高中物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)及典型例題

1、電荷及其守恒定律一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道兩種電荷及其相互作用，知道電量的概念。2.知道摩擦起電和感應(yīng)起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開。3.知道電荷守恒定律。4.知道什么是元電荷。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1、電荷守恒定律和元電荷1.兩種電荷：(1)正電荷：絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電荷；(2)負(fù)電荷：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶的電荷。2.電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。3.使物體帶電方法：(1)摩擦起電；(2)接觸帶電；(3)感應(yīng)起電。4.摩擦起電：(1)本質(zhì)：電荷的轉(zhuǎn)移；(2)原因：原子核對(duì)核外電子的束縛能力不同。(3)結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物理帶上了等量異種電荷。5.自由電子：

2、金屬中，最外層電子脫離原子核束縛在金屬中自由活動(dòng)的電子，失去電子的原子變成為了帶正電的離子。6.靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的異體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電。當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷。7.電荷守恒定律：電荷既不會(huì)產(chǎn)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。(一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變)8.元電荷：(1)最小的電荷量，用e表示，單位：庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱

3、庫(kù)，符號(hào)用C表示。正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。(2)比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量之比，。注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說(shuō)，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。9.驗(yàn)電器：(1)作用：檢驗(yàn)物體是否帶電。(2)原理：同種電荷相互排斥。三、典型例題例1關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是：（ ）A.摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體另一個(gè)部分D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了解析:摩擦起電的

4、實(shí)質(zhì)是：當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶上負(fù)電，失去電子的物體帶上正電。即電荷在物體之間轉(zhuǎn)移。感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷之間的相互吸引或排斥，導(dǎo)致導(dǎo)體中的自由電荷趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體上靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離的一端帶同種電荷。即電荷在物體的不同部分之間轉(zhuǎn)移。由電荷守恒定律可知：電荷不可能被創(chuàng)造。答案:BC 例2絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個(gè)絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則：（ ）A.a、b之間不發(fā)生相互作用

5、B.b將吸引a，吸住后不放C.b立即把a(bǔ)排斥開D.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開解析：當(dāng)a帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故a將吸引b。這種吸引是相互的，故可以觀察到a被b吸引過(guò)來(lái)。當(dāng)它們相互接觸后，電荷從a轉(zhuǎn)移到b，它們就帶上了同種電荷，根據(jù)電荷間相互作用的規(guī)律，它們又將互相排斥。答案：D 例3如圖所示，將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是 （ ）A先把兩球分開，再移走棒B先移走棒，再把兩球分開C先將棒接觸一下其中的一個(gè)球，再把兩球分開D棒的帶電荷量不變，兩導(dǎo)體球不能帶電 解析：帶電棒移近導(dǎo)體球但不與導(dǎo)體球接觸，從而使導(dǎo)體

6、球上的電荷重新分布，甲球左側(cè)感應(yīng)出正電荷，乙球右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，此時(shí)分開甲、乙球，則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷，故A正確；如果先移走帶電棒，則甲、乙兩球上的電荷又恢復(fù)原狀，則兩球分開后不顯電性，故B錯(cuò)；如果先將棒接觸一下其中的一球，則甲、乙兩球會(huì)同時(shí)帶上和棒同性的電荷，故C正確可以采用感應(yīng)起電的方法使兩導(dǎo)體球帶電，而使棒的帶電荷量保持不變，故D錯(cuò)誤。答案：AC 庫(kù)侖定理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握庫(kù)侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫(kù)侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量2會(huì)用庫(kù)侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3知道庫(kù)侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用，與它們

7、的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.靜電力(庫(kù)侖力)：靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。3.點(diǎn)電荷：帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀大小以及電荷分布狀況可以忽略，這樣的帶電體就叫做點(diǎn)電荷，它是一種理想模型。4.計(jì)算公式：。k是比例系數(shù)，叫靜電力常量，r是電荷間的距離。單位:q的單位是庫(kù)侖(C)，力的單位是牛頓(N)，距離單位是米(m)，。微觀粒子間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì)。5.方向：點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力方向在兩者連線上。三、典型例題例1：如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上a和c帶正

8、電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示，它應(yīng)是( ) AF1 BF2CF3 DF4解析：選B.據(jù)“同電相斥、異電相引”規(guī)律，確定電荷c受到a和b的庫(kù)侖力方向，考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量，因此Fb大于Fa，F(xiàn)b與Fa的合力只能為F2，故選項(xiàng)B正確。答案：B 例2：如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的完全相同的金屬球殼 a和b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離 l 為球半徑的3倍若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引和庫(kù)侖力F庫(kù)的表達(dá)式正確的是( )

