电场专题.ppt

第九单元电场第九单元电场知识框架第九单元第九单元 知识框架知识框架静静电电场场的的产产生生与与本本质质第九单元第九单元 知识框架知识框架静静电电场场的的产产生生与与本本质质第九单元第九单元 知识框架知识框架电电厂厂的的力力的的性性质质第九单元第九单元 知识框架知识框架第九单元第九单元 知识框架知识框架电电厂厂的的能能的的性性质质第九单元第九单元 知识框架知识框架第九单元第九单元 知识框架知识框架电电荷荷在在电电厂厂中中的的运运动动第九单元第九单元 知识框架知识框架考纲展示第九单元第九单元 考纲展示考纲展示内容内容要求要求说说明明1.1.两种两种电电荷荷电电荷守恒荷守恒带电带电粒子在匀粒子在匀强强电电场场中运中运动动的的计计算，只算，只限于限于带电带电粒子粒子进进入入电电场时场时速度平行或垂直速度平行或垂直于于场场强强的情况的情况2.2.真空中的真空中的库仑库仑定律定律电电荷量荷量3.3.电场电场电场电场强强度度电场线电场线点点电电荷的荷的场场强强匀匀强强电场电场电场电场强强度的叠加度的叠加4.4.电势电势能能电势电势差差电势电势等等势势面面5.5.匀匀强强电场电场中中电势电势差跟差跟电场电场强强度的关系度的关系6.6.静静电电屏蔽屏蔽7.7.带电带电粒子在匀粒子在匀强强电场电场中的运中的运动动8.8.示波管示波器及其示波管示波器及其应应用用第九单元第九单元 考纲展示考纲展示9.9.电电容器的容器的电电容容10.10.平行板平行板电电容器的容器的电电容常用的容常用的电电容器容器实验实验10.10.用描迹法画出用描迹法画出电场电场中平面上的等中平面上的等势线势线实验实验11.11.练习练习使用示波器使用示波器要求会正确使用的要求会正确使用的仪仪器：滑器：滑动变动变阻器阻器命题趋势第九单元第九单元 高考要求高考要求电场是电学的基础知识，具有对力学和电学承前启后的作用电场是电学的基础知识，具有对力学和电学承前启后的作用这一单元要求把力学的这一单元要求把力学的“三大观点三大观点”系统地复习一遍，同时又要系统地复习一遍，同时又要掌握电场的概念和规律本单元为历年高考的重点之一，特别是掌握电场的概念和规律本单元为历年高考的重点之一，特别是在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿运动定律、功能关系、在力电综合试题中巧妙地把电场概念与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查对力学、动量等力学知识有机地结合起来，从求解过程中可以考查对力学、电学有关知识点的理解和掌握的熟练程度所以复习本单元时要电学有关知识点的理解和掌握的熟练程度所以复习本单元时要牢牢抓住牢牢抓住“力力”和和“能能”两条主线，实现力、电知识的系统化，两条主线，实现力、电知识的系统化，掌握它们的有机联系，做到融会贯通，这也正是高考命题对本单掌握它们的有机联系，做到融会贯通，这也正是高考命题对本单元的能力要求元的能力要求复习策略第九单元第九单元 复习策略复习策略1.1.本单元主要内容可以概括为：两条主线、三个关系、四种本单元主要内容可以概括为：两条主线、三个关系、四种现象、五种常见电场、六个常用规律、七个主要概念现象、五种常见电场、六个常用规律、七个主要概念(1)(1)两条主线：两条主线：电场的力的性质；电场的力的性质；电场的能的性质电场的能的性质(2)(2)三个关系：三个关系：电场力做功与电势能变化的关系；电场力做功与电势能变化的关系；匀强匀强电场中电势差与场强的关系；电场中电势差与场强的关系；电场线与等势面的关系电场线与等势面的关系(3)(3)四个现象：四个现象：静电感应现象；静电感应现象；电容器充放电现象；电容器充放电现象；带电粒子在电场中加速；带电粒子在电场中加速；带电粒子在电场中偏转带电粒子在电场中偏转第九单元第九单元 复习策略复习策略(4)(4)五种电场：五种电场：孤立点电荷的电场；孤立点电荷的电场；等量异种点电荷的等量异种点电荷的电场；电场；等量同种点电荷的电场；等量同种点电荷的电场；匀强电场；匀强电场；点电荷与带异点电荷与带异种电荷金属板间的电场种电荷金属板间的电场(5)(5)六个常用规律：库仑定律、电荷守恒定律、牛顿第二定六个常用规律：库仑定律、电荷守恒定律、牛顿第二定律、动能定理、动量定理、能量守恒定律律、动能定理、动量定理、能量守恒定律(6)(6)七个概念：元电荷、点电荷、电场强度、电势、电势差、七个概念：元电荷、点电荷、电场强度、电势、电势差、电势能、电容电势能、电容2 