第一章靜電場(全課件)

1、第一章第一章 靜電場靜電場第一節(jié)第一節(jié)電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v一、兩種電荷及其作用規(guī)律一、兩種電荷及其作用規(guī)律v1.1.正電荷和負電荷正電荷和負電荷v2.2.相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引. .v二、三種起電形式二、三種起電形式v1.1.摩擦起電摩擦起電：v通過摩擦的方式實現通過摩擦的方式實現電子電子的轉移，從而使物體帶電的方式的轉移，從而使物體帶電的方式. .v2.2.感應起電感應起電：v通過通過靜電感應靜電感應使物體帶電的方式使物體帶電的方式. .v說明說明:(:(1)1)只有導體才

2、能發(fā)生感應起電，而絕緣體不能只有導體才能發(fā)生感應起電，而絕緣體不能. .v (2) (2)帶電體靠近導體時，靠近帶電體近端帶異帶電體靠近導體時，靠近帶電體近端帶異種電種電 荷荷，遠離帶電體的遠端帶同種電荷，遠離帶電體的遠端帶同種電荷. .v (3) (3)當遇到接地問題時，該導體與地球組成一當遇到接地問題時，該導體與地球組成一個導個導 體體，則該，則該導體為近端物體導體為近端物體，帶異種電荷，帶異種電荷，地球為地球為 遠端遠端，帶同種電荷，帶同種電荷. . 摩擦起電與感應起電的異同點摩擦起電與感應起電的異同點摩擦起電摩擦起電感應起電感應起電 相同點相同點實質相同，都是電子的轉移實質相同，都是電

3、子的轉移不同點不同點材料材料不同不同絕緣體絕緣體導體導體方式方式不同不同必須接觸必須接觸只需靠近只需靠近v1.1.毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為（毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為（ ）vA.A.毛皮上的一些電子轉移到橡膠棒上毛皮上的一些電子轉移到橡膠棒上vB.B.毛皮上的一些正電荷轉移到橡膠棒上毛皮上的一些正電荷轉移到橡膠棒上vC.C.橡膠棒上的一些電子轉移到毛皮上橡膠棒上的一些電子轉移到毛皮上vD.D.橡膠棒上的一些正電荷轉移到毛皮上橡膠棒上的一些正電荷轉移到毛皮上v2.2.某驗電器金屬小球和金屬箔均不帶電，金屬箔閉合。現某驗電器金屬小球和金屬箔均不帶電，金屬箔閉合?，F將帶

4、負電的硬橡膠棒接近驗電器金屬小球，則將出現的現將帶負電的硬橡膠棒接近驗電器金屬小球，則將出現的現象是（象是（ ）vA.A.金屬箔帶負電，其兩片張開金屬箔帶負電，其兩片張開vB.B.金屬箔帶正電，其兩片張開金屬箔帶正電，其兩片張開vC.C.金屬箔可能帶正電，但兩片一定張開金屬箔可能帶正電，但兩片一定張開vD.D.由于硬橡膠棒并沒有接觸驗電器小球，故金屬箔兩片因由于硬橡膠棒并沒有接觸驗電器小球，故金屬箔兩片因不帶電仍閉合不帶電仍閉合v3.3.如圖所示，當帶正電的球如圖所示，當帶正電的球C C移近不帶電的金屬導移近不帶電的金屬導體體ABAB時，導體上的電荷移動情況是時，導體上的電荷移動情況是vA.A

5、.金屬導體上的正電荷向金屬導體上的正電荷向B B端移動，負電荷不移動端移動，負電荷不移動vB.B.金屬導體上的帶負電的電子向金屬導體上的帶負電的電子向A A端移動，正電荷端移動，正電荷不移動不移動vC.C.金屬導體上的正、負電荷同時分別向金屬導體上的正、負電荷同時分別向B B端和端和A A端端移動移動vD.D.金屬導體上的正、負電荷同時分別向金屬導體上的正、負電荷同時分別向A A端和端和B B端端移動移動C CA AB Bv4.4.如圖，不帶電的枕形導體的如圖，不帶電的枕形導體的A A、B B兩端各貼有一兩端各貼有一對金箔對金箔. .當枕形導體的當枕形導體的A A端靠近一帶電導體端靠近一帶電導