9、 AF引，F(xiàn)庫(kù)BF引，F(xiàn)庫(kù)CF引，F(xiàn)庫(kù)DF引，F(xiàn)庫(kù)解析：由于a、b 兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側(cè)電荷分布較密集，又l3r，不滿足lr的要求，故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電荷，所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律，故F庫(kù).雖然不滿足lr，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，故F引。答案：D 3.質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L(zhǎng)，A球帶電量10q；B球帶電量q。若在C球上加一個(gè)水平向右的恒力F，如圖7所示，要使三球能始終保持L的間距向右運(yùn)動(dòng)，問(wèn)外力F為多大？C球帶電性質(zhì)是什么？

10、 解析：由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對(duì)A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運(yùn)動(dòng)，故C球帶負(fù)電荷。以三球?yàn)檎w，設(shè)系統(tǒng)加速度為a，則F3ma隔離A、B，由牛頓第二定律可知：對(duì)A：ma對(duì)B：ma聯(lián)立、得F。答案： 負(fù)電荷 電場(chǎng)強(qiáng)度一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。2理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式，會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。3能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4知道電場(chǎng)的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。二、知識(shí)

11、點(diǎn)說(shuō)明1.電場(chǎng)：(1)電場(chǎng)：電荷及變化磁場(chǎng)周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì)；電荷間通過(guò)電場(chǎng)相互作用。(2)電磁場(chǎng)：有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體的總稱。(3)靜電場(chǎng)：靜止電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2.電場(chǎng)強(qiáng)度：(1)試探電荷(檢驗(yàn)電荷)：1內(nèi)容：用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的帶點(diǎn)小球；2條件：A電荷量和尺寸必須充分?。籅對(duì)金屬球上的電荷分布不產(chǎn)生明顯影響。(2)場(chǎng)源電荷(源電荷)：激發(fā)電場(chǎng)的帶電小球所帶的電荷。(3)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受靜電力F跟它的電荷量比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。(4)物理意義：1描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量；2描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。3電場(chǎng)強(qiáng)度的大小取決與電場(chǎng)本身

12、，或者說(shuō)取決于激發(fā)電場(chǎng)的電荷，與電場(chǎng)中的受力電荷無(wú)關(guān)。(5)定義式：。(F為電場(chǎng)對(duì)試探電荷的作用力，q為放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷(試探電荷)的電荷量)(6)單位：牛(頓)每庫(kù)(侖)，符號(hào)為；或者伏(特)每米，符號(hào)為；1=。(7)方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量；規(guī)定為放在該點(diǎn)的正電荷受到的靜電力方向；與正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷受力方向相反。(8)適用條件：適用于一切電場(chǎng)。3.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)以及電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。(1)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)：1電場(chǎng)強(qiáng)度：。(只適用于點(diǎn)電荷；E是電場(chǎng)強(qiáng)度，k是靜電力常量，Q是點(diǎn)電荷的電量，r是源電荷與試探電荷的距離)2方向：如果以Q為中心作一球面，Q為正電荷，E方向沿半徑向外；Q為負(fù)電

13、荷，E方向沿半徑向外。(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。4.電場(chǎng)力：。5.電場(chǎng)線：在電場(chǎng)中畫出一系列從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處終止的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，此曲線叫電場(chǎng)線。 電場(chǎng)線的特點(diǎn)： (1)電場(chǎng)線是起源于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處的有源線。 (2)電場(chǎng)線不閉合、不相交、不間斷的曲線。 (3)電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電場(chǎng)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)線稀的地方場(chǎng)強(qiáng)小。 (4)電場(chǎng)線不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，也不是客觀存在的曲線，而是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^的描述電場(chǎng)而假想的曲線。 常見電場(chǎng)

14、的電場(chǎng)線電場(chǎng)電場(chǎng)線圖樣簡(jiǎn)要描述正點(diǎn)電荷發(fā)散狀負(fù)點(diǎn)電荷會(huì)聚狀等量同號(hào)電荷相斥狀等量異號(hào)電荷相吸狀6.勻強(qiáng)電場(chǎng)：(1)定義：如果電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，這個(gè)電場(chǎng)就叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。(2)特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是間隔相等的平行線。(3)大小：，U為兩點(diǎn)間電勢(shì)差，d為沿電場(chǎng)線方向的距離。(4) 物理意義：沿電場(chǎng)線方向單位長(zhǎng)度的電勢(shì)降落，單位長(zhǎng)度電壓越大，場(chǎng)強(qiáng)越大。例如，兩等大、正對(duì)且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)中，除邊緣附近外，就是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。 三、典型例題例1：下列說(shuō)法正確的是（ ）A、 根據(jù)EF/q，可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)力成正比B、 根據(jù)EkQ/r2 ，可知電場(chǎng)中