2复习本单元应着重点突破以下几个方面：复习本单元应着重点突破以下几个方面：(1)(1)重视对基本概念的理解重视对基本概念的理解 本单元主要概念有七个，其中的重点概念有：电场强度、本单元主要概念有七个，其中的重点概念有：电场强度、电势差、电容电势差、电容第九单元第九单元 复习策略复习策略除了理顺电场中三个关系外，在复习时要加强对知识的总结除了理顺电场中三个关系外，在复习时要加强对知识的总结与提炼如计算电场强度有三个途径；计算电场力做功有三个途与提炼如计算电场强度有三个途径；计算电场力做功有三个途径；判断电势的高低有四个途径；求解电势能的变化有三个途径径；判断电势的高低有四个途径；求解电势能的变化有三个途径等等(3)(3)重视解题规律的总结与指导重视解题规律的总结与指导在力电综合中，研究电场的力的性质时，要利用牛顿第二定在力电综合中，研究电场的力的性质时，要利用牛顿第二定律、力的平衡条件分析；研究电场能的性质时，要利用动能定理、律、力的平衡条件分析；研究电场能的性质时，要利用动能定理、能量守恒定律进行分析同时，利用电场线或等势线定性分析电能量守恒定律进行分析同时，利用电场线或等势线定性分析电场中的问题往往比较简便，这就要求复习时重视对五种常见电场场中的问题往往比较简便，这就要求复习时重视对五种常见电场的电场线与等势线的特点进行总结和记忆的电场线与等势线的特点进行总结和记忆第九单元第九单元 复习策略复习策略(4)(4)加强电场与其他物理知识的联系，重视知识的应用加强电场与其他物理知识的联系，重视知识的应用以实际应用为背景，以带电粒子在电场以实际应用为背景，以带电粒子在电场(或复合场或复合场)中运动为中运动为依托，以考查知识、区分能力为目的的出题思路在高考中已多次依托，以考查知识、区分能力为目的的出题思路在高考中已多次体现，这些考题情景新、信息多、综合性强、过程复杂，要运用体现，这些考题情景新、信息多、综合性强、过程复杂，要运用多个力学规律或力学知识综合分析求解多个力学规律或力学知识综合分析求解(5)(5)重视对科学研究方法的领会重视对科学研究方法的领会本单元的科学研究方法主要有：本单元的科学研究方法主要有：理想化模型法，例如点电理想化模型法，例如点电荷的概念；荷的概念；比值定义法，如电场强度、电势差的概念；比值定义法，如电场强度、电势差的概念；类比类比法，如电场与重力场类比、电容器与水容器类比等法，如电场与重力场类比、电容器与水容器类比等使用建议第九单元第九单元 使用建议使用建议1 1本单元基本概念繁多、抽象难懂，关系复杂，容易混淆要从力和能两本单元基本概念繁多、抽象难懂，关系复杂，容易混淆要从力和能两条主线来理解电场基本概念，理清知识线索库仑定律、电场的力的性条主线来理解电场基本概念，理清知识线索库仑定律、电场的力的性质、电场的能的性质、带电粒子在电场中的运动是教学重点由于库仑质、电场的能的性质、带电粒子在电场中的运动是教学重点由于库仑定律的内容相对较少，所以把它与电场的力的性质合为一讲，在应用时定律的内容相对较少，所以把它与电场的力的性质合为一讲，在应用时要注意电荷的平衡问题；在电场的能的性质这一讲中，注意电场力做功、要注意电荷的平衡问题；在电场的能的性质这一讲中，注意电场力做功、电势能、电势、电势差几者的关系，同时注意功能关系综合应用；最后电势能、电势、电势差几者的关系，同时注意功能关系综合应用；最后一讲中先对带电粒子的运动加以分类：静止、直线运动、曲线运动，然一讲中先对带电粒子的运动加以分类：静止、直线运动、曲线运动，然后结合力学性质、功能关系进行分析后结合力学性质、功能关系进行分析2 2本单元建议安排本单元建议安排9 9课时：第课时：第3333、3434讲各讲各2 2课时，第课时，第3535讲讲3 3课时，第课时，第3636讲、单讲、单元训练各元训练各1 1课时课时第第3333讲讲 电场的力的性质电场的力的性质 第第3333讲电场的力的性质讲电场的力的性质 编读互动第第3333讲讲 编读互动编读互动1 1本讲复习要求学生知道元电荷、点电荷、电荷守恒定律、三种本讲复习要求学生知道元电荷、点电荷、电荷守恒定律、三种起电方式；掌握库仑定律，并能结合力学规律进行相关计算；起电方式；掌握库仑定律，并能结合力学规律进行相关计算；掌握电场强度的概念，明确掌握电场强度的概念，明确E E与与E