高三物理一轮复习-电场.doc
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1、高中物理复习07-电场班级 姓名 得分考纲要求:主题内 容要求说 明电场物质的电结构、电荷守恒带电粒子在匀强电场中运动的计算,只限于带点粒子进入电场时速度平行或垂直于电场方向的情况静电现象的解释点电荷库仑定律静电场电场强度、点电荷的场强电场线电势能、电势电势差匀强电场中电势差和电场强度的关系带电粒子在匀强电场中的运动第一节:库仑定律一、点电荷和库仑定律1电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷(1)电荷量是物体带电的多少,电荷量只能是元电荷的整数倍(2)元电荷是最小的电荷量,电子和质子带有最小的电荷量,即e1.61019 C.(3)点电荷是一种理想化的模型,忽略带电体的大小和形状(4)试探电荷要求放入
2、电场后对原来的电场不产生影响,且要求在其占据的空间内场强“相同”,故其应为带电荷量“足够小”的点电荷2库仑定律的理解和应用(1)适用条件:真空中,静止的点电荷之间的作用。在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷(2)库仑力的方向:沿两点的连线向外(斥力)或向内(引力)。二、库仑力作用下的平衡问题1分析库仑力作用下的平衡问题的思路(1)确定研究对象适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离(2)对研究对象进行受力分析电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力(3)列平衡方程(F合0或Fx0,
3、Fy0)或用平衡条件推论分析2三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反(2)规律:“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上;“两同夹异”正负电荷相互间隔;“两大夹小”中间电荷的电荷量最小;“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷【例1】如图所示,电荷量为Q1、Q2的两个正电荷分别固定于A点和B点,两点相距L,在以L为直径的光滑绝缘上半圆环上,穿着一个带电小球q(可视为点电荷)在P点平衡,若不计小球的重力,那么PA与AB的夹角与Q1、Q2的关系满足()Atan2 Btan2 Ctan3 Dtan3 【例2】 如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点
4、电荷A、B,A带电Q,B带电9Q.现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,问:C应带什么性质的电?应放于何处?所带电荷量为多少?三、库仑力与牛顿定律相结合的问题【例3】光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球A、B、C,它们的质量均为m,间距均为r,A、B带等量正电荷q,现对C球施一水平力F的同时,将三个小球都放开,如图所示,欲使得三个小球在运动过程中保持间距r不变,求:(1)C球的电性和电荷量;(2)力F及小球的加速度a. 第二节:电场强度和电场线一、场强的三个表达式的比较及场强的叠加1场强的三个表达式的比较定义式决定式关系式表达式EF/qEkQ/r2EU/d适用范
5、围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小及方向与检验电荷的电荷量及存在与否无关Q:场源电荷的电荷量r:研究点到场源电荷的距离,用于均匀带电球体(或球壳)时,r是球心到研究点的距离,Q是整个球体的带电荷量U:电场中两点的电势差d:两点沿电场方向的距离.2.电场的叠加原理多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边形定则【例1】 如图甲所示,在一个点电荷Q形成的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同
6、,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图象如图乙中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电求:(1)B点的电场强度的大小和方向;(2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由;(3)点电荷Q的位置坐标【例2】 如题图所示,电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有()A体中心、各面中心和各边中点 B体中心和各边中点C各面中心和各边中点 D体中心和各面中心二、对电场线的进一步认识1点电荷的电场线的分布特点(如图所示)(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同2
7、等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)(1)两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷(2)两点电荷连线的中垂面(线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点)(3)关于O点对称的两点A与A,B与B的场强等大、同向3等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(如图所示)(1)两点电荷连线中点O处场强为零(2)中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行(5)关于O点对称的两点A与
8、A,B与B的场强等大、反向4匀强电场中电场线分布特点(如图所示)电场线是平行、等间距的直线,场强方向与电场线平行【例3】右图某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是()Aa点的电势高于b点的电势 B该点电荷带负电Ca点和b点电场强度的方向相同Da点的电场强度大于b点的电场强度【例4】如图所示,M、N为两个固定的等量同种正电荷,在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷(重力不计),下列说法中正确的是()A从P到O,可能加速度越来越小,速度越来越大B从P到O,可能加速度先变大,再变小,速度越来越大C越过O点后,加速度一直变大,速度一直变小D越过O点后,加速度一直变小,速度一直变小第三节:电势能
9、与电势差一、电势高低及电势能大小的比较方法1比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(2)判断出UAB的正负,再由UABAB,比较A、B的大小,若UAB0,则AB,若UAB0,则AB.(3)取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低2电势能大小的比较方法(1)场源电荷判断法离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小离场源负电荷越近,试探正电荷的电势能越小,试探负电荷的电势能越大(2)电场线判断法正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能减小;逆着电场线的方向
10、移动时,电势能增大负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小(3)做功判断法:电场力做正功,电荷电势能减小电场力做负功,电势能增大。【例1】如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称、b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是()Ab点场强大于d点场强 Bb点场强小于d点场强Ca、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能二、电场力做功的特点及电场力做功的计算1电场力做功的特点电场力做的功和路径无关,只和初、末位置的
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