15、某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量成正比C、 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，可知合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于分電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)D、 電場(chǎng)線就是點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡 解析：這個(gè)問(wèn)題涉及到有關(guān)電場(chǎng)的基本概念。EF/q作為電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，給出了電場(chǎng)強(qiáng)度的一種測(cè)量方式或方法。而對(duì)于電場(chǎng)中的某一確定的點(diǎn)，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場(chǎng)力也不同，但電場(chǎng)力和電荷量的比值卻是不變的，即電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力及試探電荷的電荷量無(wú)關(guān)，而由場(chǎng)源電荷及研究點(diǎn)在場(chǎng)中的位置決定。對(duì)于點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，確定點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷的電量成正比。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，合場(chǎng)強(qiáng)由平行四邊形法則確定，作為合場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的對(duì)角線不一定比

16、作為分場(chǎng)強(qiáng)的平行四邊形的鄰邊長(zhǎng)。只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線，帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線重合時(shí)，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡才會(huì)與電場(chǎng)線重合。答案：B 例2：如圖所示，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，同時(shí)在O點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷，如果把一個(gè)帶電量為q的試探電荷放在c點(diǎn)，則恰好平衡，那么勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？a、d兩點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)為多少？解析：圖示空間有勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是兩個(gè)電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)。由帶電量為q的試探電荷在c處于平衡可得： 解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為：由正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)

17、方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；在d點(diǎn)，點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸的正方向。在a點(diǎn)，為兩個(gè)等大、同方向場(chǎng)強(qiáng)的合成，即 在b點(diǎn)，為兩個(gè)等大、互相垂直的場(chǎng)強(qiáng)的合成，即 例3：如圖所示，質(zhì)量m2.0×10-3kg的帶電小球用絕緣細(xì)線豎直地懸掛于電場(chǎng)中，當(dāng)小球的帶電量為q11.0×10-4C時(shí)，懸線中的張力為T11.5×10-2N，則小球所在處的場(chǎng)強(qiáng)為多大？當(dāng)小球的帶電量為q21.0×10-4C時(shí)，懸線中的張力T2為多大？解析：小球的重力G=mg=2.0×10-2N由題意：繩子拉力T1=1.5×10-2NG故電場(chǎng)力F

18、方向向上且有F+T1=G 得F=G-T1=5×10-3N小球處的場(chǎng)強(qiáng)E=當(dāng)q2=-1.0×10-4C時(shí)，電場(chǎng)力=F=5×10-3N，方向向下，此時(shí)繩中張力為T2=G+=2.5×10-2N。 電勢(shì)能和電勢(shì)一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念、電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。2.理解電勢(shì)的概念，知道電勢(shì)是描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。明確電勢(shì)能、電勢(shì)、靜電力的功、電勢(shì)能的關(guān)系。了解電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系，了解等勢(shì)面的意義及與電場(chǎng)線的關(guān)系。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電勢(shì)： 在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差；也等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電勢(shì)點(diǎn)

19、）時(shí)電場(chǎng)力所做的功，電勢(shì)記作，電勢(shì)是相對(duì)的，某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐點(diǎn)降低。 說(shuō)明：（1）電勢(shì)的相對(duì)性。 （2）電勢(shì)是標(biāo)量。電勢(shì)是只有大小、沒有方向的物理量，電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢(shì)高于和低于零電勢(shì)。 2.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。 （1）電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力所做的功只與電荷的起止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)與重力做功相同。 （2）電勢(shì)能 電荷在電場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫做電勢(shì)能，電勢(shì)能屬于電荷和電場(chǎng)系統(tǒng)所有。 （3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能的數(shù)量關(guān)系 WAB=AB=。 電場(chǎng)力做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力

20、做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做了多少功，電荷的電勢(shì)能就變化多少，即=WAB=qUAB。3.等勢(shì)面的概念及特點(diǎn) （1）等勢(shì)面 電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的曲面叫做等勢(shì)面。 （2）等勢(shì)面的特點(diǎn) 電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，且總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面； 在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功； 處于靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面； 導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面處處垂直。 （3）熟悉勻強(qiáng)電場(chǎng)、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、等量異種電荷的電場(chǎng)、等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的等勢(shì)面的分布情況。 點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是以電荷為球心的一簇球面； 等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱曲面 等量異種點(diǎn)電

21、荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是兩簇對(duì)稱曲面； 勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面. 4.電勢(shì)與等勢(shì)面 （1）電勢(shì)是描述電場(chǎng)中單個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)性質(zhì)，而等勢(shì)面是描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)分布。 （2）電場(chǎng)線是為了描述電場(chǎng)而人為引入的一組假想線，但等勢(shì)面卻是實(shí)際存在的一些面，它從另一角度描述了電場(chǎng)。 （3）等勢(shì)面的性質(zhì) 同一等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零； 不同的等勢(shì)面一定不會(huì)相交或相切； 電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面且指向電勢(shì)降低的方向。5.比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)能大小的方法 (1)場(chǎng)源電荷判斷法 離場(chǎng)源正電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越大，試驗(yàn)負(fù)電荷的電勢(shì)能越小 離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，試驗(yàn)正電荷的電勢(shì)能越小，試驗(yàn)