E的确切含义和适用范围，的确切含义和适用范围，能利用它们进行相关计算；理解电场的叠加原理，并能进行电能利用它们进行相关计算；理解电场的叠加原理，并能进行电场的简单叠加；理解电场线的意义，熟悉常见电场线的分布及场的简单叠加；理解电场线的意义，熟悉常见电场线的分布及特点；知道静电感应，理解静电平衡的特点解题时，除了透特点；知道静电感应，理解静电平衡的特点解题时，除了透彻理解有关概念外，要求掌握三种电场强度的计算方法，会从彻理解有关概念外，要求掌握三种电场强度的计算方法，会从三个途径判断电场强度的方向；能用力的观点分析电场中的问三个途径判断电场强度的方向；能用力的观点分析电场中的问题，会从两个途径计算电场力，会确定电题，会从两个途径计算电场力，会确定电第第3333讲讲 编读互动编读互动 的方向的方向(正顺负逆正顺负逆)；能结合力学规律；能结合力学规律(力的三大观点力的三大观点)分析带电分析带电粒子的加速与偏转问题；能用合成的方法处理重力场与匀强电粒子的加速与偏转问题；能用合成的方法处理重力场与匀强电场组成的复合场中单摆运动与圆周运动问题场组成的复合场中单摆运动与圆周运动问题2 2本讲例题分类安排思路本讲例题分类安排思路(1)(1)库仑定律与力学问题；库仑定律与力学问题；(2)(2)电场强度与电场力；电场强度与电场力；(3)(3)电场线与电场力电场线与电场力3 3本讲课时安排本讲课时安排第一课时：库仑力及简单的平衡、电场强度的基本概念与场强叠第一课时：库仑力及简单的平衡、电场强度的基本概念与场强叠加、电场线的特点加、电场线的特点第二课时：电场线与电场力、静电场中的导体、静电屏蔽第二课时：电场线与电场力、静电场中的导体、静电屏蔽考点整合第第3333讲讲 考点整合考点整合一、电场强度一、电场强度1.1.定义式：定义式：E E_._.2.2.方向：规定与方向：规定与_电荷在该点受的电场力方向相同电荷在该点受的电场力方向相同3.3.特点：具有不变性特点：具有不变性(同一点的电场强度由电场本身的性质决定，与同一点的电场强度由电场本身的性质决定，与q q、F F无关无关)4.4.特例：特例：(1)(1)真空中点电荷的场强计算式：真空中点电荷的场强计算式：E E_；(2)(2)匀强电场的场强计算式：匀强电场的场强计算式：E E_._.5.5.形象描述：电场线形象描述：电场线(要求熟记几种常见电场的电场线要求熟记几种常见电场的电场线)6.6.规律：规律：(1)(1)电场线的密疏对应电场的电场线的密疏对应电场的_，电场线的切线方向对应电，电场线的切线方向对应电场的场的_(2)(2)电场线出发于电场线出发于_电荷，终止于电荷，终止于_电荷电荷正正 强弱强弱 方向方向 正正 负负 第第3333讲讲 考点整合考点整合qEqE 顺顺 逆逆 第第3333讲讲 考点整合考点整合零零 等势等势 等势等势 垂直垂直 外表面外表面 要点探究探究点一库仑定律与力学问题探究点一库仑定律与力学问题 第第3333讲讲 要点探究要点探究一、应用库仑定律解题要点一、应用库仑定律解题要点1.1.适用条件：真空、点电荷；两静止点电荷之间或静止点电荷与运适用条件：真空、点电荷；两静止点电荷之间或静止点电荷与运动点电荷之间动点电荷之间2.2.真空中两点电荷间的库仑力是一对相互作用力，满足牛顿第三定真空中两点电荷间的库仑力是一对相互作用力，满足牛顿第三定律律3.3.对于两个不能视为点电荷的带电导体间库仑力大小的分析要考虑对于两个不能视为点电荷的带电导体间库仑力大小的分析要考虑带电体上电荷的重新分布带电体上电荷的重新分布4.4.当当r0r0时，带电体不能看成点电荷，也就不能得出时，带电体不能看成点电荷，也就不能得出FF的结论的结论第第3333讲讲 考点整合考点整合5.5.微观带电粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，所以微观带电粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，所以研究微观带电粒子之间的相互作用力时，可忽略万有引力研究微观带电粒子之间的相互作用力时，可忽略万有引力6.6.应用库仑定律进行计算时，先将电荷量的绝对值代入计算，应用库仑定律进行计算时，先将电荷量的绝对值代入计算，然后根据电性来判断方向然后根据电性来判断方向二、如何解决涉及库仑力的力学问题二、如何解决涉及库仑力的力学问题库仑力可以和其他力平衡，也可以和其他力一起使带电体产生库仑力可以和其他力平衡，也可以和其他力一起使带电体产生加速度因此这类问题的实质仍是力学问题，要按照处理力学问加速度因此这类问题的实质仍是力学问题，要按照处理力学问题的基本思路来解题解决此类问题的基本步骤如下：题的基本思路来解题解决此类问题的基本步骤如下：1.1.