窮大 D微觀帶電粒子的庫侖力比萬有引力要強(qiáng)得多，因此在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，可以把萬有引力忽略 D隨堂檢測2.在勻強(qiáng)電場中只受電場力而做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量總是（）A大小相等，方向相同 B大小不等，方向不同 C大小相等，方向不同 D大小不等，方向相同 A隨堂檢測3.在以點(diǎn)電荷為球心、r為半徑的球面上各點(diǎn)相同的物理量是（）A電場強(qiáng)度 B同一電荷所受電場力 C電勢 D不同電荷具有的電勢能 C隨堂檢測4.如圖所示，實(shí)線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢線，關(guān)于同一電荷在電場中的受力情況，下列判斯正確的是（）A在1、2兩點(diǎn)受到的電場力大小相等 B在2、3兩點(diǎn)受到的電場力大小可能相等 C在1、3兩點(diǎn)受到的電場力大小可能相等 D在3點(diǎn)受到的電場力大于在1