22、負(fù)電荷的電勢(shì)能越大 (2)電場(chǎng)線法 正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減??；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大 負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大；逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減小 (3)做功判斷法 無(wú)論正、負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，電荷從電勢(shì)能較大的地方移向電勢(shì)能較小的地方反之，如果電荷克服電場(chǎng)力做功，那么電荷將從電勢(shì)能較小的地方移向電勢(shì)能較大的地方。6、電場(chǎng)中電勢(shì)高低的判斷和計(jì)算方法 (1)根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷因沿電場(chǎng)線方向各點(diǎn)電勢(shì)總是越來(lái)越低，而逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)總是逐漸升高。 (2)根據(jù)等勢(shì)面的分布和數(shù)值，都畫在同一圖上，直接從圖上判定電勢(shì)高低。 (3)根據(jù)電場(chǎng)力做

23、功公式判定當(dāng)已知q和WAB時(shí)，由公式WAB=qUAB，則UAB=WAB/q判定。7、電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系 (1)電勢(shì)是反映電場(chǎng)電勢(shì)能的性質(zhì)的物理量還可以從能的角度定義電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷具有的電勢(shì)能跟它的電荷量的比值，叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，即或者=q，某點(diǎn)的電勢(shì)與該點(diǎn)是否有電荷無(wú)關(guān)。 (2)正電荷在電勢(shì)為正值的地方電勢(shì)能為正值，在電勢(shì)為負(fù)值的地方電勢(shì)能為負(fù)值；負(fù)電荷在電勢(shì)為正的地方電勢(shì)能為負(fù)值，在電勢(shì)為負(fù)的地方電勢(shì)能為正值。 (3)電勢(shì)是由電場(chǎng)決定，電勢(shì)能是由電場(chǎng)和電荷共同決定的它們都是標(biāo)量、相對(duì)量當(dāng)零勢(shì)點(diǎn)確定以后，各點(diǎn)電勢(shì)有確定的值。由于存在兩種電荷，則在某一點(diǎn)不同種電荷的電勢(shì)能有的為正值，也有的

24、為負(fù)值。 (4)在實(shí)際問(wèn)題中，我們主要關(guān)心的是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB和在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電荷電勢(shì)能的改變量AB。UAB和AB都與零電勢(shì)點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)，有關(guān)系式：AB=qUAB。8、電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的比較 (1)場(chǎng)強(qiáng)是反映電場(chǎng)力的性質(zhì)，電勢(shì)是反映電場(chǎng)能的性質(zhì)，它們都是由比值定義的物理量，因而它們都是由電場(chǎng)本身確定的，與該點(diǎn)放不放電荷無(wú)關(guān)。 (2)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都惟一地確定了。(即各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小有確定的值) 電勢(shì)是標(biāo)量，是相對(duì)量電場(chǎng)確定后，各點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值還可隨零電勢(shì)點(diǎn)的不同而改變。 (3)電場(chǎng)線都能描述它們，但又有所不同： 電場(chǎng)線的密度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線上各點(diǎn)的

25、切線方向表示場(chǎng)強(qiáng)的方向。 沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低，但不能表示電勢(shì)的數(shù)值。 三、 典型例題例1：如圖所示，當(dāng)帶電體A靠近一個(gè)絕緣導(dǎo)體B時(shí)，由于靜電感應(yīng)，B兩端感應(yīng)出等量異種電荷。將B的左端接地，絕緣導(dǎo)體B帶何種電荷？解析：因?yàn)閷?dǎo)體B處于正電荷所形成的電場(chǎng)中，而正電荷所形成的電場(chǎng)電勢(shì)處處為正，所以導(dǎo)體B的電勢(shì)是正的，UBU地；而負(fù)電荷在電場(chǎng)力的作用下總是從低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)，B左端接地，使地球中的負(fù)電荷（電子）沿電場(chǎng)線反方向進(jìn)入高電勢(shì)B導(dǎo)體的右端與正電荷中和，所以B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷。答案：B導(dǎo)體將帶負(fù)電荷 例2：如圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場(chǎng)中的軌跡，若電荷