6、體C C時時（ ）vA.AA.A端金箔張開，端金箔張開，B B端金箔閉合端金箔閉合vB.B.用手觸摸枕形導體后，用手觸摸枕形導體后，A A端金箔仍張開，端金箔仍張開，B B端金端金箔閉合箔閉合vC.C.用手觸摸枕形導體后，將手和用手觸摸枕形導體后，將手和C C都移走，兩對金都移走，兩對金箔均張開箔均張開vD.D.選項選項A A中兩對金箔分別帶異種電荷，先項中兩對金箔分別帶異種電荷，先項C C中兩中兩對金箔帶同種電荷對金箔帶同種電荷A AB BC C電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v3.3.接觸起電：接觸起電：v通過接觸的方式實現通過接觸的方式實現電子電子的轉移，使電荷重新分布，的轉移，使電荷重

7、新分布，從而使物體帶電的方從而使物體帶電的方式式. .v5.5.用與絲稠摩擦過的玻璃棒接觸不帶電的驗電器的用與絲稠摩擦過的玻璃棒接觸不帶電的驗電器的金屬球后，驗電器的金屬箔片張開，則下列說法正金屬球后，驗電器的金屬箔片張開，則下列說法正確的是（確的是（ ）vA.A.金屬箔片帶正電荷金屬箔片帶正電荷vB.B.金屬箔片帶負電荷金屬箔片帶負電荷vC.C.部分電子由金屬球轉移到玻璃棒上部分電子由金屬球轉移到玻璃棒上vD.D.部分電子由玻璃棒轉移到金屬球上部分電子由玻璃棒轉移到金屬球上電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v接觸起電過程中接觸起電過程中電子轉移電子轉移的規(guī)律：的規(guī)律：v1.1.帶正電的物體與帶

8、負電的物體接觸，電子帶正電的物體與帶負電的物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到帶正電的物體上由帶負電的物體轉移到帶正電的物體上. .v2.2.帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由中性物體轉移到帶正電的物體上電子由中性物體轉移到帶正電的物體上. .v3.3.帶負電的物體與不帶電的中性物體接觸，帶負電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到中性物體上電子由帶負電的物體轉移到中性物體上. .v原子結構及物體原子結構及物體帶電的實質帶電的實質：v原子由原子核和繞核旋轉的電子組成，在物原子由原子核和繞核旋轉的電子組成，在物質內部，原子核是相對固定的質

9、內部，原子核是相對固定的, ,內部的內部的質子更質子更不能脫離原子核而移動不能脫離原子核而移動. .所以，物體帶電的實所以，物體帶電的實質是質是電子的得失電子的得失，通過摩擦、接觸、靜電感，通過摩擦、接觸、靜電感應等方式使應等方式使電子電子從一個物體轉移到另一個物從一個物體轉移到另一個物體上，或是從物體的一部分轉移到另一部分體上，或是從物體的一部分轉移到另一部分. .電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v三、電荷守恒定律三、電荷守恒定律:(:(兩種表述方式）兩種表述方式）v兩帶電體接觸后電荷分布情況：兩帶電體接觸后電荷分布情況：v兩個兩個完全相同完全相同的小球，接觸后將的小球，接觸后將平分平分電荷

10、。具體電荷。具體分三種情況：分三種情況：v1.1.若兩小球一個帶電（設為若兩小球一個帶電（設為q q），一個不帶電，兩），一個不帶電，兩小球接觸后再分開，則電荷量平分，每個小球帶小球接觸后再分開，則電荷量平分，每個小球帶電量為電量為q/2.q/2.v2.2.若兩小球分別帶同種電荷若兩小球分別帶同種電荷q q1 1和和q q2 2，兩者接觸后分，兩者接觸后分開，則每個小球帶電量為（開，則每個小球帶電量為（q q1 1q q2 2）/2./2.v3.3.若兩小球分別帶若兩小球分別帶異異種電荷種電荷q q1 1和和q q2 2，兩者接觸后，兩者接觸后分開，則分開，則先中和再平分先中和再平分電荷，且每

11、個小球帶電量電荷，且每個小球帶電量為（為（q q1 1q q2 2）/2/2，如，如q q1 1q q2 2，則稱之為中和則稱之為中和v6.6.有兩個相同的帶電絕緣金屬小球有兩個相同的帶電絕緣金屬小球A A、B B，分別帶有電荷量分別帶有電荷量Q QA A6.46.410109 9C C，和，和Q QB B3.23.210109 9C C，讓兩個絕緣金屬小球接觸，讓兩個絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉移？轉移了多在接觸過程中，電子如何轉移？轉移了多少？少？電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v四、元電荷：四、元電荷：v1.1.電荷量：物體所帶電荷的多少，叫做電荷電荷量：物體所帶電荷的多少

