第九章第一讲库仑定律电场强度优秀PPT.ppt

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1、第九章第一讲库仑定律电场强度第一页，本课件共有66页 复习备考导航复习备考导航 考点考点要求要求1.两种两种电电荷荷电电荷守恒荷守恒2.真空中的真空中的库仑库仑定律定律电电荷量荷量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电 场场电场电场强强度的叠加度的叠加4.电势电势能能电势电势差差电势电势等等势势面面第二页，本课件共有66页考点考点要求要求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.静静电电屏蔽屏蔽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.示波管示波器及其示波管示波器及其应应用用9.电电容器的容器的电电容容第三页

2、，本课件共有66页考点考点要求要求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11.实验实验：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第四页，本课件共有66页1 1从近几年的高考试题看，考查的热点知识为电场线、从近几年的高考试题看，考查的热点知识为电场线、等势面、电势、电势差、电势能、电场力做功等，且多侧等势面、电势、电势差、电势能、电场力做功等，且多侧重于以带电粒子在电场中的运动为载体以选择题的形式进重于以带电粒子在电场中的运动为载体以选择题的形式进行考查行考查2 2在将来的高考中，在上述考查角度的基础上，仍然会在将来的高考中，在上述考查角度的

3、基础上，仍然会以选择题的形式考查电场的基本知识，也可能以综合题的形以选择题的形式考查电场的基本知识，也可能以综合题的形式考查电场知识与动量、能量、曲线运动等的综合问题，尤式考查电场知识与动量、能量、曲线运动等的综合问题，尤其是电场知识在生产、生活中的应用，更是考查的一个热点其是电场知识在生产、生活中的应用，更是考查的一个热点第五页，本课件共有66页3 3在复习中，要做好以下几个方面的工作：在复习中，要做好以下几个方面的工作：(1)(1)做好基础知做好基础知识的复习，与力学中平衡问题、动力学问题、动量能量等知识的识的复习，与力学中平衡问题、动力学问题、动量能量等知识的整合整合(2)(2)以其研究

4、近几年各地高考试题及模拟题中的有关以其研究近几年各地高考试题及模拟题中的有关计算题，总结命题的角度和解题的入手点，但不可过多的沉计算题，总结命题的角度和解题的入手点，但不可过多的沉溺于其中，做到量力而行，还是基础知识和中档题目更为重溺于其中，做到量力而行，还是基础知识和中档题目更为重要，夯实基础，才能以不变应万变要，夯实基础，才能以不变应万变第六页，本课件共有66页 知识体系总览知识体系总览 第七页，本课件共有66页第八页，本课件共有66页第九页，本课件共有66页第十页，本课件共有66页第十一页，本课件共有66页一、电荷和电荷守恒定律一、电荷和电荷守恒定律1 1电荷电荷(1)(1)元电荷：最小

5、的电荷量，其值为元电荷：最小的电荷量，其值为e e C C任何带电体的带电荷量皆为元电荷的任何带电体的带电荷量皆为元电荷的 倍倍(2)(2)点电荷：带一定的电荷量，忽略其形状和大小的一点电荷：带一定的电荷量，忽略其形状和大小的一种理想化模型种理想化模型1.60101.60101919 整数整数第十二页，本课件共有66页2 2电荷守恒定律电荷守恒定律(1)(1)内容：电荷既不会内容：电荷既不会 ，也不会，也不会 ，只能从一，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，到另一部分，在转移的过程中，不变不变(2)(2

6、)起电方式：起电方式：、感应起电、感应起电(3)(3)带电实质：不论哪种起电方式，它们的实质都是带电实质：不论哪种起电方式，它们的实质都是 创造创造消灭消灭电荷的总量电荷的总量摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电电电子的转移子的转移第十三页，本课件共有66页二、库仑定律二、库仑定律1 1内容：内容：中两个点电荷之间相互作用的电力，跟中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成它们的电荷量的乘积成 ，跟它们的距离的二次方，跟它们的距离的二次方成成 ，作用力的方向在它们的连线上，作用力的方向在它们的连线上2 2表达式：表达式：F F k k，式中，式中k k Nm Nm2 2/C/C2 2，

