2013届高考物理基础知识梳理专项复习20.ppt

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1、第一第一节节库仑库仑定律定律电场电场强强度度课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一节节库库仑仑定定律律电电场场强强度度基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理一、元一、元电电荷及荷及电电荷守恒定律荷守恒定律1元元电电荷荷：科科学学实实验验发发现现的的最最小小电电荷荷量量是是电电子子的的电电荷荷量量，质质子子、正正电电子子所所带带的的电电荷荷量量与与它它相相同同，但但符符号号相相反反人人们们把把这这个个最最小小的的电电荷荷量量叫叫做做元元电电荷，用荷，用e表示，表示，e_.2电电荷守恒定律荷守恒定律(1)起起电电方方式式：_、_、_1.60101

2、9C摩擦起摩擦起电电接触起接触起电电感感应应起起电电(2)带电实质带电实质：物体：物体带电带电的的实质实质是是_(3)内内容容：电电荷荷既既不不会会创创生生，也也不不会会消消灭灭，它它只只能能从从一一个个物物体体_，或或者者从从物物体体的的一一部部分分_；在在转转移移的的过过程程中中，电电荷的荷的总总量保持不量保持不变变电电荷的荷的转转移移转转移到另一个物体移到另一个物体转转移到另一部分移到另一部分1完完全全相相同同的的金金属属球球接接触触后后电电荷荷量量分分配配规规律律怎怎样样？提示：提示：1.完全相同的完全相同的带电带电金属球相接触，同种金属球相接触，同种电电荷荷总总的的电电荷量平均分配，

3、异种荷量平均分配，异种电电荷先中和后荷先中和后平分平分思考感悟思考感悟二、点二、点电电荷及荷及库仑库仑定律定律1点点电电荷荷：忽忽略略_和和电电荷荷分分布布状状况况的的可可看看成成一一个个点点的的带带电电体体，是是一一种种理理想想化的模型化的模型2库仑库仑定律定律(1)内内容容：真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷之之间间的的相相互互作作用用力力，与与它它们们的的_成成正正比比，与与它它们们的的_成成反反比比，作作用用力力的方向在的方向在_形状、大小形状、大小电电荷量的乘荷量的乘积积距离的二次方距离的二次方它它们们的的连线连线上上9.0109真空真空点点电电荷荷电场电场力力电电荷量荷量正正

4、电电荷荷(1)定定义义：在在电电场场中中画画出出一一系系列列从从正正电电荷荷出出发发到到负负电电荷荷终终止止的的曲曲线线，使使曲曲线线上上每每一一点点的的_方方向向跟跟该该点点的的场场强强方方向向一一致致，这这样样的的曲曲线线就就叫叫电场线电场线(2)电场线电场线的性的性质质电电场场线线起起源源于于_电电荷荷(或或_处处)，终终止于止于_电电荷荷(或或_处处)；电场线电场线的的_反映反映电场电场的的强强弱；弱；电场线电场线不相交；不相交；电场线电场线不是真不是真实实存在的存在的切切线线正正无无穷远穷远负负无无穷远穷远疏密疏密4几种典型几种典型电场电场的的电场线电场线(如如图图611)图图611

5、思考感悟思考感悟2电场线电场线是是电电荷运荷运动动的的轨轨迹迹吗吗？提示：提示：2.不是不是课堂互动讲练课堂互动讲练一、一、库仑库仑定律的理解和定律的理解和应应用用1区分几种区分几种电电荷荷(1)元元电电荷荷：电电荷荷量量为为e1.61019C的的电电荷荷叫叫做做元元电电荷荷质质子和子和电电子均子均带带元元电电荷荷电电荷量荷量(2)点点电电荷荷：形形状状和和大大小小对对研研究究问问题题的的影影响响可可忽忽略略不不计计的的带电带电体称体称为为点点电电荷荷(3)场场源源电电荷荷：电电场场是是由由电电荷荷产产生生的的，我我们们把把产产生生电场电场的的电电荷叫做荷叫做场场源源电电荷荷(4)试试探探电电