12、，叫做電荷量，也叫電量，用量，也叫電量，用Q Q或是或是q q表示表示. .v單位：庫侖，簡稱庫，符號單位：庫侖，簡稱庫，符號C Cv電荷有正、負之分，正負電荷可用電荷有正、負之分，正負電荷可用“”和和“”表示，表示，一般一般“”號省略不寫號省略不寫. .電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v2.2.元電荷：元電荷：v電子電子所帶電荷量的數值所帶電荷量的數值e=1.60e=1.601010-19-19C C，這個，這個最小電荷量叫做元電荷最小電荷量叫做元電荷. .v說明：說明：v（1 1）元電荷是最小的電荷量元電荷是最小的電荷量，所有帶電體的，所有帶電體的電荷量或者等于電荷量或者等于e e，或者是

13、，或者是e e的整數倍。的整數倍。電荷電荷量是不能連續(xù)變化的量是不能連續(xù)變化的. .v（2 2）電子和質子帶有等量的異種電荷，都等）電子和質子帶有等量的異種電荷，都等于一個元電荷的于一個元電荷的電量電量. .電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律v3.3.比荷：比荷：v電子的電荷量電子的電荷量e e與電子質量與電子質量m me e之比，叫做電之比，叫做電子的比荷，其數值為子的比荷，其數值為:e/m:e/me e1.761.7610101111C/kgC/kg本節(jié)小結本節(jié)小結電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律 三種起電方式三種起電方式兩種電荷兩種電荷電荷守恒定律電荷守恒定律元電荷元電荷正電荷正電荷負電荷

14、負電荷摩擦起電摩擦起電感應起電感應起電接觸起電接觸起電帶電實帶電實質質電子的轉移電子的轉移兩種表述方式兩種表述方式小球接觸后電子的分布情況小球接觸后電子的分布情況第第2 2節(jié)節(jié) 庫侖定律庫侖定律v探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素：v實驗表明：實驗表明：v電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小隨著距離的增大而減小. .v庫侖定律：庫侖定律：v真空真空中的兩個中的兩個靜止點電荷靜止點電荷之間的相互作用力，之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成

15、反比，作用力的方向在它們的離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上連線上. .對庫侖定律的理解對庫侖定律的理解v1.1.點電荷：點電荷：v當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至當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、大小及電荷分布帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的狀況對它們之間的作用力的影響作用力的影響可以忽略時可以忽略時，這樣的帶電體就可以看，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷做帶電的點，叫做點電荷. .v2.2.公式公式:F=kQ:F=kQ1 1Q Q2 2/r/r2 2，靜電力常量，靜電力常量k=9.0k=9.010109 9N Nm m2

16、2/ /2 2( (由實驗方法測得）由實驗方法測得）v3.3.計算時計算時Q Q1 1、Q Q2 2只代入絕對值，具體方向根據只代入絕對值，具體方向根據“同同性性”相斥相斥，“異性異性”相吸相吸，進行判斷，進行判斷. .v4.4.適用范圍適用范圍: :真空中點電荷真空中點電荷（空氣中也近似適用）（空氣中也近似適用）v5.5.庫侖力的合成與分解遵循庫侖力的合成與分解遵循“平行四邊形定則平行四邊形定則”思考思考v對于對于F=kQF=kQ1 1Q Q2 2/r/r2 2，當，當r0r0時時FF是否正確？是否正確？給出解釋給出解釋. .萬有引力與庫侖定律的異同點萬有引力與庫侖定律的異同點 定律定律 共

17、同點共同點 區(qū)別區(qū)別影響大小的影響大小的因素因素 萬有引力萬有引力 定律定律1.1.都有一個都有一個常量常量2.2.都與距離都與距離的平方成反的平方成反比比與兩個物體與兩個物體的質量有關，的質量有關，只有引力只有引力m m1 1、m m2 2、r r 庫侖定律庫侖定律與兩個點電與兩個點電荷的電量有荷的電量有關，既有引關，既有引力也有斥力力也有斥力q q1 1、q q2 2、r rv1.1.下列關于點電荷的說法中，正確的是下列關于點電荷的說法中，正確的是( )( )vA.A.體積大的帶電體一定不是點電荷體積大的帶電體一定不是點電荷vB.B.當兩個帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響當兩個帶電體的