7、叫静电力常量叫静电力常量3 3适用条件：真空中的适用条件：真空中的 真空真空正比正比反比反比9.0109.0109 9点电荷点电荷第十四页，本课件共有66页 特别提醒特别提醒(1)(1)两个点电荷间的距离两个点电荷间的距离r r00时，不能再视为点电荷，时，不能再视为点电荷，也不遵循库仑定律，它们之间的库仑力不能认为趋于无也不遵循库仑定律，它们之间的库仑力不能认为趋于无穷大穷大(2)(2)两个带电体间的库仑力是一对相互作用力两个带电体间的库仑力是一对相互作用力第十五页，本课件共有66页三、电场、电场强度和电场线三、电场、电场强度和电场线1 1电场：电场：基本性质：对放入其中的电荷有基本性质：对

8、放入其中的电荷有 N/CN/CV/mV/m正电荷正电荷平行四边形平行四边形力的作用力的作用第十六页，本课件共有66页(4)(4)场强的三个表达式比较场强的三个表达式比较第十七页，本课件共有66页3 3电场线电场线(1)(1)电场线的特点：电场线的特点：电场线从电场线从 或无限远处出发终止于或无限远处出发终止于 或无限或无限远处远处电场线在电场中不相交电场线在电场中不相交在同一电场里，电场线在同一电场里，电场线 的地方场强越大的地方场强越大电场线上某点的切线方向表示该点的电场线上某点的切线方向表示该点的 正电荷正电荷负电荷负电荷越密越密场强方向场强方向第十八页，本课件共有66页(2)(2)几种典

9、型电场的电场线几种典型电场的电场线(如图如图9 91 11)1)图图9 91 11 1第十九页，本课件共有66页 特别提醒特别提醒 丙、丁图中的电场线分布的疏密程度关于两电荷丙、丁图中的电场线分布的疏密程度关于两电荷连线的中垂线具有对称性，因此，电场强度的大小对连线的中垂线具有对称性，因此，电场强度的大小对称，但方向不一定相同称，但方向不一定相同第二十页，本课件共有66页1.1.把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能现两球相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是是 ()A A两球原

10、来带有等量异种电荷两球原来带有等量异种电荷B B两球原来带有同种电荷两球原来带有同种电荷C C两球原来带有不等量异种电荷两球原来带有不等量异种电荷D D两球中原来只有一个带电两球中原来只有一个带电第二十一页，本课件共有66页解析：解析：根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，两个相同的小球接根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，两个相同的小球接触后电荷量平均分配规律可知，触后电荷量平均分配规律可知，B B、C C、D D正确正确答案：答案：BCDBCD第二十二页，本课件共有66页2 2关于电场，下列说法中正确的是关于电场，下列说法中正确的是()A A电场是电荷周围空间实际存在的物质电场是电荷周围空间实际存在

11、的物质B B电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型C C电荷周围分布的电场线就是电场电荷周围分布的电场线就是电场D D电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的第二十三页，本课件共有66页答案：答案：A A解析：解析：电场是由电荷或变化的磁场产生的，它是客观存在电场是由电荷或变化的磁场产生的，它是客观存在的，人们为了描述电场，人为引入了电场线，电荷间的的，人们为了描述电场，人为引入了电场线，电荷间的相互作用就是通过电场实现的，故选项相互作用就是通过电场实现的，故选项A A正确正确第二十四页，本课件共有66页

12、第二十五页，本课件共有66页第二十六页，本课件共有66页答案：答案：BCDBCD第二十七页，本课件共有66页4 4如图如图9 91 12 2所示为两个点电荷在真所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线空中所产生电场的电场线(方向未标方向未标出出)图中图中C C点为两点电荷连线的中点，点为两点电荷连线的中点，MNMN为两点电荷连线的中垂线，为两点电荷连线的中垂线，D D为中为中垂线上的一点，电场线的分布关于垂线上的一点，电场线的分布关于MNMN左右对称则下列说法中正确的是左右对称则下列说法中正确的是()A A这两点电荷一定是等量异种电荷这两点电荷一定是等量异种电荷B B这两点电荷一定是等量同种