明确研究对象明确研究对象(多为一个带电体，也可以是几个带电体组成多为一个带电体，也可以是几个带电体组成的系统的系统)；第第3333讲讲 考点整合考点整合2.2.分析研究对象所受的全部外力，包括电场力；分析研究对象所受的全部外力，包括电场力；3.3.分析研究对象所处的状态：平衡状态、非平衡状态等；分析研究对象所处的状态：平衡状态、非平衡状态等；4.4.由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解说明：由于带电体之间的库仑力是一对相互作用力，满足牛顿说明：由于带电体之间的库仑力是一对相互作用力，满足牛顿第三定律，因此对于孤立的带电系统在只有内部各部分相互作用第三定律，因此对于孤立的带电系统在只有内部各部分相互作用的过程中，可考虑应用动量守恒或动能与电势能之和守恒来研究的过程中，可考虑应用动量守恒或动能与电势能之和守恒来研究第第3333讲讲 考点整合考点整合D D 第第3333讲讲 考点整合考点整合 点评点评 本题考查涉及库仑定律的平衡问题，与前面力学平衡问题本题考查涉及库仑定律的平衡问题，与前面力学平衡问题解题思路相同，但要注意库仑力的特征解题思路相同，但要注意库仑力的特征 命题意图命题意图 本题意在巩固学生对平衡问题的处理能力，同时加强本题意在巩固学生对平衡问题的处理能力，同时加强库仑力与前面力学问题的整合库仑力与前面力学问题的整合第第3333讲讲 要点探究要点探究AB AB 第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究探究点探究点二电场强度与电场力二电场强度与电场力一、计算电场强度的三个基本公式一、计算电场强度的三个基本公式 第第3333讲讲 要点探究要点探究二、电场强度的二、电场强度的“三性三性”的理解的理解电场强度的三性为：电场强度的三性为：矢量性、矢量性、唯一性、唯一性、叠加性因为叠加性因为场强是矢量，且电场中某点处场强场强是矢量，且电场中某点处场强E E是唯一的，空间中多个电场是唯一的，空间中多个电场存在时，某点的场强为多个电场的合场强，场强叠加遵循矢量存在时，某点的场强为多个电场的合场强，场强叠加遵循矢量合成法则合成法则(平行四边形定则平行四边形定则)场强叠加是高考热点，且多侧重场强叠加是高考热点，且多侧重于对等量同种电荷电场和等量异种电荷电场的考查，详见下表于对等量同种电荷电场和等量异种电荷电场的考查，详见下表第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究三、求解电场强度的几种特殊方法三、求解电场强度的几种特殊方法补偿法、极值法、微元法、对称法、等效替代法等补偿法、极值法、微元法、对称法、等效替代法等D D 第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究D D 第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查学生通过本题考查学生通过“微元法微元法”处理实验数据的能力处理实验数据的能力 命题意图命题意图 本题实质体现的是转化思想的运用，即把不能视为本题实质体现的是转化思想的运用，即把不能视为点电荷的问题转化为点电荷问题点电荷的问题转化为点电荷问题(库仑定律适用于点电荷库仑定律适用于点电荷)，微元法，微元法是实现这一转化的有效手段是实现这一转化的有效手段第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究探究点探究点三电场线与电场力三电场线与电场力第第3333讲讲 要点探究要点探究二、电场线的作用二、电场线的作用电场线是认识和研究电场问题的有力工具，必须掌握典型电场的电场线是认识和研究电场问题的有力工具，必须掌握典型电场的电场线分布，电场线的基本作用如下：电场线分布，电场线的基本作用如下：1 1判断库仑力的方向；判断库仑力的方向；2 2判断场强的大小判断场强的大小(定性定性)和方向；和方向；3 3判断电荷在电场中电势能的大小；判断电荷在电场中电势能的大小；4 4判断电势的高低和电势降落的快慢；判断电势的高低和电势降落的快慢；5 5间接判断电场力做功的正负；间接判断电场力做功的正负；6 6判断等势面的疏密和位置判断等势面的疏密和位置三、电场线应注意的问题三、电场线应注意的问题第第3333讲讲 要点探究要点探究1 1一根电场线不能表示场强的大小；一根电场线不能表示场强的大小；2 2电场线是不真实的；电场线是不真实的；3 3电场线是不闭合的；电场线是不闭合的；4 