18、形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看做點電荷可忽略時，這兩個帶電體可看做點電荷vC.C.點電荷就是體積足夠小的電荷點電荷就是體積足夠小的電荷vD.D.點電荷是電荷量和體積都很小的帶電體點電荷是電荷量和體積都很小的帶電體v2.2.兩個半徑為兩個半徑為R R的帶電球所帶電量分別為的帶電球所帶電量分別為q q1 1和和q q2 2, ,當當兩球心相距兩球心相距3R3R時時, ,相互作用的靜電力大小為（相互作用的靜電力大小為（ ）vA.F=kqA.F=kq1 1q q2 2/(3R)/(3R)2 2 B.Fkq B.Fkq1 1q q2 2/(3R)/(3R)2 2 vC.FkqC.

19、FEEB B A A B B B.E B.EA AEEB B A A EEB B A A B B D.E D.EA AE B B3.3.將一個正電荷從無窮遠處移入電場中的將一個正電荷從無窮遠處移入電場中的M M點，電勢點，電勢能減少了能減少了8.08.010109 9j j；若將另一等量負電荷從無窮遠；若將另一等量負電荷從無窮遠處移入電場中的處移入電場中的N N點，能增加了點，能增加了9.89.810109 9j j。下列說。下列說法中正確的是（法中正確的是（ ）A.A.M M N N0 B.0 B.N N M M0 C. M M0 D.0 D.M M N N0 0 A AB B電勢差與電場強

20、度的關系電勢差與電場強度的關系v使電荷使電荷q q從從A A點移動到點移動到B B點，靜電力做功為點，靜電力做功為vW WqUqUABAB （1 1）q q受到的靜電力為受到的靜電力為F=F=qEqE靜電力做功也可以表示為靜電力做功也可以表示為W=W=FdFd= =qEdqEd （2 2）v綜合（綜合（1 1）和（）和（2 2）可得：）可得：U UABABEdEd或或E=UE=UABAB/d/dv即：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這即：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積兩點沿電場方向的距離的乘積q qd dE E電勢差與電場強度的關系電勢差與電場強度的關

21、系v對公式對公式U UABABEdEd和和E=UE=UABAB/d/d的理解：的理解：v1.1.兩公式的適用條件均為兩公式的適用條件均為“勻強電場勻強電場”, ,對于對于非勻強電場非勻強電場仍可用該公式進行仍可用該公式進行“定性分析定性分析”。v2.2.公式中的公式中的d d為沿場強方向的距離或是沿場強為沿場強方向的距離或是沿場強方向的方向的“投影投影”。v3.E=U3.E=UABAB/d/d表示沿場強方向電勢降低的最快。表示沿場強方向電勢降低的最快。E Ed dv1.1.如圖，在場強為如圖，在場強為E E4.04.010103 3N/CN/C的勻強電場中有的勻強電場中有相距相距5.0cm5.

22、0cm的的A A、B B兩點，兩點連線與場強成兩點，兩點連線與場強成30300 0. .求求A A、B B兩點間的電勢差。兩點間的電勢差。v2.2.如圖，為某一電場的電場線和等勢面，已知如圖，為某一電場的電場線和等勢面，已知A A5V5V，C C3V,ab=3V,ab=bcbc, ,則則vA.A.B B4V B.4V B.B B4V C.4V C.B B4V EE2 2vB.B.兩處的電場方向相反，兩處的電場方向相反，E E1 1EE2 2vC.C.兩處的電場方向相同，兩處的電場方向相同，E E1 1EE2 2vD.D.兩處的電場方向相反，兩處的電場方向相反，E E1 1EE2 2a ab b