13、电荷这两点电荷一定是等量同种电荷图图9 91 12 2第二十八页，本课件共有66页C CD D、C C两点的电场强度一定相等两点的电场强度一定相等D DC C点的电场强度比点的电场强度比D D点的电场强度小点的电场强度小解析：解析：由电场线分布的特征可知，产生电场的电荷一由电场线分布的特征可知，产生电场的电荷一定是等量异种电荷，定是等量异种电荷，A A正确；正确；D D、C C两点电场线的密度不两点电场线的密度不同，同，D D、C C两点的电场强度不同，两点的电场强度不同，C C不正确；不正确；C C点电场线点电场线的密度大，电场强度大，的密度大，电场强度大，D D不正确不正确答案：答案：A

14、A第二十九页，本课件共有66页第三十页，本课件共有66页第三十一页，本课件共有66页答案：答案：46 N46 N23 N23 N第三十二页，本课件共有66页第三十三页，本课件共有66页第三十四页，本课件共有66页 思路点拨思路点拨 分别表示出分别表示出Q Q和和Q Q在在P P点产生的场强，然后点产生的场强，然后作出平行四边形利用几何关系求解合场强作出平行四边形利用几何关系求解合场强第三十五页，本课件共有66页 答案答案 C C第三十六页，本课件共有66页归纳领悟归纳领悟 在求解电场强度问题时，应分清所叙述的是合场强，在求解电场强度问题时，应分清所叙述的是合场强，还是分场强，若求分场强，要注意

15、选择适当的公式进行计还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算，求合场强时，应先求出分场强，然后再根据矢量的合算，求合场强时，应先求出分场强，然后再根据矢量的合成法则成法则(平行四边形定则平行四边形定则)进行求解进行求解第三十七页，本课件共有66页 题组突破题组突破 1 1如图如图9 91 14 4所示，所示，ACAC、BDBD为圆的两条互为圆的两条互相垂直的直径，圆心为相垂直的直径，圆心为O O，将带有等量电，将带有等量电荷荷q q的正、负点电荷放在圆周上，它们的的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于位置关于ACAC对称要使圆心对称要使圆心O O处的电场强处的电场强度为零，可在圆

16、周上再放置一个适当电荷量的正点电荷度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷Q Q，则该点电荷则该点电荷Q Q应放在应放在 ()A AA A点点 B BB B点点C CC C点点 D DD D点点图图9 91 14 4第三十八页，本课件共有66页答案：答案：D D解析：解析：正、负点电荷在正、负点电荷在O O处的合场强方向由处的合场强方向由O O指向指向D D，所以要，所以要使使O O处的电场强度为零，所放的正点电荷在处的电场强度为零，所放的正点电荷在O O处的场强应由处的场强应由O O指指向向B B，所以应放在，所以应放在D D点，选项点，选项D D正确正确第三十九页，本课件共有66页

17、第四十页，本课件共有66页答案：答案：A A第四十一页，本课件共有66页 典例启迪典例启迪 例例22(2010(2010新课标全国卷新课标全国卷)静电除尘器静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器其除是目前普遍采用的一种高效除尘器其除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图图9 91 16 6中直线中直线abab为该收尘板的横截面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如图所示；粉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，最后落在收尘尘带负电，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

18、表示原来静止于板上若用粗黑曲线表示原来静止于P P点的带电粉尘颗粒的点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，图运动轨迹，图9 91 17 7中的中的4 4幅图可能正确的是幅图可能正确的是(忽略重力和空气忽略重力和空气阻力阻力)()()图图9 91 16 6第四十二页，本课件共有66页 思路点拨思路点拨 由带电粉尘颗粒受到的电场力方向判断它由带电粉尘颗粒受到的电场力方向判断它运动轨迹的弯曲方向运动轨迹的弯曲方向图图9 91 17 7第四十三页，本课件共有66页 解析解析 因为电场中各点的场强方向为电场线的切线方向，所以因为电场中各点的场强方向为电场线的切线方向，所以条形金属板所产生的电场为非匀强电场，即带电

19、粒子在电场中所条形金属板所产生的电场为非匀强电场，即带电粒子在电场中所受的电场力方向与大小都将发生变化，故带电粒子在电场中不可受的电场力方向与大小都将发生变化，故带电粒子在电场中不可能沿电场线运动，能沿电场线运动，C C错误；因为带电粒子在电场中将做曲线运动，错误；因为带电粒子在电场中将做曲线运动，由曲线运动的特点：所受的合外力要指向圆弧内侧可知，带负由曲线运动的特点：所受的合外力要指向圆弧内侧可知，带负电的粉尘颗粒运动轨迹可为电的粉尘颗粒运动轨迹可为A A图，图，A A正确正确 答案答案 A A第四十四页，本课件共有66页 归纳领悟归纳领悟(1)(1)一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不