4电场线是不中断的；电场线是不中断的；5 5电场线不相交、也不相切；电场线不相交、也不相切；6 6电场线不是电荷运动的轨迹电场线不是电荷运动的轨迹四、电场线、电场力与粒子运动轨迹四、电场线、电场力与粒子运动轨迹1 1运动轨迹不一定与电场线重合，轨迹的切线方向为粒子经过运动轨迹不一定与电场线重合，轨迹的切线方向为粒子经过该点时的速度方向该点时的速度方向第第3333讲讲 要点探究要点探究2 2弄清力和运动的关系，揭示粒子为什么这样运动，带电粒子弄清力和运动的关系，揭示粒子为什么这样运动，带电粒子所受合力应指向轨迹弯曲的凹侧所受合力应指向轨迹弯曲的凹侧3 3粒子运动轨迹和电场线重合必须同时满的三个条件：粒子运动轨迹和电场线重合必须同时满的三个条件：(1)(1)电场电场线为直线；线为直线；(2)(2)粒子只受电场力作用；粒子只受电场力作用；(3)(3)初速度为零或初速度平初速度为零或初速度平行于电场线行于电场线第第3333讲讲 要点探究要点探究例例4 4静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图33336 6中直线中直线abab为该为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P P点的带电粉尘颗点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图粒的运动轨迹，图33337 7中可能正确的是中可能正确的是(忽略重力和空气阻力忽略重力和空气阻力)()()A A第第3333讲讲 要点探究要点探究第第3333讲讲 要点探究要点探究 解析解析 本题考查带电微粒在电场力作用下的曲线运动，本题考查带电微粒在电场力作用下的曲线运动，中档题粉尘在电场力作用下做加速曲线运动，电场力指向轨中档题粉尘在电场力作用下做加速曲线运动，电场力指向轨迹的凹侧，而且与速度方向成锐角，只有迹的凹侧，而且与速度方向成锐角，只有A A符合条件符合条件 点评点评 本题通过静电除尘器原理考查考生对电场线的理解本题通过静电除尘器原理考查考生对电场线的理解和应用和应用 命题意图命题意图 对涉及电场线的问题一定要准确理解电场线的对涉及电场线的问题一定要准确理解电场线的概念，全面掌握电场线的基本作用，尤其典型电场的电场线分概念，全面掌握电场线的基本作用，尤其典型电场的电场线分布，一定要记清楚布，一定要记清楚第第3333讲讲 要点探究要点探究A A第第3333讲讲 要点探究要点探究 解析解析 电场强度的大小用电场线的疏密来判断，密处电场强度的大小用电场线的疏密来判断，密处场强大，显然场强大，显然EPEQEPEQ；又沿着电场线的方向，电势越来越低，；又沿着电场线的方向，电势越来越低，则知则知UPUQ,UPUQ,A A正确，正确，B B、C C、D D均错误均错误 命题意图命题意图 本题意在通过不等量异种电荷电场线的分本题意在通过不等量异种电荷电场线的分布、电场强弱分析、电势高低的判断考查学生灵活应用能力，布、电场强弱分析、电势高低的判断考查学生灵活应用能力，使学生认识到不但要能用电场线知识分析典型电场，还要能分使学生认识到不但要能用电场线知识分析典型电场，还要能分析非典型电场析非典型电场备用习题第第3333讲讲 备用习题备用习题1 1如图甲所示，如图甲所示，MNMN为很大的薄金属板为很大的薄金属板(可理解为无限大可理解为无限大)，金属板原来不带，金属板原来不带电在金属板的右侧距金属板距离为电在金属板的右侧距金属板距离为d d的位置上放入一个带正电、电荷的位置上放入一个带正电、电荷量为量为q q的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布的点电荷，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布P P是点电是点电荷右侧与点电荷之间的距离也为荷右侧与点电荷之间的距离也为d d的一个点，几位同学想求出的一个点，几位同学想求出P P点的电场点的电场强度大小，但发现问题很难几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电强度大小，但发现问题很难几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的图乙中两异号点电荷的电荷量的大乙中虚线右侧的电场分布是一样的图乙中两异号点电荷的电荷量的大小均为小均为q