23、P P2 2P P1 1L/4L/4L/4L/4v3.3.三個質量相等的帶電小球，置于光滑絕緣三個質量相等的帶電小球，置于光滑絕緣的水平桌面上的一個邊長為的正三角形的的水平桌面上的一個邊長為的正三角形的三個頂點上，已知三個頂點上，已知a a、b b兩球皆帶正電荷兩球皆帶正電荷q q，如，如圖，現給圖，現給c c球一個恒定的拉力，恰好使三個球球一個恒定的拉力，恰好使三個球在相對位置不變的情況下以相同的加速度一在相對位置不變的情況下以相同的加速度一起做加速運動，則：起做加速運動，則：v（1 1）c c球帶球帶電，帶電量為電，帶電量為；v（2 2）c c球所受到的拉力為多大？球所受到的拉力為多大？a

24、 ab bc cv4.4.如圖，如圖，M M、N N為兩個等量同種電荷，在其連線的中為兩個等量同種電荷，在其連線的中垂線的垂線的P P點放一個靜止的點電荷點放一個靜止的點電荷q q（負電荷），不計（負電荷），不計重力，下列說法中正確的是（）重力，下列說法中正確的是（）vA.A.點電荷在從點電荷在從P P到到O O的過程中，加速度越來越大，速的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大度也越來越大vB.B.點電荷在從點電荷在從P P到到O O的過程中，加速度越來越小，速的過程中，加速度越來越小，速度越來越大度越來越大vC.C.點電荷運動到點電荷運動到O O點時加速度為零，速度達最大值點時加速度為零，

25、速度達最大值vD.D.點電荷越過點電荷越過O O點后，速度越來越小，加速度越來點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零越大，直到粒子速度為零+Q+Q+Q+QN NM MO Ov5.5.如圖，如圖，A A、B B、C C、D D是勻強電場中一正方形是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知的四個頂點。已知A A、B B、C C點的電勢分別為點的電勢分別為U UA A=15V,U=15V,UB B=3V,U=3V,UC C=-3V,=-3V,由此可得由此可得D D點電勢點電勢U UD D= =A AD DC CB Bv6.6.一帶電粒子從電場中的一帶電粒子從電場中的A A點運動到點運動到B

26、B點，軌點，軌跡如圖中虛線所示。不計粒子重力，則（）跡如圖中虛線所示。不計粒子重力，則（）vA.A.粒子帶正電粒子帶正電vB.B.粒子加速度逐漸減小粒子加速度逐漸減小vC.AC.A點的速度大于點的速度大于B B點的速度點的速度vD.D.粒子的初速度不為零粒子的初速度不為零E Ea ab b靜電感應的應用靜電感應的應用靜電平衡狀態(tài)下導體的電場靜電平衡狀態(tài)下導體的電場v一、演示實驗一、演示實驗 E E0 0E E0 0 =0=0E E0 0靜電平衡狀態(tài)下導體的電場靜電平衡狀態(tài)下導體的電場v1.靜電平衡：靜電平衡：導體中（包括表面）處處無電導體中（包括表面）處處無電荷定向移動的狀態(tài)。荷定向移動的狀態(tài)

27、。v2.處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：v（1）導體內部場強處處為零）導體內部場強處處為零,但表面場強不但表面場強不為零。為零。v（2）導體表面上任意一點的場強方向必跟該）導體表面上任意一點的場強方向必跟該點的表面垂直，即電場線與導體表面垂直。點的表面垂直，即電場線與導體表面垂直。v（3）導體是一個等勢體，它的表面是一個等導體是一個等勢體，它的表面是一個等勢面勢面靜電平衡狀態(tài)下導體的電場靜電平衡狀態(tài)下導體的電場v二、導體上電荷的分布二、導體上電荷的分布v現象現象v1.1.金屬小球與圓筒外部接觸后，金屬小球與圓筒外部接觸后，B B驗電器的箔片張角變小，驗電器的箔片張角變小

28、，而而A A驗電器的箔片張角變大。驗電器的箔片張角變大。v說明：電荷通過金屬球從說明：電荷通過金屬球從B B轉移到轉移到A A。v2.2.金屬小球與圓筒內部接觸后，金屬小球與圓筒內部接觸后，B B驗電器的箔片張角不變，驗電器的箔片張角不變，而而A A驗電器的箔片張角也不變。驗電器的箔片張角也不變。v說明：圓筒內部沒有（凈）電荷。說明：圓筒內部沒有（凈）電荷。v導體上電荷的分布特點導體上電荷的分布特點v1.1.導體內沒有（凈）電荷，（凈）電荷只分布在導體的外表導體內沒有（凈）電荷，（凈）電荷只分布在導體的外表面。面。v2.2.在導體表面，在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電越尖銳的