20、会与电一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电 场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合电场线为直线；电场线为直线；电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行平行第四十五页，本课件共有66页(2)(2)带电粒子在电场中运动时，可以根据电场线的分布带电粒子在电场中运动时，可以根据电场线的分布情况及运动轨迹判断电荷的受力情况、加速度大小情况及运动轨迹判断电荷的受力情况、加速度大小的变化，由电场力做功的情况

21、判断速度变化情况等，的变化，由电场力做功的情况判断速度变化情况等，另外当带电粒子做曲线运动时，要注意电场力与物另外当带电粒子做曲线运动时，要注意电场力与物体做曲线运动条件的结合起来解决问题体做曲线运动条件的结合起来解决问题第四十六页，本课件共有66页 题组突破题组突破 3 3如图如图9 91 18 8所示，图中实线是一簇未标所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，迹，a a、b b是轨迹上的两点，若带电粒子在是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据

22、此图可以作出的正确判断运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的正确判断是是 ()A A带电粒子所带电荷的正、负带电粒子所带电荷的正、负B B带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的受力方向两点的受力方向图图9 91 18 8第四十七页，本课件共有66页C C带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的加速度何处较大两点的加速度何处较大D D带电粒子在带电粒子在a a、b b两点的速度何处较大两点的速度何处较大解析：解析：电场线的方向未知，因此无法判断带电粒子的性质，电场线的方向未知，因此无法判断带电粒子的性质，A A错，由弯曲方向可判断粒子在错，由弯曲方向可判断粒子在a a、b b两点的受力

23、方向，都受沿电两点的受力方向，都受沿电场线向左的电场力的作用，场线向左的电场力的作用，B B对，对，a a周围的电场线比较密集，电荷周围的电场线比较密集，电荷在此处的电场力大，加速度大，在此处的电场力大，加速度大，C C对，由对，由a a到到b b电场力做负功，电场力做负功，动能减小，速度减小，动能减小，速度减小，D D项正确项正确答案：答案：BCDBCD第四十八页，本课件共有66页4 4如图如图9 91 19 9所示，所示，A A、B B两点固定两个两点固定两个等量正点电荷，在等量正点电荷，在A A、B B连线的中点连线的中点C C处处放一点电荷放一点电荷(不计重力不计重力)若给该点电若给该

24、点电荷一个初速度荷一个初速度v v0 0，v v0 0方向与方向与ABAB连线垂直，则该点电荷可能的连线垂直，则该点电荷可能的运动情况是运动情况是 ()A A往复直线运动往复直线运动B B匀变速直线运动匀变速直线运动C C加速度不断减小，速度不断增大的直线运动加速度不断减小，速度不断增大的直线运动D D加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动图图9 91 19 9第四十九页，本课件共有66页解析：解析：ABAB中垂线上电场线的分布：方向是从中垂线上电场线的分布：方向是从C C点沿中垂线点沿中垂线向两侧，电场强度大小是先增大，后减小，在向两侧，电场强度

25、大小是先增大，后减小，在C C点为零，无点为零，无穷远为零，若在中点穷远为零，若在中点C C处放入的是负电荷，受力指向处放入的是负电荷，受力指向C C点，点，则选则选A A；若在中点；若在中点C C处放入的是正电荷，受力由处放入的是正电荷，受力由C C点指向外，点指向外，则选则选D.D.答案：答案：ADAD第五十页，本课件共有66页 典例启迪典例启迪 例例33如图如图9 91 11010所示，所示，A A、B B是带有等是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m m，它们的悬线长度是它们的悬线长度是L L，悬线上端都固定在同，悬线上端都固定在同一点一点O