6、荷荷(检检验验电电荷荷)：研研究究电电场场的的基基本本方方法法之之一一是是放放入入一一带带电电荷荷量量很很小小的的点点电电荷荷，考考查查其其受受力力情情况况及及能能量量情情况况，这这样样的的电电荷荷称称为为试试探探电电荷荷或或检检验电验电荷荷2适用条件适用条件仅仅适适用用于于真真空空中中的的两两个个静静止止点点电电荷荷间间的的相相互互作作用用虽虽然然从从数数学学角角度度讲讲由由r0能能得得出出F的的结结论论，但但从从物物理理学学的的角角度度分分析析，这这一一结结论论是是错错误误的的，因因为为r0时时，两，两电电荷已不能再看成点荷已不能再看成点电电荷了荷了3三点三点电电荷平衡荷平衡问题问题图图6

7、12如如图图612所所示示，在在一一条条直直线线上上的的三三点点A、B、C，自自由由放放置置点点电电荷荷QA、QB、QC，每每个个电电荷荷在在库仑库仑力作用下均力作用下均处处于平衡状于平衡状态态的条件是：的条件是：(1)正、正、负电负电荷必荷必须须相互相互间间隔隔(两同两同夹夹一异一异)(2)QAQB，QCQB(两大两大夹夹一小一小)(3)若若QCQA则则QB靠近靠近QA(近小近小远远大大)【名名师师点点睛睛】(1)两两个个点点电电荷荷间间的的距距离离r0时时，不不能能再再视视为为点点电电荷荷，也也不不遵遵循循库库仑仑定定律律，它它们们之之间间的的库仑库仑力不能力不能认为趋认为趋于无于无穷穷大

8、大(2)两两个个带带电电体体间间的的库库仑仑力力是是一一对对相相互互作作用用力力二、二、场场强强的三个表达式的比的三个表达式的比较较及及电场电场的叠加的叠加1对场对场强强的三个表达式的正确理解的三个表达式的正确理解2.电场电场的叠加原理的叠加原理多多个个电电荷荷在在电电场场中中某某点点的的电电场场强强度度为为各各个个点点电电荷荷单单独独在在该该点点产产生生的的电电场场强强度度的的矢矢量量和和，这这种种关关系系叫叫电电场场强强度度的的叠叠加加，电电场场强强度度的的叠叠加加遵遵循循平平行行四四边边形定形定则则【名名师师点点睛睛】在在求求解解电电场场强强度度问问题题时时，应应分分清清所所叙叙述述的的

9、场场强强是是合合场场强强，还还是是分分场场强强，若若求求分分场场强强，要要注注意意选选择择适适当当的的公公式式进进行行计计算算，求求合合场场强强时时，应应先先求求出出分分场场强强，然然后后再再根根据据矢矢量量的的合合成成法法则则(平行四平行四边边形定形定则则)进进行求解行求解即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2如如图图613所所示示，两两等等量量异异号号的的点点电电荷荷相相距距为为2a.M与与两两点点电电荷荷共共线线，N位位于于两两点点电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线上上，两两点点电电荷荷连连线线中中点点到到M和和N的的距离都距离都为为L，图图613且且La.略略去去(a

10、/L)n(n2)项项的的贡贡献献，则则两两点点电电荷荷的的合合电场电场在在M和和N点的点的强强度度()A大小之比大小之比为为2，方向相反，方向相反B大小之比大小之比为为1，方向相反，方向相反C大小均与大小均与a成正比，方向相反成正比，方向相反D大小均与大小均与L的平方成反比，方向相互垂直的平方成反比，方向相互垂直三、常三、常见电场见电场的的电场线电场线特点特点1孤立点孤立点电电荷的荷的电场电场(1)正正(负负)点点电电荷荷的的电电场场线线呈呈空空间间球球对对称称分分布布指指向外向外(内内)(2)离点离点电电荷越近，荷越近，电场线电场线越密越密(场场强强越大越大)；(3)不不存存在在场场强强相相