26、是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是( )A電荷從a到b加速度減小Bb處電勢(shì)能大Cb處電勢(shì)高D電荷在b處速度小解析：由圖可知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密，說(shuō)明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律，檢驗(yàn)電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)。由圖可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即Fe0，且Fe的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹向。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線指向是從疏到密。再利用“電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向”判斷a，b處電勢(shì)高低關(guān)系是UaUb，C選項(xiàng)不正確。根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90°，可知電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能量變化的量度，可判斷由a

27、b電勢(shì)能增加，B選項(xiàng)正確；又因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確。答案：D 例3：將一電量為的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)外一點(diǎn)P移至電場(chǎng)中某點(diǎn)A, 電場(chǎng)力做功 ,求A點(diǎn)的電勢(shì)。解析：設(shè)場(chǎng)外一點(diǎn)P的電勢(shì)為從P 到A,電場(chǎng)力做的功答案：20V 電勢(shì)差一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電勢(shì)差的概念。2.會(huì)計(jì)算點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明 1、電勢(shì)差：（又叫電壓）（1）定義：電荷q在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到另一點(diǎn)B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功WAB與電荷量q的比值，叫A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB。（2）定義式：（3）單位：伏特，符號(hào)V，1V

28、=1J/C（4）物理意義：電勢(shì)差的值即為電場(chǎng)力作用下兩點(diǎn)間移動(dòng)一庫(kù)侖的正電荷電場(chǎng)力做的功。 說(shuō)明：（1）定義式中，為q從初位置A移動(dòng)到末位置B電場(chǎng)力做的功，可為正值，也可為負(fù)值，q為電荷所帶的電量，正電荷取正值，負(fù)電荷取負(fù)值。 （2）電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差，由這兩點(diǎn)本身的初、末位置決定。與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電量、電場(chǎng)力做功的大小無(wú)關(guān)。在確定的電場(chǎng)中，即使不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差都有確定的值，不能認(rèn)為與成正比，與q成反比。只是可以利用、q來(lái)計(jì)算A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差。 （3）公式適用于任何電場(chǎng)。2.電勢(shì)與電勢(shì)差的比較：（1）電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值， 。（2）電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小，與選

29、取的參考點(diǎn)有關(guān)；電勢(shì)差的大小，與選取的參考點(diǎn)無(wú)關(guān)。（3）電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量，單位都是伏特，都有正負(fù)值；電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或?。浑妱?shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。3、應(yīng)用計(jì)算時(shí)，相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入，其結(jié)果：0，電場(chǎng)力做正功；0，電場(chǎng)力做負(fù)功；0，；0， 三、典型例題例1：下圖是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=2×102N/C現(xiàn)讓一個(gè)電量q=4×108C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離s=30cm試求： (1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化 (2)M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 解析：(1)由圖可知，負(fù)電荷在該電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力F方向向左因此從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電荷

30、克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能E等于電荷克服電場(chǎng)力做的功W。電荷克服電場(chǎng)力做功為W=qEs=4×108×2×102×0.3J=2.4×106J。即電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能增加了2.4×106J。(2)從M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功為WMN=2.4×106J。 則M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為。即M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為60V。 例2：將一個(gè)電量為2×108C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)S移到M點(diǎn)要反抗電場(chǎng)力做功4×108J，則M點(diǎn)電勢(shì)M=_，若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功14×108J，則N點(diǎn)電勢(shì)

31、N=_，MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=_。解析：本題可以根據(jù)電勢(shì)差和電勢(shì)的定義式解決，一般有下列三種解法： 解法一：嚴(yán)格按各量的數(shù)值正負(fù)代入公式求解。 由WSM=qUSM得： 。 而USM=SM，M=SUSM=(02)V=2V。由WMN=qUMN得：。而UMN=MN，N=MUMN=2(7)V=5V。 解法二：不考慮各量的正負(fù)，只是把各量數(shù)值代入公式求解，然后再用其他方法判斷出要求量的正負(fù)。 由WSM=qUSM得。 電場(chǎng)力做負(fù)功，負(fù)電荷q受的電場(chǎng)力方向與移動(dòng)方向大致相反，則場(chǎng)強(qiáng)方向與移動(dòng)方向大致相同，故SM，而S=0，故M=2V。同理可知：UMN=7V，N=5V。 解法三：整體法求N點(diǎn)電勢(shì)時(shí)把電荷從

32、S點(diǎn)移到M點(diǎn)再移動(dòng)N點(diǎn)，看成一個(gè)全過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，由S到N電場(chǎng)力做的總功等于各段分過(guò)程中電場(chǎng)力做功的代數(shù)和,即WSN=WSMWMN=(4×10814×108)J=10×108J。 由WSN=qUSN得： 。而S=0，N=5V。 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的定性、定量關(guān)系。對(duì)于公式 要知道推導(dǎo)過(guò)程2.能夠熟練應(yīng)用 解決有關(guān)問(wèn)題。 二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.第一種表示方法：1勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離的乘積。2表達(dá)式：。2.第二種表示方法：1在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿

33、電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值。2表達(dá)式：。 三、典型例題例1：如圖所示，虛線a、b、c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線，且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等實(shí)線為一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下面說(shuō)法中正確的是（ ） A三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大D帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)，加速度增大解析：由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a根據(jù)電場(chǎng)線的方向是指電勢(shì)降低的方向，故UcUbUa，選項(xiàng)A錯(cuò)。 帶正電粒

34、子若從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，電場(chǎng)力做正功，即電勢(shì)能減少；若從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加故選項(xiàng)B錯(cuò)。 根據(jù)能量守恒定律，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變，故粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確。由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等，因N點(diǎn)等勢(shì)面較密，則ENEM，即qENqEM由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大，選項(xiàng)D正確。答案：C、D 例2：如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢(shì)差為50V，板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點(diǎn)距P板4cm。求： (1)P板及A點(diǎn)的電勢(shì)。 (2)保持兩板間的電勢(shì)

35、差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點(diǎn)的電勢(shì)將變?yōu)槎嗌? 解析：板間場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左，可見Q板是電勢(shì)最高處Q板接地，則電勢(shì)Q=0，板間各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值。利用公式可求出極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，再由U=Ed可求出各點(diǎn)與Q板間的電勢(shì)差，即各點(diǎn)的電勢(shì)值。 (1)場(chǎng)強(qiáng)。 QA間電勢(shì)差=Ed=5×102×(104)×102V=30V。 A點(diǎn)電勢(shì)A=30V，P點(diǎn)電勢(shì)P=50V。 (2)當(dāng)Q板向左平移5cm時(shí)，兩板間距離d1=10cm5cm=5cm。 Q板與A點(diǎn)間距離變?yōu)閐=(104)cm5cm=lcm。 電場(chǎng)強(qiáng)度。 Q、A間電勢(shì)差=Ed=1.0×103×1.0

36、×102V=10V。所以A點(diǎn)電勢(shì)A=10V。 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)。2.理解靜電平衡時(shí)，靜電荷只分布在導(dǎo)體表面且內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。3.知道靜電屏蔽及其應(yīng)用。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零（不為0則自由電子將繼續(xù)移動(dòng)直至合場(chǎng)強(qiáng)為0）導(dǎo)體中沒有自由電荷定向移動(dòng)凈電荷分布在導(dǎo)體表面，實(shí)驗(yàn)證明：法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體表面附近電場(chǎng)線與表面垂直理論證明：中性導(dǎo)體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面反證法：若內(nèi)部有自由電荷，則內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為0，導(dǎo)體就不是處于靜電平衡狀態(tài)2.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體周圍電場(chǎng)分布： 上

37、圖空間實(shí)際電場(chǎng)分布，不會(huì)出現(xiàn)虛線電場(chǎng)線3.空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)： 凈電荷只分布在外表面，內(nèi)表面不帶電，空腔內(nèi)沒有電場(chǎng)4.應(yīng)用電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號(hào)弱三、典型例題例1：使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（ ） 解析：帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器時(shí)，在驗(yàn)電器上感應(yīng)出異種電荷，A、D錯(cuò)誤。驗(yàn)電器的頂端帶上了正電荷，金屬箔片則帶上了負(fù)電荷，故B正確，C錯(cuò)誤。答案：B 例2：如圖所示，不帶電的導(dǎo)體B在靠近帶正電的導(dǎo)體A后，P端及Q端分別感應(yīng)出負(fù)電荷和正電

38、荷，則以下說(shuō)法正確的是( ) A若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶負(fù)電B若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電C若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將不帶電D若用導(dǎo)線將P端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電解析：用導(dǎo)線將Q接地后，導(dǎo)體B與地球構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體，其距A較近的為P端，仍帶感應(yīng)負(fù)電荷；其距A較遠(yuǎn)處，不再是Q端，而是地球，將感應(yīng)出正電荷；而Q端成為大導(dǎo)體的中間部分將不會(huì)有感應(yīng)電荷。所以，導(dǎo)體B將帶負(fù)電荷。答案：A 例3：圖中接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q，到球心的距離為r。該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心處產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大

39、小等于( ) A BC0 D解析：由內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零可知，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與Q在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，故。答案：D 電容器的電容一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是電容器及常見的電容器。2.知道電場(chǎng)能的概念，知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化。3.理解電容器電容的概念及定義式，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4.知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電容器的電容、平行板電容器的電容 (1)電容器：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器. (2)電容：電容器所帶的電荷量Q(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值)與兩個(gè)極板間的電勢(shì)差U的比值，

