【理想树600分考点 700分考法】 2016届高考物理专题复习课件：专题7 电场(共60张PPT)

②在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行计算，
然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用力是斥力还是 引力．
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考点28 电荷守恒与库仑定律
考法2 与库仑力有关的受力分析与计算问题★★★
有库仑力参与的力的分析问题，在高考中非常常见，可以分为两个角 度． 1．库仑力与重力、弹力、摩擦力的综合作用问题 这类问题研究对象是一个或两个带电体，除了受到重力、弹力、摩擦 力之外，还受到库仑力．解决本问题的基本方法仍是力的分析方法，首先 明确研究对象，分析受力，再依据已知物体的平衡条件或运动特点，将所 受的各个力包括库仑力进行合成或分解，列出方程或算式求解．但需要注
是完全相同的球体，其共有电荷量在接触后将等分，由F＝知，其作用力的 变化取决于二者之积的大小．
(2) 对于库仑定律的专项考查，不外乎适用条件和计算．关注以下实例
和注意点．
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考点28 电荷守恒与库仑定律
①如图所示，两个相距较近的带电金属球中心距离为 r，所带电荷量均 为 Q ，若是同种电荷则互相排斥，电荷中心间的距离大于 r ，如图所示，则 有 ；若是异种电荷则相互吸引，电荷间的距离小于r，则有 .
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考点29 电场强度 电场线
(3) 掌握几种电场的电场线分布
①等量异种点电荷 a ．两点电荷连线上电场强度的大小是先减小后增 大，中点的电场强度最小． b ．两点电荷连线的中垂线上，场强的方向相同， 总与中垂线垂直，指向负电荷的一侧，中点的电场强度 最大，从O点向外，电场强度逐渐减小． ②等量同种点电荷(以正电荷为例) a ．电场线左右对称， 连线的中点 O 的左侧电场强 度方向向右，右侧电场强度方向向左，在两点电荷连线
当考虑粒子重力时，粒子做直线运动，这个电场一般是匀强电场， 可能存在以下情况： (1) 粒子受到的电场力与重力大小相等，方向相反，粒子做匀速直 线运动． (2) 粒子受到的电场力与重力的合力不为零，但合力方向与速度方 向在同一条直线上，粒子做变速直线运动．应用力的三角形关系，可 进一步求出电场强度或质量．如图所示，带电粒子沿直线AB运动，则
整体法分析，不管它们相互间的作用力，依据共点力平衡条
件，两个小球的整体重心，一定与悬线的交点在一条竖直线 上)． 7
考点28 电荷守恒与库仑定律
2．三个点电荷相互作用时的平衡问题 如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小 球A、B、C(可视为点电荷)．若它们恰能处于平衡状态，那么这三个小球 所带的电荷量及电性应该满足什么关系？
②此电场线若是任一个电荷外侧的电场线，则越靠近电荷场强越大．
(5) 若是两个等量同号点电荷连线上的电场线，则越靠近电荷场强越 大，越远离电荷场强越小．
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考点29 电场强度 电场线
考法5 带电粒子在电场中运动轨迹与受力分析★★★★
带电粒子在电场中运动，受到电场力的作用，运动轨迹发生变化， 这既能考查学生对电场性质的把握，又能考查学生对力与运动关系的把 握． 这个问题一般分为两类： 1．带电粒子在电场中做曲线运动 如图所示，带电粒子自 a 向 b 运动，判断粒子所处电场场强的方 向．解决这个问题的基本原理是曲线运动的条件，即物体受到的外力与
指向电势较低的等势面.
(3) 等势面越密，说明场强越大． 26
考点30 电势能 电势 电势差
Байду номын сангаас
考法6 电场力做功、电势、电势能关系与计算★★★
1．电场力做功 (1) 利用W＝Fxcos θ计算电场力做功 电荷在匀强电场中移动时，受到电场力F为恒力，利用W＝Fxcos θ计 算电场力做功，其中F＝Eq，xcos θ＝d，W＝Eqd. (2) 利用W＝－ΔEp或W＝qU计算电场力做功 电场力做功时，电势能和其他形式的能相互转化．在已知电荷的电势 能时，利用W＝－ΔEp计算电场力做的功比较方便．
定义式： E＝F/q，普遍适用，其中q为检验电荷所带的电荷量．点电荷
Q在真空中产生的场强为E＝kQ/r2. (3) 场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点场强的方向，场强的 叠加遵循平行四边形定则．
(4) 计算电场强度的三个公式的比较
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考点29 电场强度 电场线
2. 电场线 电场线是假想线，直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，曲 线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密程度表示电场的强 弱． 11
专题7
考点28 考点29 考点30 考点31 电场强度 电势能 电容器
电场
电场线 电势差
电荷守恒与库仑定律 电势
考点32
考点33
带电粒子在匀强电场中的运动
带电体在电场中的运动与能量变化
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考点28
电荷守恒与库仑定律
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(2) 库仑定律公式适用条件：①真空中；②点电荷间． “点电荷”是一个理想模型，是相对而言的，只要带电体本身的大小 跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以被看成点电荷． 例如，设带电小球的半径为R，两球间的距离为r，当rR时，带电小 球可等效成电荷量都集中在球心的点电荷．但带电导体球距离近了，电荷 会重新分布，不能再用球心距代替两电荷的间距． 【关键点拨】任何一个带电体都可以被看成是由许多点电荷组成的， 任意两点电荷之间的作用力都遵循库仑定律，可以用矢量求和法求合力 .