11、同同的的点点，若若以以点点电电荷荷为为球球心心作作一一球球面面，则则电电场场线线处处处处与与球球面面垂垂直直，在在此此球球面面上上场场强强大小相等，但方向不同大小相等，但方向不同2等量点等量点电电荷的荷的电场线电场线比比较较比比较较等量异种点等量异种点电电荷荷等量同种点等量同种点电电荷荷电场线电场线分分布布图图比比较较等量异种点等量异种点电电荷荷等量同种点等量同种点电电荷荷连线连线中点中点O处处的的场场强强最小，指向最小，指向负电负电荷一方荷一方 为为零零连线连线上的上的场场强强大大小小沿沿连线连线先先变变小，小，再再变变大大沿沿连线连线先先变变小，小，再再变变大大沿中垂沿中垂线线由由O点向点

12、向外外场场强强大小大小O点最大，向外逐点最大，向外逐渐渐减小减小O点最小，向外先点最小，向外先变变大后大后变变小小关于关于O点点对对称的称的A与与A、B与与B的的场场强强特点特点等大同向等大同向等大反向等大反向3.电电场场线线与与带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运运动动轨轨迹迹的的关关系系根根据据电电场场线线的的定定义义，一一般般情情况况下下，带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运运动动轨轨迹迹不不会会与与电电场场线线重重合合，只只有有同同时满时满足以下三个条件足以下三个条件时时，两者才会重合，两者才会重合(1)电场线为电场线为直直线线；(2)电电荷荷初初速速度度为为零零，或或初初速速度度

13、方方向向与与电电场场线线平平行；行；(3)电电荷荷仅仅受受电电场场力力或或所所受受其其他他力力合合力力的的方方向向与与电场线电场线平行平行【名名师师点点睛睛】根根据据电电场场线线的的分分布布可可以以判判断断电电场场强强度度的的大大小小和和方方向向，但但仅仅一一条条电电场场线线不不能能判判断断场场强强的的强强弱弱即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3如如图图614所所示示，M、N为为两两个个固固定定的的等等量量同同种种正正电电荷荷，在在其其连连线线的的中中垂垂线线上上的的P点点自自由由释释放放一一个个负负电电荷荷(重重力力不不计计)，关关于于负负电电荷荷的的运运动动，下列下列

14、说说法中正确的是法中正确的是()图图614A从从P到到O，可可能能加加速速度度越越来来越越小小，速速度度先先变变大大后后变变小小B从从P到到O，可可能能加加速速度度先先变变大大再再变变小小，速速度度越越来越大来越大C越越过过O点点后后，加加速速度度一一直直变变大大，速速度度一一直直变变小小D越越过过O点点后后，加加速速度度一一直直变变小小，速速度度一一直直变变小小解解析析：选选B.OP段段上上电电场场方方向向沿沿OP，故故负负电电荷荷所所受受电电场场力力方方向向为为由由PO，故故由由PO，速速度度越越来来越越大大，因因O点点和和无无穷穷远远处处的的场场强强都都为为零零，中中间间不不为为零零，即

15、即从从O点点到到无无穷穷远远处处场场强强先先增增大大后后减减小小，中中间间有有极极值值点点，而而P在在极极值值点点的的上上方方还还是是下下方方不不能能确确定定，故故加加速速度度可可能能一一直直减减小小，也也可可能能先先变变大再大再变变小，故小，故选选B.经典题型探究经典题型探究库仑力作用下的平衡问题库仑力作用下的平衡问题如如图图615所所示示，用用三三根根长长度度相相同同的的绝绝缘缘细细线线将将三三个个带带电电小小球球连连接接后后悬悬挂挂在在空空中中，三三个个带带电电小小球球质质量量相相等等，A球球带带正正电电，平平衡衡时时三三根根绝绝缘缘细细线线都是直的，但拉力都都是直的，但拉力都为为零零(

16、1)指出指出B球和球和C球分球分别带别带何种何种电电荷；并荷；并说说明理由明理由(2)若若A球球带带电电荷荷量量为为Q，则则B球球的的带带电电荷荷量量为为多多少少？例例例例1 1图图615【思思路路点点拨拨】分分析析小小球球受受力力，由由平平衡衡条条件件求求解解【解解析析】(1)B球球平平衡衡时时，绳绳对对球球无无拉拉力力，但但B球球受受重重力力，而而C球球对对B球球的的排排斥斥力力在在水水平平方方向向上上，故故B球球要要保保持持平平衡衡，A球球应应对对B球球有有吸吸引引力力，又又A带带正正电电，故，故B、C带负电带负电图图616【答案答案】见见解析解析【方方法法总总结结】分分析析带带电电体体