40、即電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量. (3)常用電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、平行板電容器、可變電容器.其中電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“”、“”極. (4)平行板電容器：平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)成比，跟兩板正對(duì)面積S成正比，跟兩板間距離d成反比，即 (5)對(duì)電容器電容的兩個(gè)公式的理解. 公式是電容的定義式，適用于任何電容器.對(duì)于一個(gè)確定的電容器，其電容只由本身的因素決定，而與其電荷量Q和電壓U無(wú)關(guān). 公式是平行板電容器的決定式，只適用于平行板電容器.2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析 充電后平行板電容器兩極板間形成的電場(chǎng)，可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由于某種原因使電容C發(fā)生了改變，就會(huì)導(dǎo)致電容器的電荷

41、量Q，兩板間電壓U，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E發(fā)生相應(yīng)的變化，這類問(wèn)題常見于兩種情況： (1)電容器一直與電源相連接.此時(shí)電容器兩極板間電勢(shì)差U保持不變. (2)電容器充電后與電源斷開.此時(shí)電容器所帶的電荷量Q保持不變. 分析的基本思路是： 三、典型例題例1：平行板電容器所帶的電荷量為Q4×10-8C，電容器兩板間的電壓為U2V，則該電容器的電容為 ；如果將其放電，使其所帶電荷量為原來(lái)的一半，則兩板間的電壓為 ，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的 倍，此時(shí)平行板電容器的電容為 。解析：由電容器電容的定義式得： 電容的大小取決于電容器本身的構(gòu)造，與電容器的帶電量無(wú)關(guān)，故所帶電荷量為原來(lái)一半時(shí)，電容不變。而

42、此時(shí)兩極板間的電壓為： 板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，由場(chǎng)強(qiáng)與電壓關(guān)系可得：答案：2×10-8C 、1V、1/2 、2×10-8C 例2：如圖電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計(jì)，開關(guān)S合上時(shí)，靜電計(jì)張開一個(gè)角度，下述情況中可使指針張角增大的是A、合上S，使A、B兩板靠近一些B、合上S，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開一些C、斷開S，使A、B間距增大一些D、斷開S，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開一些解析：圖中靜電計(jì)的金屬桿接A板，外殼與B板均接地，靜電計(jì)顯示的是A、B兩板間的電壓，指針的張角越大，表示兩板間的電壓越高。當(dāng)閉合S時(shí)，A、B兩板間的電壓等于電源兩端電壓不變。故靜電計(jì)的張角保持不變。

43、當(dāng)斷開S時(shí)，A、B兩板構(gòu)成的電容器的帶電量保持不變，如果板間的間距增大，或正對(duì)面積減小，由平板電容器電容的決定式可知，電容都將減小，再由可知，板間電壓都將增大，即靜電計(jì)的張角應(yīng)當(dāng)變大。答案：C、D 例3：一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地。兩板間有一個(gè)正電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器兩板間的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板向下移到圖示的虛線位置則：（ ）A、U變小，E不變 B、E變小，W不變C、U變小，W不變 D、U不變，W不變解析：一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，說(shuō)明電容器的帶電量將保持不變，負(fù)極板為零電勢(shì)。當(dāng)正極

44、板向下移到圖示位置時(shí)，板間距變小，由E=可知板間的場(chǎng)強(qiáng)E不變，然而板間的電勢(shì)差U=Ed，U變?。挥捎赑與下板間的距離不變，所以P與下板間的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故在P點(diǎn)的正電荷的電勢(shì)能不變，即W不變。答案：AC 帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.帶電粒子在電場(chǎng)中加速 帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中加速，若不計(jì)粒子重力，根據(jù)動(dòng)能定理，有 當(dāng)初速度v0=0時(shí)，末速度v的大小只與帶電粒子的荷質(zhì)比和加速電壓U有關(guān)，而與粒子在電

45、場(chǎng)中的位移無(wú)關(guān).2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子沿垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，初速度為v0，兩平行金屬板間電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，則平行于板方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，L=v0t 垂直于板方向的分運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 所以，側(cè)移距離 偏轉(zhuǎn)角滿足3.示波管的原理 (1)結(jié)構(gòu)：示波管是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成的，管內(nèi)抽成真空. (2)原理：如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上加上掃描電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極YY上加上所要研究的信號(hào)電壓，若其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線.4.帶電粒子在勻強(qiáng)電

46、場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有兩類問(wèn)題：一是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題，常用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去分析解決；二是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，常用動(dòng)能定理或能量守恒定律去分析解決. (1)在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 在交變電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向(或初速為零)跟電場(chǎng)力方向平行，在交變電場(chǎng)力作用下，做加速、減速交替變化的直線運(yùn)動(dòng)，通常運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析求解. 在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向跟電場(chǎng)力方向垂直，若粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于交變電場(chǎng)的周期，可近似認(rèn)為粒子在通過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中電場(chǎng)力不變，而做類平拋運(yùn)動(dòng). (2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 處