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考点29 电场强度 电场线
解决本问题的基本方法：(1)应用公式E＝kQ/r2表示各场源在已知点 产生场强的大小；(2)依据已知点合场强的大小或方向，列关系式(如E1 ＋ E2 ＝ E 已知 ) 可以求出未知场源的场强； (3)进而求出未知场源特性，以 及其他点场强的大小． 注意两个关键点：(1)要分析叠加在已知点上各个场强大小，特别是 场强的方向．例如，若已知一个点电荷受力或合场强为零，当各个分场
定性分析：要使每个小球都处于平衡状态，必须使其他两个小球对它 的库仑力大小相等、方向相反．对中间小球 B必须满足 FAB＝FCB，所以QA 和QC为同种电荷．再以球A(或球C)为研究对象，QB必须与QA、QC电荷相 异，且FCA＝FBA，即 理QB＜QA. ，由于rAC＞rAB，因此可知QB＜QC，同
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考点29 电场强度 电场线 3．应用微元法和对称性求电场强度 微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选 取某一“微元”加以分析，从而可以应用点电荷场强公式
来计算电场强度．
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考点29 电场强度 电场线
考法4 电场线的疏密和场强关系的考查★★★
1．依据电场线图像疏密定性判断场强大小．场强大的地方电场线 密，场强小的地方电场线疏．例如在图甲中EA>EB.
意的是：
(1) 与重力、弹力、摩擦力不同，库仑力的大小与距离有关，距离的 变化会带来力的大小变化，所以解题时需要注意物体间距离的变化． 6
考点28 电荷守恒与库仑定律
(2) 库仑力的方向在相互作用物体间连线上，物体位置的
变化，会导致力的作用方向出现变化．由于重力是在竖直方 向上的，所以要特别注意确定库仑力的方向是否水平或有特 殊角．否则，可以定性分析，却难于定量计算．一个典型问 题如图，用绝缘线悬挂的两个带电小球，质量分别为m1、m2， 带电荷量分别为q1、q2.这是一个库仑力与重力、拉力综合的 问题．注意它们静止平衡时，悬线偏离竖直方向的角度不一 定相同，连线不一定水平，这与两个小球重力的大小、两条 悬线的长短有关．但反过来，若已知连线水平，或已知偏离 竖直方向角度等，就易求质量的大小(但有一个总的原则，用
2．若只给出一条直电场线，如图乙所示，A、B两点 的场强 大小无法由电场线的疏密程度来确定，对此情况可有 多种推理判断：
(1) 若是正点电荷电场中的一根电场线，则有EA＞EB.
(2) 若是负点电荷电场中的一根电场线，则有EA＜EB.
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考点29 电场强度 电场线
(3) 若是匀强电场中的一根电场线，则有EA＝EB. (4) 若是两个等量异号点电荷连线上的电场线，就是两个点电荷场强 的叠加，有以下两种情况： ①此电场线在两个电荷之间时，场强先减小后增大，在两个电荷中点 时，场强最小． ( 可以观察上页相应电场线图通过疏密程度判断，也可以 通过极限法分析，当无限接近任一个电荷时，场强是巨大的，离两个电荷 都较远的话，场强较小) 在此特别注意，一条直线式的电场线不意味着场强只增大或减小．
上，电场强度的大小是先减小后增大， O 点的电场强度
为零． 13
考点29 电场强度 电场线
b．两点电荷连线的中垂线上，电场线方向从O点沿直线向外，在中 垂线上到O点等距离处各点的场强大小相等．从O点向外，电场强度先增
大后减小．
③点电荷与导体形成的电场 a．以点电荷向平板作垂线为轴，电场线左右对称． b ．电场线的分布情况类似于等量异种点电荷的电场
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考点28 电荷守恒与库仑定律 定量计算：由相互间库仑力大小相等得 有 ，又考虑到rAC＝rAB＋rBC，解得： ，即
此式为三球平衡时所带电荷量大小关系．
结论：三个点电荷平衡的规律可概括为：三点共线、两同夹
异、两大夹小、近小远大．
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考点29
电场强度
电场线
1．电场与电场强度 (1) 电场是电荷周围客观存在的物质，它对放入其中的电荷有力的作用． (2) 电场强度是用来描述电场具有力的性质的物理量，其大小、方向由 电场本身决定．
速度不在同一条直线上．解法如下：
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考点29 电场强度 电场线
2．带电粒子在电场中做直线运动 在只受电场力作用时，粒子在电场中做直线运动，则电场强度的 方向必定与粒子运动的方向在一条直线上 (或粒子在这个“直线”电 场中由静止释放)，运动方向与受力方向相同则加速，相反则减速．
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考点29 电场强度 电场线
线分布，而带电平板恰为两点电荷连线的中垂线．
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考点29 电场强度 电场线