17、平平衡衡问问题题的的方方法法与与力力学学中中分分析析物物体体平平衡衡的的方方法法是是一一样样的的，学学会会把把电电学学问题问题力学化，必要力学化，必要时时，进进行行讨论讨论互互动动探探究究例例1中中，若若A球球带带电电荷荷量量减减小小，B、C两两球球带带电电荷荷量量保保持持不不变变，仍仍处处于于平平衡衡状状态态，则则细细线线AB、BC中有无拉力？中有无拉力？解解析析：由由上上例例可可知知，若若A球球带带电电荷荷量量减减小小，A球球对对B球球的的库库仑仑力力减减小小，故故AB线线有有拉拉力力由由于于重重力力不不变变，所所以以AB线线上上的的拉拉力力与与A球球对对B球球的的引引力力的的合合力力在在

18、竖竖直直方方向向上上的的分分力力和和上上例例中中是是一一样样的的，同同理理水平方向也一水平方向也一样样，故，故BC线线上仍无拉力上仍无拉力答案：答案：AB中有拉力，中有拉力，BC中无拉力中无拉力带电体在电场中的运动问题带电体在电场中的运动问题例例例例2 2(满满分分样样板板8分分)如如图图617所所示示，一一根根长长L1.5m的的光光滑滑绝绝缘缘细细直直杆杆MN，竖竖直直固固定定在在场场强强为为E1.0105N/C、与与水水平平方方向向成成30角角的的倾倾斜斜向向上上的的匀匀强强电电场场中中杆杆的的下下端端M固固定定一一个个带带电电小小球球A，电电荷荷量量Q4.5106C；另另一一带带电电小小

19、球球B穿穿在在杆杆上上可可自自由由滑滑动动，电电荷荷量量q1.0106C，质质量量m1.0102kg.现现将将小小球球B从从杆杆的的上上端端N静静止止释释放放，小小球球B开开始始运运动动(静静电电力力常常量量k9.0109Nm2/C2，取，取g10m/s2)求：求：图图617(1)小球小球B开始运开始运动时动时的加速度的加速度为为多大？多大？(2)小球小球B的速度最大的速度最大时时，距，距M端的高度端的高度h1为为多大？多大？【思思路路点点拨拨】通通过过分分析析B球球所所受受合合力力求求解解其其加加速速度度利用当利用当a0时时速度最大来求速度最大来求h1.【答案答案】(1)3.2m/s2(2)

20、0.9m【反思反思领领悟悟】解决解决带电带电体运体运动问题动问题的一般方法：的一般方法：(1)确确定定研研究究对对象象如如果果有有几几个个物物体体相相互互作作用用时时，要要依依据据题题意意，适适当当选选取取“整整体体法法”或或“隔隔离离法法”，一一般是先整体后隔离般是先整体后隔离(2)对对研究研究对对象象进进行受力分析行受力分析(3)应应用用平平衡衡条条件件或或牛牛顿顿运运动动定定律律列列方方程程讨讨论论求求解解电场中机械能守恒问题电场中机械能守恒问题例例例例3 3如如图图618所所示示，正正电电荷荷q1固固定定于于半半径径为为R的的半半圆圆光光滑滑轨轨道道的的圆圆心心处处，将将另另一一带带正

21、正电电、电电荷荷量量为为q2、质质量量为为m的的小小球球，从从轨轨道道的的A处处无无初初速速度度释释放，求：放，求：(1)小球运小球运动动到到B点点时时的速度大小；的速度大小；(2)小球在小球在B点点对轨对轨道的道的压压力力图图618【思思路路点点拨拨】小小球球尽尽管管受受电电场场力力，但但电电场场力力不不做功，故机械能守恒做功，故机械能守恒【题题后后反反思思】带带电电体体在在电电场场中中运运动动仅仅仅仅多多一一个个电电场场力力，其其分分析析和和解解决决的的方方法与力学解法与力学解题题方法是一致的方法是一致的知能优化演练知能优化演练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用