第7章 第1讲 电场力的性质 (课件PPT)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习(湖北专版)
2025-10-15
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教辅
湖北千里万卷教育科技有限责任公司
进店逛逛 摘要:
该高中物理课件聚焦静电场高考核心考点,涵盖电荷守恒、库仑定律、电场强度、带电粒子运动等,依据高考评价体系明确物理观念、科学思维、科学探究考查要求。通过知识整合与自我检测系统梳理考点,结合考情预测分析电容器动态变化、粒子运动等高频考点权重,归纳选择、计算等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导,如结合2024新课标真题剖析电场强度计算的等效法、对称法,培养科学思维与科学探究素养。通过命题点专项突破(如库仑定律适用条件辨析)和易错点警示,帮助学生掌握答题技巧,教师可依托系统框架实现精准复习,提升备考效率。
内容正文:
静电场
第七章
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第1讲 电场力的性质
知识整合·基础落实
点拨学法·素养提升
第1讲
目
录
Contents
知识整合·基础落实
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保持不变
感应
得失电子
等量同种
中和
平分
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真空
点电荷
正比
反比
9.0×109
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真空
点电荷
排斥
吸引
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力的作用
V/m
正电荷
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无限远
无限远
负电荷
较密
较疏
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第1讲
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高考总复习·物理
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2003、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
学习要求与学科素养
考情预测
1.通过实验,了解静电现象.能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象.(物理观念)
2.知道点电荷模型.知道两个点电荷间相互作用的规律.体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法.(科学思维)
3.知道电场是一种物质.了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法.会用电场线描述电场.(科学思维)
4.了解生产生活中关于静电的利用与防护.(科学态度与责任)
本章是高考的重点考查方向,常见的题型:①由电场线或等势面求解电场强度;②由电场中的力和能的变化分析电场的性质;
学习要求与学科素养
考情预测
5.知道静电场中的电荷具有电势能.了解电势能、电势和电势差的含义.(物理观念)
6.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系.(科学思维)
7.能分析带电粒子在电场中的运动情况.能解释相关的物理现象.(科学思维)
8.观察常见电容器,了解电容器的电容.观察电容器的充、放电现象.能举例说明电容器的应用.(科学探究)
③电容器的动态变化和平衡问题;④带电粒子在电场中的运动问题;⑤与动量、能量结合分析带电体的运动问题.
电荷 电荷守恒定律
1.元电荷、点电荷
(1)元电荷:e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的________倍.
(2)点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看作带电的点,叫作点电荷.点电荷是理想化模型.
2.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它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到另一部分;在转移过程中,电荷的总量____________.
(2)三种起电方式:摩擦起电、________起电、接触起电.
(3)带电实质:物体____________.
(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体,接触后再分开,二者带____________电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先________,余下的电荷再________.
库仑定律
1.内容
________中两个静止__________之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成________,与它们的距离的二次方成________,作用力的方向在它们的连线上.
2.表达式
F=k,式中k=______________N· m2/C2,叫作静电力常量.
3.适用条件
________中的静止__________.
(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式.
(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.
4.库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互________,异种电荷相互________.
电场 电场强度
1.电场
(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质.
(2)基本性质:对放入其中的电荷有____________.
2.电场强度
(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值.
(2)定义式:E=;单位:N/C或__________.
(3)矢量性:规定__________在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.
3.点电荷的电场:真空中距场源电荷Q为r处的场强大小为E=k.
电场线的特点
1.电场线从_________或__________出发,终止于__________或__________.
2.同一电场的电场线在电场中不相交.
3.在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线________,电场强度较小的地方电场线________.
1.判断下列说法的正误.
(1)点电荷就是体积和带电荷量很小的带电体.( )
(2)根据F=k可知,当r→0时,有F→∞.( )
(3)电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比.( )
(4)电场线的方向即为带电粒子的运动方向.( )
2.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则( )
A.此时A带正电,B带负电
B.此时A带正电,B带正电
C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
3.如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则( )
A.q1=2q2 B.q1=4q2
C.q1=-2q2 D.q1=-4q2
命题点一 库仑定律的理解和应用
1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用.
2.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷,r为球心间的距离.
3.对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示.
(1)同种电荷:F<k;
(2)异种电荷:F>k.
4.不能根据公式错误地认为r→0时,库仑力F→∞,因为当r →0时,两个带电体已不能看作点电荷了.