q，它们之间的距离为，它们之间的距离为2d2d，虚线是两点电荷连线的中垂线由此，虚线是两点电荷连线的中垂线由此他们分别求出了他们分别求出了P P点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案点的电场强度大小，一共有以下四个不同的答案(答案答案中中k k为静电力常量为静电力常量)，其中正确的是，其中正确的是()A A 第第3333讲讲 备用习题备用习题第第3333讲讲 备用习题备用习题第第3333讲讲 备用习题备用习题2 220112011石景山模拟石景山模拟 在光滑的绝缘水平面上，有一个正三在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形角形abcabc，顶点，顶点a a、b b、c c处分别固定一个正点电荷，电荷量相处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，等，如图所示，D D点为正三角形外接圆的圆心，点为正三角形外接圆的圆心，E E、G G、H H点分点分别为别为abab、acac、bcbc的中点，的中点，F F点为点为E E点关于电荷点关于电荷c c的对称点，则的对称点，则下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A AD D点的电场强度一定不为零，电势可能为零点的电场强度一定不为零，电势可能为零B BE E、F F两点的电场强度等大反向，电势相等两点的电场强度等大反向，电势相等C CE E、G G、H H三点的电场强度和电势均相同三点的电场强度和电势均相同D D若释放电荷若释放电荷c c，电荷，电荷c c将一直做加速运动将一直做加速运动(不计空气阻力不计空气阻力)ABC ABC 第第3333讲讲 备用习题备用习题 解析解析 ABCABC根据对称性，根据对称性，a a、b b、c c处等量正点电荷在处等量正点电荷在D D处处产生的场强矢量和为零，选项产生的场强矢量和为零，选项A A错误；根据点电荷产生场强的计错误；根据点电荷产生场强的计算公式及电场叠加原理易知算公式及电场叠加原理易知E E点合场强小于点合场强小于F F点合场强，选项点合场强，选项B B错错误；误；E E、G G、H H三点电场强度大小相等、方向不同，则选项三点电场强度大小相等、方向不同，则选项C C错误；错误；若释放电荷若释放电荷c c，电荷，电荷c c将沿将沿a a、b b连线中垂线向右做加速度逐渐减连线中垂线向右做加速度逐渐减小的加速直线运动，选项小的加速直线运动，选项D D正确本题要求选不正确选项，故应正确本题要求选不正确选项，故应选选ABCABC.第第3434讲讲 电场的能的性质电场的能的性质第第3434讲电场的能的性质讲电场的能的性质编读互动第第3434讲讲 编读互动编读互动1 1本讲涉及的基本概念极易混淆，关键在于引导学生准确本讲涉及的基本概念极易混淆，关键在于引导学生准确理解概念并牢记各物理量之间的逻辑关系由复习电场力做功理解概念并牢记各物理量之间的逻辑关系由复习电场力做功(功是能量转化的量度功是能量转化的量度)，引入电势能以及决定电势能的相关因，引入电势能以及决定电势能的相关因素素(电量及电势电量及电势)，再到电势、电势差、等势线、等势面、等势，再到电势、电势差、等势线、等势面、等势体、场强与电势差的关系，使学生从整体上认识到电势是电场体、场强与电势差的关系，使学生从整体上认识到电势是电场的本质属性并掌握电势差、电功与电势能变化的关系的本质属性并掌握电势差、电功与电势能变化的关系2 2本讲例题分类安排思路本讲例题分类安排思路(1)(1)电势能、电势、电势差与电场力做功；电势能、电势、电势差与电场力做功；第第3434讲讲 编读互动编读互动(2)(2)等势面与电场线；等势面与电场线；(3)(3)涉及电场力做功的综合问题涉及电场力做功的综合问题3 3本讲课时安排本讲课时安排第一课时：几个基本概念的关系、电场线、等势线、轨迹线第一课时：几个基本概念的关系、电场线、等势线、轨迹线、电势差的计算；、电势差的计算；第二课时：电场力做功及功能关系的运用第二课时：电场力做功及功能关系的运用考点整合第第3434讲讲 考点整合考点整合一、电场力的功一、电场力的功1.1.计算式：计算式：W W_._.2.2.正负功：做正功时，正电荷顺着电场线运动、负电荷逆着电正负功：做正功时，正电荷顺着电场线运动、负电荷逆着电场线；做负功时，正电荷逆着电场线运动，负电荷顺着电场线场线；做负功时，正电荷逆着电场线运动，负电荷顺着电场线3.3.