26、 O，B B球悬线竖直且被固定，球悬线竖直且被固定，A A球在力的球在力的作用下，在偏离作用下，在偏离B B球球x x的地方静止平衡，此时的地方静止平衡，此时A A受到绳的拉力为受到绳的拉力为F FT T；现保持其他条件不变，用改变现保持其他条件不变，用改变A A球质量的方法，使球质量的方法，使A A球在距球在距B B为为x x/2/2处平衡，则处平衡，则A A受到绳的拉力为受到绳的拉力为 ()图图9 91 11010第五十一页，本课件共有66页A AF FT TB B2 2F FT TC C4 4F FT T D D8 8F FT T 审题指导审题指导 当当A A球的质量变化时，平衡的位置改

27、变，两球的球的质量变化时，平衡的位置改变，两球的距离发生变化，库仑力要发生变化距离发生变化，库仑力要发生变化第五十二页，本课件共有66页 答案答案 D D第五十三页，本课件共有66页 归纳领悟归纳领悟 分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样的，学会把电学问题力学化具体的方法的方法是一样的，学会把电学问题力学化具体的方法有：有：(1)(1)建立直角坐标系利用正交分解方法；建立直角坐标系利用正交分解方法；(2)(2)利用合成方法合成方法适用于三力平衡问题，经常利用合成方法合成方法适用于三力平衡问题，经常 利用力三角形与几何三角形的相似解

28、决问题，正确作图画出利用力三角形与几何三角形的相似解决问题，正确作图画出力三角形，再进一步找到它与哪个几何三角形相似是解决问力三角形，再进一步找到它与哪个几何三角形相似是解决问题的关键题的关键第五十四页，本课件共有66页 题组突破题组突破 5 5如图如图9 91 11111所示，电荷量为所示，电荷量为Q Q1 1、Q Q2 2的两个正电荷分别的两个正电荷分别置于置于A A点和点和B B点，两点相距点，两点相距L L，在以，在以L L为直径的光滑绝缘上为直径的光滑绝缘上半圆环上，穿着一个带电小球半圆环上，穿着一个带电小球q q(可视为点电荷可视为点电荷)在在P P点平衡，点平衡，若不计小球的重力

29、，那么若不计小球的重力，那么PAPA与与ABAB的夹角的夹角与与Q Q1 1、Q Q2 2的关系满足的关系满足 ()图图9 91 11111第五十五页，本课件共有66页第五十六页，本课件共有66页答案：答案：D D第五十七页，本课件共有66页6 6如图如图9 91 11212所示，两根长均为所示，两根长均为L L的的绝缘细线下端各悬挂质量均为绝缘细线下端各悬挂质量均为m m的带的带电小球电小球A A和和B B，A A、B B所带的电荷量分别所带的电荷量分别为为q q和和q q.若加一水平向左、场强若加一水平向左、场强为为E E的匀强电场后，使连接的匀强电场后，使连接ABAB的长也为的长也为L

30、L的绝缘细线绷紧，的绝缘细线绷紧，且两球均处于平衡状态，则匀强电场的场强大小且两球均处于平衡状态，则匀强电场的场强大小E E应满应满足什么条件？足什么条件？图图9 91 11212第五十八页，本课件共有66页第五十九页，本课件共有66页第六十页，本课件共有66页 对库仑定律的适用条件不清楚导致错误对库仑定律的适用条件不清楚导致错误 示例示例 如图如图9 91 11313所示，两个质所示，两个质量均为量均为m m的完全相同的金属球壳的完全相同的金属球壳a a与与b b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距们固定于绝缘支座上，两球心间的距

31、离离L L为球半径的为球半径的3 3倍若使它们带上等倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q Q，那么，那么a a、b b两球之间两球之间的万有引力的万有引力F F引引、库仑力、库仑力F F库库分别为分别为 ()图图9 91 11313第六十一页，本课件共有66页第六十二页，本课件共有66页 自主尝试自主尝试(试一试，能否做到正确解答试一试，能否做到正确解答)第六十三页，本课件共有66页此题易错选此题易错选A A，原因是不理解当，原因是不理解当L L3 3r r时，库仑定律的适用条时，库仑定律的适用条件不再满足而造成的件不再满足而造成的第六十四页，本课件共有66页 答案答案 D D第六十五页，本课件共有66页点击此图片进入点击此图片进入点击此图片进入点击此图片进入“创新演练创新演练创新演练创新演练大冲关大冲关大冲关大冲关”第六十六页，本课件共有66页