静电场第二课时.docx

1、静电场第二课时第二课时 静电场考点一电场强度的理解和计算一、电场强度的三个计算公式二、求解电场强度的非常规思维方法1等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景例如：一个点电荷q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图甲、乙所示2对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题大为简化例如：如图，均匀带电的球壳在O点产生的场强，等效为弧BC产生的场强，弧BC产生的场强方向，又等效为弧的中点M在O点产生的场强方向3填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍4微元

2、法：将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强1如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m，带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点C由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力则放于圆心处的点电荷在C点产生的场强大小为()A. B. C. D. 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零静电力常量用k表示若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()A. ，沿y轴

3、正向 B. ，沿y轴负向C. ，沿y轴正向 D. ，沿y轴负向电场强度叠加问题的求解思路电场强度是矢量，叠加时应遵从平行四边形定则，分析电场的叠加问题的一般步骤是：1确定分析计算场强的空间位置2分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向3依次利用平行四边形定则求出矢量和考点二电场线的理解与应用一、电场线的作用1判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场的方向2判断电场力的方向正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反3判断电场强度的大小(定性)电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和

4、加速度的大小4判断电势的高低与电势降低的快慢沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向二、电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系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1电场线为直线2粒子初速度为零，或初速度方向与电场线平行3粒子仅受电场力作用或所受其他力合力的方向与电场线平行三、两种等量点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图 电荷连线上的电场强度沿连线先变小后变大O点最小，但不为零O点为零中垂线上的电场强度O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称位置的电场强度A与A、B与B、C与

5、C等大同向等大反向题组冲关41(多选)某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()Ac点电场强度大于b点电场强度Ba点电势高于b点电势C若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D若在d点再固定一点电荷Q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小 42(多选)如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示则()Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增大Ca的加速度将减小，b的加速度将增大D两个粒子的电势能都减少电场线与轨迹问题判断方法1“运动与力两线法”画出“速度线”(运动轨迹在初始

6、位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况2“三不知时要假设”电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况一、电势等势面和电势能1电势(1)定义：电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值(2)定义式：.(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零势点高(低)(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零势点的不同而不同，通常取无限远或地球的电势为零2等势面的特点(1)同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功(

7、2)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直(3)电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面(4)等差等势面越密的地方场强越大，反之越小3电势能(1)定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到零势点位置时电场力所做的功(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WABEpAEpBEp.二、电势差匀强电场中电势差与场强的关系1电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力F做的功与移动的电荷的电荷量的比值(2)定义式：UAB.(3)电势差与电势的关系：UABAB，UABUBA.(4)影响因素：电势差UAB由电场本身的性质决定，与移动的

8、电荷q及电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取无关2匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与场强的关系式：UABEd，其中d为电场中两点间沿场强方向的距离(2)在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势；注意：电场中，场强方向是指电势降落最快的方向考点三电势高低与电势能大小的判断一、电势高低的四种判断方法1依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低2依据电场力做功：根据UAB，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断A、B的高低3电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低4依据电势能的高低：正

9、电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低二、电势能大小的四种判断方法1做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大2电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大3公式法：由Epq，将q、的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大4能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大带电粒子运动轨迹类问题的解题技巧1判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向2判断电场力(或场强)的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方

10、向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向3判断电场力做功的正负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加考点二等势面的理解和应用几种常见的典型电场等势面的对比分析电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇等间距平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高关于中点左右对称或上下对称的点电势相等21(2016高考全国卷) 关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可

11、能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：选B.静电场中的电场线不可能相交，等势面也不可能相交，否则的话会出现一个点有两个电场强度和两个电势值的矛盾，A错误；由WABqUAB可知，当电荷在等势面上移动时，电荷的电势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷将受到电场力，在电荷运动时必然会做功并引起电势能变化，这就矛盾了，B正确；同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等，C错误；对于负电荷，q0，由电场力做功的公式WABqUAB可知WABbc；根据电荷受力情况可知，从P到Q电场力做正功，电