特点：电场力做功与特点：电场力做功与_无关，与初末位置的无关，与初末位置的_有有关关二、电势能二、电势能1.1.大小：大小：AA _._.qUqU qEdqEd 路径路径 电势差电势差 qqA A 第第3434讲讲 考点整合考点整合2.2.变化量：与电场力做功存在一一对应的关系变化量：与电场力做功存在一一对应的关系(1)(1)定性关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能定性关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能_；电；电场力对电荷做负功，电荷的电势能场力对电荷做负功，电荷的电势能_(2)(2)定量关系：定量关系：WABWAB_q(Aq(ABB)(电场力电场力对电荷做的功等于电荷的电势能增量的负值对电荷做的功等于电荷的电势能增量的负值)三、电势三、电势1.1.意义：电势是反映电场的能的性质的物理量意义：电势是反映电场的能的性质的物理量减少减少 增加增加 A AB B第第3434讲讲 考点整合考点整合无关无关 大大 小小 第第3434讲讲 考点整合考点整合四、电四、电 势势 差差1.1.定义式：定义式：UABUAB_ _ _(匀强电场的电势差为匀强电场的电势差为_)_)2.2.特点：具有不变性特点：具有不变性(固定两点间的电势差由电场本身决定，与固定两点间的电势差由电场本身决定，与q q、W W无关无关)3.3.等势面：在电场中同一等势面上，同一电荷具有相同的电势能；等势面：在电场中同一等势面上，同一电荷具有相同的电势能；电场线与等势面相互垂直；电场线越密的地方等势面也越密电场线与等势面相互垂直；电场线越密的地方等势面也越密(在相在相邻等势面的电势差相等的前提下邻等势面的电势差相等的前提下)；在同一等势面上移动电荷，电；在同一等势面上移动电荷，电场力场力_A AB B(B BA A)U UBABA U UEd Ed 不做功不做功 要点探究探究点一电势能、电势、电势差与电场力做功探究点一电势能、电势、电势差与电场力做功 第第3434讲讲 要点探究要点探究1.1.电势与电势能的对比电势与电势能的对比第第3434讲讲 要点探究要点探究第第3434讲讲 要点探究要点探究2.2.电场强度与电势的对比电场强度与电势的对比 第第3434讲讲 要点探究要点探究3.3.电场力做功与能量的变化电场力做功与能量的变化 匀强电场中电场力做功匀强电场中电场力做功W WqUqUqEdqEd；非匀强电场中电场力；非匀强电场中电场力做功做功WABWABq(Aq(ABB)正电荷顺着电场线、负电荷逆着电场线，正电荷顺着电场线、负电荷逆着电场线，电场力做正功，电势能减小；正电荷逆着电场线、负电荷顺着电电场力做正功，电势能减小；正电荷逆着电场线、负电荷顺着电场线，电场力做负功，电势能增加可与牛顿第二定律，功和能场线，电场力做负功，电势能增加可与牛顿第二定律，功和能等相综合，解题的思路和步骤与力学问题完全相同，但要注意电等相综合，解题的思路和步骤与力学问题完全相同，但要注意电场力做功的特点场力做功的特点与路径无关与路径无关第第3434讲讲 要点探究要点探究例例1 1关于静电场，下列结论普遍成立的是关于静电场，下列结论普遍成立的是()A A.电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C C.在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向势降低最快的方向D D.将正点电荷从场强为将正点电荷从场强为 C C 第第3434讲讲 要点探究要点探究 解析解析 在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，强度小，电势高，A A错误电势差与场强无关，错误电势差与场强无关，B B错误场强的错误场强的方向就是电势降低最快的方向，方向就是电势降低最快的方向，C C正确场强为零，电势不一正确场强为零，电势不一定为零，电场力做功只与两点间的电势差有关定为零，电场力做功只与两点间的电势差有关D D错误错误第第3434讲讲 要点探究要点探究变式题变式题20102010山东卷山东卷 某电场的电场线分布如图某电场的电场线分布如图34341 1所所示，以下说法正确的是示，以下说法正确的是()A A.c.c点场强大于点场强大于b b点场强点场强B B.a.a点电势高于点电势高于b b点电势点电势C C.