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1、高考复习精选精讲静电场【模块目标】目标1★★★☆☆☆理解能够掌握电场强度的叠加目标2★★★★☆☆识别能够掌握电场中的功能势目标3★★★★☆☆识别能够掌握平行板电容器的动态分析【模块讲解】【常规讲解】1:电场强度的叠加(3星)【板书整理】一、电场强度的叠加1、计算电场强度叠加常用的方法①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,将复杂的电场叠加计算简化②补偿法: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【授课流程】步骤①引入电场强度的叠加【参考讲解】电场强度是一个矢量,一般用平行四边形法则来计算电场强度的的叠加。但是
2、有的问题仅用平行四边形法则不能得到解决。这个时候就要用一些方法。步骤②通过举例解释对称法,补偿法37/37写板书一、电场强度的叠加1、计算电场强度叠加常用的方法①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,将复杂的电场叠加计算简化②补偿法: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37/37配题逻辑:对称法例题1.【2013·全国新课标Ⅰ】如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固
3、定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()A.B.C.D.【讲解】B由于在a点放置一点电荷q后,b点电场强度为零,说明点电荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等,即EQ=Eq=k,根据对称性可知Q在d点产生的场强大小E′Q=EQ=k,则Ed=E′Q+E′q=k+k=k,故选项B正确。37/37配题逻辑:对称法练习1-1.如图所示,xoy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0的空间,z>0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xoy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点
4、电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则q在z轴上z=处所受到的电场力的大小为(k为静电力常量)()A.B.C.D.【讲解】D假设点电荷为正q,那么它在xoy导体平面上感应出负电荷,点电荷在z=处激发的场强为,导体平面上感应电荷在z=处激发的场强不好直接计算,故必须另想办法:考虑到无限大平面的空间对称性,导体平面上感应电荷在z=处激发的场强与z=-37/37处激发的场强必大小相等,方向相反,而z=-处在导体内部,据静电平衡导体的特点。其内部的合场强为零,即点电荷q在z=-处产生的场强与导体平面上感应电荷在z=处激发的
5、场强大小相等,方向相反,点电荷q在z=-处产生的场强为,故导体平面上感应电荷在z=处激发的场强为,与点电荷在z=处激发的场强方向相同,故z=的场强为:,选项D正确。配题逻辑:对称法例题2.【2015·山东高考】直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为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()37/37A.,沿y轴正向B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向【讲解】B由于处于O点的正点电荷在G点处产生的场
6、强E1=,方向沿y轴负向;又因为G点处场强为零,所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2=E1=,方向沿y轴正向;根据对称性,M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3=E2=,方向沿y轴负向;将该正点电荷移到G处,该正点电荷在H点产生的场强E4=,方向沿y轴正向,所以H点的场强E=E3-E4=,方向沿y轴负向。37/37配题逻辑:对称法+补偿法练习2-1.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,O
7、M=ON=2R,已知M点的电场强度大小为E,则N点的电场强度大小为()A.B.-EC.-ED.+E【讲解】B把半个带正电荷的球面等效为整个带正电荷的球面跟半个带负电荷球面叠加在一起;整个带正电荷的球面在N点的电场强度E1=,半个带负电荷球面在N点的电场强度E2=E,N点的电场强度EN=E1-E2=-E,则B项正确。37/37【常规讲解】2:电场中的功能势(4星)【板书整理】二、电场中的功能势1、电场中的功能关系(1)WAB=Flcosα=Eqlcosα=qUAB=EpA-EpB(2)W电场力+W其他力=ΔEk。(3)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持
8、不变。37/37(4)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变