2024届高考物理一轮复习课件：静电场-电场线与等势面

高中物理解题模型 高中物理 一轮复习 静电场（6/9） 1 电荷守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 高中物理 一轮复习 4 静电防止与应用 5 电场能的性质 6 电场线与等势面 静电场（6/9） 7 静电场图像 8 电容器 9 带电粒子运动 静电场 — 电场线与等势面 相关知识： 1. 电场线： 意义：描述电场强度的假想曲线； 特点： ①始于正电荷或无限远，终止于无 限远或负电荷； ②疏密反映场强大小，切线方向表 示场强方向； ③不闭合，不相交； A B E 2. 常见电场线： 相关知识： 4. 等量同（异）性电荷电场线与等势面： 3. 等势面： 定义：电势相等的点构成的面； 特点： ①在等势面上移动电荷时，静电力不 做功； ②电场线跟等势面垂直，且由高电势指向低电势； ③可以闭合，但不相交； A B E 静电场 — 电场线与等势面 相关知识： 5. 非等量同（异）性电荷电场线及等势面： 静电场 — 电场线与等势面 【 例题1 】（1）正电荷激发的电场线与等势面如图所示；试证明：电场线的 疏密程度表示场强大小；等势面疏密程度表示场强大小； 总结： 1.电场线和等势面从理论上讲，它们的疏密程度严格代表电场强度大小 ； 2.点电荷电场线向外发散，等势面为同心圆；注意如何用两根电场线和等电势点找场源电荷。 （2）如图所示，在某一点电荷Q产生的电场有a、b两点，相距为d，a点的场强大小为Ea，方向与 ab连线成120°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成150°角；求场强大小及比值电势比值； a + A B b SA： SB=a2：b2 EA： EB=b2：a2 EASA=EBSB A B + L1 C L2 UAB=UBC 1 rA 1 rB kQ( - )= 1 rB 1 rC kQ( - ) rArB L1 rBrC L2 = L1： L2=rA：rC Ea Eb 150° 120° a b ra= 2 d rb= 2 3d Ea： Eb=3：1 φa： φb= 3：1 （3）如图所示，正电荷Q产生的电场中有M、N、P和F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点， F为MN的中点，M、N、P、F四点处的电势分别用φM=φN 、φP=φF表示，已知φM=φN 、φP=φF， 点电荷Q在M、N、P三点所在平面内， ∠M=30°；分析：正电荷Q的位置； M N P F Q Q 静电场 — 电场线与等势面 【 例题2 】（1）如图所示，A、B为一条电场线上的两点，一带负电荷粒子仅在静电力 下，从A点运动到B点，v-t图像分别如甲、乙图；判断：电场强度大小及电势高低； 总结： 1. 判断加速度如何变化从电场强度出发；判断速度大小变化从做功及电势、电势能角度出发； 2. 能根据曲线弯曲方向判别受力方向，从而判断静电力做功的正负，最终判断电势能及电势的变化。 （2）在负点电荷Q的电场中，有甲、乙两个带电粒子（不计重力）运动路径如图所示；分析：甲、乙 电性及电势、电势能和动能如何变化； v t o A B vA 甲图 v t o 乙图 vA vA vB vB - -Q 甲 乙 （3）如图所示，带电粒子从M点到N点，甲图：电场线分布图；乙图：等势线分布图； 分析：加速度大小及电势能变化情况； M N M N 甲图 乙图 甲图： a↓→F↓→E↓ v↑→Ek↑→Ep↓→φ↑ EA>EB φA<φB 乙图： a恒定→E恒定 v↓→Ek↓→Ep↑→φ↓ EA=EB φA>φB F甲 F乙 甲：斥力、负电荷； 做功：先负功后正功； Ep↑↓→Ek↓↑→ φ↓↑ 乙：引力、正电荷； 做功：先正功后负功； Ep↓↑→Ek↑↓→ φ↓↑ F甲 F乙 甲图：电场线密度增加；一直做正功； a↑；Ep↓ 乙图：等势面密度增加；一直做负功； a↑；Ep↑ 静电场 — 电场线与等势面 【 例题3 】（1）分析：甲、乙两图的A、B电荷电性及电量大小； 总结： 1. 点电荷周围激发的电场线及等势面越密集的带电量越多；带电量多的周围电场线及等势面分布图不易发生改变； 2. 同种电荷的电场线不相连，等势面相连；异性电荷的电场线相连，但等势面不相连。 （2）如图所示，A带负电性；①分析：甲、乙两图的B电荷电性及电量大小关系；②判断：图中各点电势高低； A B A B EA EB EA EB 甲图 乙图 乙图 A、B为同性正电荷；QA>QB； 方法： 1.电场线分析法； 2.中垂线场强分析法； 3.等势面分析法； A正电荷、B负电荷；QA>QB； 方法： 1.电场线分析法； 2.中垂线场强分析法； 3.等势面分析法； 甲图 B负电荷；QA<QB； φd>φc>φe>φf >φa=φb； B正电荷；QA>QB； φa<φb； 静电