29、位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。，凹陷的位置幾乎沒有電荷。v1.關于靜電感應和靜電平衡的說法中正確的關于靜電感應和靜電平衡的說法中正確的是（是（ ）vA.靜電感應是由于導體內的自由電子受電場靜電感應是由于導體內的自由電子受電場力的作用的效果力的作用的效果vB.導體內的自由電子都不運動稱為靜電平衡導體內的自由電子都不運動稱為靜電平衡vC.導體靜電平衡時，導體所占空間各處場強導體靜電平衡時，導體所占空間各處場強為零為零vD.導體靜電平衡時，導體內部沒有多余的電導體靜電平衡時，導體內部沒有多余的電荷荷v2.2.如圖，在真空中把一絕緣導體向帶負電的如圖，在真

30、空中把一絕緣導體向帶負電的小球緩慢地靠近（不相碰），則下列說法小球緩慢地靠近（不相碰），則下列說法中正確的是（）中正確的是（）vA.MA.M端的感應電荷越來越多。端的感應電荷越來越多。vB.B.導體內場強越來越大。導體內場強越來越大。vC.C.感應電荷在感應電荷在M M點產生的場強大于在點產生的場強大于在N N點產生點產生的場強。的場強。vD.D.感應電荷在感應電荷在M M點和點和N N點產生的場強相等。點產生的場強相等。M Mv3.3.如圖，在水平放置的光滑金屬板中心正上如圖，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電荷方有一帶正電荷，另一表面絕緣、帶正電，另一表面絕緣、帶正電的金屬小球（可

31、視為質點，且不影響原電場）的金屬小球（可視為質點，且不影響原電場）自左以初速度自左以初速度V V0 0向右運動。在運動過程中向右運動。在運動過程中（）（）vA.A.小球做先減速后加速運動小球做先減速后加速運動vB.B.小球做勻速直線運動小球做勻速直線運動vC.C.小球受到電場力做的功為零小球受到電場力做的功為零vD.D.以上說法可能都不正確以上說法可能都不正確V V0 0v4.4.如圖，如圖，A A為空心金屬球殼，將另一個帶正電為空心金屬球殼，將另一個帶正電的小球的小球C C從從A A球開口處放入球開口處放入A A球中央，不接觸球中央，不接觸A A球，然后用手摸一下球，然后用手摸一下A A球，

32、再移走球，再移走C C球，則（球，則（）vA.AA.A球帶負電球帶負電B.AB.A球帶正電球帶正電vC.AC.A球不帶電球不帶電D.D.無法判斷無法判斷知識回顧知識回顧v一、靜電平衡：一、靜電平衡：v二、處于靜電平衡狀態(tài)下導體的特點：二、處于靜電平衡狀態(tài)下導體的特點：v三、導體上電荷的分布特點：三、導體上電荷的分布特點：v1.1.導體內沒有導體內沒有（凈）（凈）電荷，電荷，（凈）（凈）電荷只分電荷只分布在導體的外表面。布在導體的外表面。v2.2.在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎

33、沒有電荷。乎沒有電荷。靜電平衡狀態(tài)下導體的電場靜電平衡狀態(tài)下導體的電場v二、尖端放電二、尖端放電v1.電離電離: v2.應用應用:避雷針避雷針避雷針關鍵是要良好的接地避雷針關鍵是要良好的接地v3.尖端放電可造成高壓設備上的電能損失尖端放電可造成高壓設備上的電能損失（即平時我們所說的漏電即平時我們所說的漏電）,故高壓設備中導故高壓設備中導體的表面應盡量平滑體的表面應盡量平滑. 靜電平衡狀態(tài)下導體的電場靜電平衡狀態(tài)下導體的電場v三、靜電屏蔽三、靜電屏蔽v導體殼或金屬網套可以使其內部所包圍的區(qū)導體殼或金屬網套可以使其內部所包圍的區(qū)域不受域不受外部電場外部電場的影響，這種現象叫做靜電的影響，這種現象叫