47、理復(fù)合場(chǎng)有關(guān)問(wèn)題的方法常有兩種： 正交分解法：將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互正交的簡(jiǎn)單直線運(yùn)動(dòng)，分別去研究這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，然后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成的知識(shí)去求解復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量. 等效法：由于帶電微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力和重力都是恒力，因此，可將電場(chǎng)力F和重力G進(jìn)行合成如圖所示，這樣復(fù)合場(chǎng)就等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng)，將其合力F合與重力場(chǎng)的重力類比，然后利用力學(xué)規(guī)律和方法進(jìn)行分析和解答. 三、典型例題例1、如圖所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是（ ） AU1變大，

48、U2變大 BU1變小，U2變大CU1變大，U2變小 DU1變小，U2變小解析： 設(shè)電子經(jīng)電場(chǎng)U1加速后獲得的速度為v0， 根據(jù)動(dòng)能定理 設(shè)極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離為d，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則 平行于極板方向：L=v0t 垂直于極板方向： 偏轉(zhuǎn)角滿足： 由以上各式可解得： 顯然，U1減小，U2增大時(shí)，一定增大.答案：B 例2、如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(重力不計(jì))，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)速度為v，方向與電場(chǎng)線垂直，在B點(diǎn)時(shí)速度大小為2v，已知A、B兩點(diǎn)間距離為d，求(1)A、B兩點(diǎn)間的電壓；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向. 解析： (1)帶電粒子從A到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得 將

49、vA=v，vB=2v代入可解得 (2)帶電粒子從A到B做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)在垂直電場(chǎng)線和平行電場(chǎng)線方向上的位移分別為x和y。 由于A到B，粒子的動(dòng)能增加，則電場(chǎng)力做正功，所以，場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)水平向左.答案： 例3、帶有等量異種電荷的兩個(gè)平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)，一個(gè)帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，如圖所示。在油滴的正上方距A板d處有一個(gè)質(zhì)量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過(guò)A板上的小孔，進(jìn)入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結(jié)合成一個(gè)大油滴.整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中，若不計(jì)油滴M和N間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力以及金屬板本身

50、的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結(jié)合成的大油滴(油滴可視為質(zhì)點(diǎn))又不與金屬板B相碰。求： (1)兩個(gè)金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢(shì)高？ (2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少？ 解析： (1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢(shì)較高，電勢(shì)差 (2)若油滴N帶負(fù)電，則N與M相碰后，結(jié)合成大油滴無(wú)論其電性為正，還是為負(fù)，或者電荷量為零，都將向B板做加速運(yùn)動(dòng)而最終與B板相碰.因此，要不落到B板上，油滴N必帶正電. 設(shè)油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設(shè)為v0，有： 油滴N能與M相碰： 油滴M和N相碰后，結(jié)合成大油滴，速度為v，有： 此后，大油滴向下運(yùn)動(dòng)，不

51、碰到B板，須有 代入v和U的值，解得 油滴所帶電荷量是答案： B板電勢(shì)較高 (2)正電， 電源和電流一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立2知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量電流。3從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1.電流的一層含義（1）大量自由電荷定向移動(dòng)形成電流的現(xiàn)象；（2）物體中有大量的自由電荷是形成電流的內(nèi)因，電壓是形成電流的外因。2.電流的另一層含義 （1）意義：表示電流強(qiáng)弱的物理量 （2）定義：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間的比值叫電流。 （3）公式：（定義式） （4）單位：安培（A）、

52、毫安（mA）、微安（A） （5）是標(biāo)量，方向規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?（6）方向不隨時(shí)間而改變的電流叫直流電：方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流。3.電流的微觀表達(dá)式：I=nqSvn單位體積內(nèi)電荷數(shù)q自由電荷量S導(dǎo)體的橫截面v電荷定向移動(dòng)的速率 三、典型例題例1：來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其

53、中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2=_。解：按定義， 由于各處電流相同，設(shè)這段長(zhǎng)度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè)，則由。而解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強(qiáng)度的概念 IQ/t而 Qne。所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運(yùn)動(dòng)路程上的線密度與其瞬時(shí)速度成反比，因?yàn)镮neSv，所以當(dāng)電流I一定時(shí)，n與v成反比。 電動(dòng)勢(shì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電動(dòng)勢(shì)的概念及定義式，知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。二、知識(shí)點(diǎn)說(shuō)明1電源（更深層的含義）（1）電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。（2）非靜電力在電源中所起的作用：是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。2電動(dòng)勢(shì)（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。（2）定義式：E=W/q（3）單位：伏（V）（4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。【注意】： 電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān)。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)，電源