若将一试探电荷若将一试探电荷q q由由a a点释放，它将沿电场线运动到点释放，它将沿电场线运动到b b点点D D.若在若在d d点再固定一点电荷点再固定一点电荷Q Q，将一试探电荷，将一试探电荷q q由由a a移至移至b b的的过程中，电势能减小过程中，电势能减小BD BD 第第3434讲讲 要点探究要点探究第第3434讲讲 要点探究要点探究 解析解析 本题考查电场线的知识由题可知，本题考查电场线的知识由题可知，c c点电场线点电场线比比b b点电场线稀疏，所以点电场线稀疏，所以c c点场强小于点场强小于b b点场强，点场强，A A选项错误；选项错误；沿着电场线方向，电势降低，所以沿着电场线方向，电势降低，所以a a点电势高于点电势高于b b点电势，点电势，B B选选项正确；电场线方向不是电荷运动方向，项正确；电场线方向不是电荷运动方向，C C选项错误；正点电选项错误；正点电荷从荷从a a点移到点移到b b点，电场力做正功，电势能减小，点，电场力做正功，电势能减小，D D选项正确选项正确第第3434讲讲 要点探究要点探究A A 第第3434讲讲 要点探究要点探究 解析解析 本题考查匀强电场的特点，中档题在匀强电场中，本题考查匀强电场的特点，中档题在匀强电场中，两点间的电势差等于两点间的电势差等于U UO OP PEdEd，d d表示沿电场线方向表示沿电场线方向的距离，则此时的距离，则此时d dR Rsinsin，得，得U U1010sinsin V V，A A对对第第3434讲讲 要点探究要点探究 点评点评 利用公式利用公式W WqUqUABAB计算时，有两种运算法计算时，有两种运算法(1)(1)正负号运算法：按照符号规定把电荷量正负号运算法：按照符号规定把电荷量q q、移动过程始末两点、移动过程始末两点电势差电势差U UABAB及电场力的功及电场力的功W WABAB代入公式计算代入公式计算(2)(2)绝对值运算法：公式中绝对值运算法：公式中q q、U UABAB、W WABAB均为绝对值，算出数值后再均为绝对值，算出数值后再根据根据“正正(或负或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，电电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，电场力做正功场力做正功(或电场力做负功或电场力做负功)；正；正(或负或负)电荷从电势较低的点移电荷从电势较低的点移到电势较高的点时，电场力做负功到电势较高的点时，电场力做负功(或电场力做正功或电场力做正功)”来判断来判断 命题意图命题意图 例例1 1、例、例2 2主要侧重于电势能、电势、电势差与电场力主要侧重于电势能、电势、电势差与电场力做功的考查，目的是让学生澄清各概念本质，掌握其相互关系并做功的考查，目的是让学生澄清各概念本质，掌握其相互关系并能进行定性和定量的分析能进行定性和定量的分析第第3434讲讲 要点探究要点探究探究点二等势面与电场线探究点二等势面与电场线 第第3434讲讲 要点探究要点探究二、等势面与电场线的关系二、等势面与电场线的关系1.1.电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面，电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面，沿电场线方向电势降低最快；沿电场线方向电势降低最快；2.2.电场线越密的地方，等差等势面越密；电场线越密的地方，等差等势面越密；3.3.沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功；电场力一定做功；4.4.电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具；电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具；5.5.由于测量等势点较容易，所以往往通过描述等势线来确定由于测量等势点较容易，所以往往通过描述等势线来确定电场线电场线第第3434讲讲 要点探究要点探究例例3 3如图如图34343 3所示，实线是等量异种点电荷所形成的电场所示，实线是等量异种点电荷所形成的电场中每隔一定电势差所描绘的等势线现有外力移动一个带正电的中每隔一定电势差所描绘的等势线现有外力移动一个带正电的试探电荷，下列过程中该外力所做正功最多的是试探电荷，下列过程中该外力所做正功最多的是()A A.从从A A移到移到B B B B从从C C移到移到D DC