如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为l,l为球壳外半径r的3倍.若使它们带上等量异种电荷,电荷量的绝对值均为Q,那么,a、b之间的万有引力F1与库仑力F2为 ( )
A.F1=G,F2=k
B.F1≠G,F2≠k
C.F1≠G,F2=k
D.F1=G,F2≠k
如图所示,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量比值的绝对值为k,则( )
A.a、b的电荷同号,k=
B.a、b的电荷异号,k=
C.a、b的电荷同号,k=
D.a、b的电荷异号,k=
命题点二 电场线的理解和应用
1.六种典型电场的电场线
2.电场线的应用
(1)判断电场强度的方向:电场线上任意一点的切线方向为该点电场强度的方向.
(2)判断电场强度的大小: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加速度的大小.
(3)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.
(4)判断电势降低的快慢:沿电场线的方向电势降低最快,且电场线密的地方比疏的地方降低得更快.
(5)判断等势面的疏密:电场线越密的地方,等差等势面越密集;电场线越疏的地方,等差等势面越稀疏.
3.两种等量点电荷的电场分析
比较项目
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C′
等大同向
等大反向
4.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)“三不知时要用假设法”——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,若已知其中的任意一个,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.
(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则( )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.c点的电场强度比d点的大
D.c点的电势比d点的低
实线PQ是某空间中的两个等量点电荷的连线,虚线是一电子仅在电场力作用下运动的轨迹,M、O、N是轨迹上的三个点,O位于P、Q连线的中点,且M、N关于O对称,如图所示.则下列说法正确的是( )
A.P、Q是等量异号点电荷
B.M、N两点的电势相等
C.M、N两点的电场强度相同
D.电子在O点的加速度大于在M、N点的加速度
命题点三 电场强度的理解和计算(师生共研)
一、点电荷电场强度的叠加及计算
1.电场强度的性质
(1)矢量性:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.
(2)唯一性:电场中某一点的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点的电荷q无关,它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置.
(3)叠加性:如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场,那么空间某点的电场强度是各场源电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和.
2.三个计算公式
比较项目
公式
适用条件
说明
定义式
E=
任何电场
某点的场强为确定值,大小及方向与q无关
决定式
E=k
真空中点电荷的电场
E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定
关系式
E=
匀强电场
d是沿电场方向的距离
3.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线的
分布图
连线中点O处的电场强度
连线上O点场强最小,指向负电荷一方
为零
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
连线上的电场强度大小(从左到右)
沿连线先变小,再变大
沿连线先变小,再变大
沿连线的中垂线由O点向外电场强度大小
O点最大,向外逐渐变小
O点最小,向外先变大后变小
关于O点对称的A与A′,B与B′的电场强度
等大同向
等大反向
二、非点电荷电场强度的叠加及计算
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:如图所示,均匀带电的球壳在O点产生的电场强度,等效为弧BC产生的电场强度,弧BC产生的电场强度方向,又等效为弧的中点M在O点产生的电场强度方向.
3.填补法
将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板,或将半球面补全为球面,从而化难为易、事半功倍.
(2024·新课标)如图,两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上,下端分别系有均带正电荷的小球P、Q;小球处在某一方向水平向右的匀强电场中,平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等.则( )
A.两绳中的张力大小一定相等
B.P的质量一定大于Q的质量
C.P的电荷量一定小于Q的电荷量
D.P的电荷量一定大于Q的电荷量
MN为足够大的不带电的金属板,在其右侧距离为d的位置放一个电荷量为+q的点电荷O,金属板右侧空间的电场分布如图甲所示,P是金属板表面上与点电荷O距离为r的一点.几位同学想求出P点的电场强度大小,但发现问题很难,经过研究,他们发现图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中是两等量异种点电荷的电场线分布,其电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别对甲图P点的电场强度方向和大小做出以下判断,其中正确的是( )
A.方向沿P点和点电荷的连线向左,大小为
B.方向沿P点和点电荷的连线向左,大小为
C.方向垂直于金属板向左,大小为
D.方向垂直于金属板向左,大小为
如图所示,空间某区域有一个正三角形ABC,其三个顶点处分别固定有三个等量正点电荷,D点为正三角形的中心,E、G、H点分别为正三角形三边的中点,F点为E关于C点的对称点.取无限远处的电势为0,下列说法中正确的是( )
A.E、G、H三点的电场强度均相同
B.E、G、H三点的电势均相同
C.D点的电场强度最大
D.根据对称性,E、F两点的电场强度等大反向
(多选)如图所示,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷.a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等.则( )
A.a、b两点的电场强度相等
B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的电场强度相等
D.c、d两点的电势相等
$$
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