12、势能降低，动能增大，故B、C均正确；因为等差等势面越密的地方场强越大，其加速度越大，故D正确 23(多选)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是()A带正电B速度先变大后变小C电势能先变大后变小D经过b点和d点时的速度大小相等解析：选CD.做曲线运动的物体受到的合力方向指向曲线的内侧，根据带电粒子受力方向可以判断，粒子带负电，选项A错误；负电荷在电势低的位置电势能大，粒子的电势能先变大后变小，粒子的电势能和动能之和不变，所以粒子的动能先变小后变大，速度先变

13、小后变大，选项B错误，选项C正确；b、d两点电势相同，粒子经过这两点时电势能相等，动能相等，速度大小也相等，选项D正确考点四电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1UABEd，d为A、B两点沿电场方向的距离2沿电场强度方向电势降落得最快3在匀强电场中UEd，即在沿电场线方向上，Ud.推论如下：(1)如图甲，C点为线段AB的中点，则有C.(2)如图乙，ABCD，且ABCD，则UABUCD.二、E在非匀强电场中的三点妙用1判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大，进而判断电势的高低2利用 x图象的斜率判断电场强度随位置变化的规律：kEx，斜率的大小

14、表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向3判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大如何确定匀强电场中的电场线1先确定等势线，根据“两点确定一条直线”，找出电场中电势相等的两个点，然后连接成一条等势线；因匀强电场的电势在一条直线上均匀变化，任一线段中点的电势为两端点电势的平均值2电场线跟等势线一定垂直，作出等势线的垂线即得电场线3比较电势的高低，即沿着电场线的方向，电势逐渐降低；根据电势高低在电场线上标出箭头，表示电场的方向如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为零，点A 处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为()A200

15、 V/m B200 V/mC100 V/m D100 V/m2、如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点已知A点的电势A30 V，B点的电势B10 V，则C点的电势()AC10 VBC10 VCC10 V D上述选项都不正确3、如图所示，以O点为圆心，以R0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成60角，已知a、b、c三点的电势分别为4 V、4 V、4 V，则下列说法正确的是()A该匀强电场的场强E40 V/mB该匀强电场的场强E80 V/mCd点的电势为2 VDd点的电势为4 V4如图所示，M、N、P、O是真

16、空中一平面内的四点，OMONOP，O点处固定有一个点电荷q.一个带负电的试探电荷仅在q的电场力作用下沿曲线从N点运动到P点，则()Aq为正电荷，M点的电势高于P点的电势Bq为负电荷，M点的场强大小比P点的小C试探电荷在N点处受到的电场力大小比在P点的小D若将试探电荷从N点移到M点，电场力做功为零5如图所示为一个带正电的导体达到静电平衡时的电场线和等势面的分布图(实线为电场线，虚线为等势面)，A和B为导体内部的两点，C和D为导体外部的两点，以无穷远处为电势零点，则下列说法正确的是()AA、B两点的电场强度均为零，电势也均为零BC点的电场强度大于D点的电场强度C同一试探电荷在D点的电势能一定大于它

17、在C点的电势能DC点的电势高于B点的电势6如图所示，一带电小球沿与CD平行方向，射入倾角为的光滑斜面上，斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场，小球运动轨迹如图中虚线所示，则()A若小球带正电荷，则电场方向一定沿斜面向下B小球从M点运动到N点电势能一定增加C小球从M点运动到N点动能一定增加D小球从M点运动到N点机械能一定增加7(多选)如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，其电势能Ep随位移x变化的规律如图乙所示设A、B两点的电场强度分别为EA和EB，电势分别为A和B.则()AEAEB BEAB DAB8(2017高考全国

18、卷)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V下列说法正确的是()A电场强度的大小为2.5 V/cmB坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV9(2017高考全国卷)(多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是()AEaEb41 BEcEd21CWabWbc31 DWbcWcd13