34、做靜電屏蔽。屏蔽。v應用：應用：1.電子儀器和電子設備外套有金屬網電子儀器和電子設備外套有金屬網罩、通訊電纜外包一層金屬防護等。罩、通訊電纜外包一層金屬防護等。v 2.電力工人穿戴的金屬絲制衣。電力工人穿戴的金屬絲制衣。v接地的封閉的導體殼接地的封閉的導體殼內部電場內部電場對殼外空間沒對殼外空間沒有影響有影響思考：導體殼或金屬網思考：導體殼或金屬網套所包括的內部區(qū)域套所包括的內部區(qū)域“不受外部電場的影不受外部電場的影響響”，是否說外部電荷，是否說外部電荷在導體殼或金屬網套內在導體殼或金屬網套內不產生電場？不產生電場？靜電感應、靜電平衡與靜電屏蔽之間的關系靜電感應、靜電平衡與靜電屏蔽之間的關系

35、靜電感應靜電感應 靜電平衡靜電平衡 靜電屏蔽靜電屏蔽區(qū)區(qū)別別靜電感應靜電感應描述的描述的僅是導體中正、僅是導體中正、負電荷在外加電負電荷在外加電場作用下分離及場作用下分離及重新分布現象重新分布現象. .它它貫穿在導體由非貫穿在導體由非靜電平衡到靜電靜電平衡到靜電平衡為止的整個平衡為止的整個過程中過程中. . 靜電平衡乃是導體靜電平衡乃是導體發(fā)生靜電感應的最發(fā)生靜電感應的最終現象，著重終現象，著重描述描述導體中自由電荷的導體中自由電荷的運動狀態(tài)運動狀態(tài)，它既要，它既要考慮外加電場又要考慮外加電場又要考慮感應電荷激發(fā)考慮感應電荷激發(fā)的電場的電場靜電屏蔽著重研究靜電屏蔽著重研究和和描述達靜電平衡描述

36、達靜電平衡以后導體內外電場以后導體內外電場的互相影響問題的互相影響問題. .靜電屏蔽現象必須靜電屏蔽現象必須建立在靜電平衡基建立在靜電平衡基礎上，而現象的本礎上，而現象的本質仍涉及到靜電感質仍涉及到靜電感應應. . 聯聯系系均屬于靜電現象均屬于靜電現象 、對象相同，都是導體（帶電與否不對象相同，都是導體（帶電與否不限）三種現象所處的物理背景亦相同，即都在外加電場限）三種現象所處的物理背景亦相同，即都在外加電場中（電場均勻與否亦不限）中（電場均勻與否亦不限） v1.1.在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一帶正在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一帶正電的帶電體，電的帶電體，A A、B B分

37、別是球殼內、外的兩點，分別是球殼內、外的兩點，C C是金是金屬內部一點，其電場分布是屬內部一點，其電場分布是( )( )vA.EA.EA A00，E EB B0 0，E EC C0 0vB.EB.EA A00，E EB B00，E EC C0 0vC.EC.EA A00，E EB B00，E EC C00vD.ED.EA A0 0，E EB B00，E EC C0 0ABCv2.2.將懸在細線上的帶正電的小球將懸在細線上的帶正電的小球A A放在不帶電放在不帶電的金屬空心球的金屬空心球C C內內( (不和球壁接觸不和球壁接觸) )，另有一個，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球懸掛在細線上的帶負電

38、的小球B B向向C C靠近，則靠近，則( )( )vA.AA.A往左偏離豎直方向，往左偏離豎直方向，B B往右偏離豎直方向往右偏離豎直方向vB.AB.A的位置不變，的位置不變，B B往右偏離豎直方向往右偏離豎直方向vC.AC.A往左偏離豎直方向，往左偏離豎直方向，B B的位置不變的位置不變vD.AD.A和和B B的位置都不變的位置都不變ABCv3. 3. 一個帶有絕緣座的空心金屬球一個帶有絕緣座的空心金屬球A A帶有帶有4 41010-8-8C C的正電荷，有絕緣金屬小球的正電荷，有絕緣金屬小球B B帶有帶有2 21010-8-8C C的負電荷，使的負電荷，使B B球與球與A A球的內部接觸球

39、的內部接觸后，將后，將B B球取出，則球取出，則A A、B B球各帶電量為球各帶電量為( )( )vA.QA.QA A1010-8-8C C，Q QB B1010-8-8C CvB.QB.QA A2 21010-8-8C C，Q QB B0 0vC.QC.QA A0 0，Q QB B2 21010-8-8C CvD.QD.QA A4 41010-8-8C C，Q QB B2 21010-8-8C Cv此題考察知識為此題考察知識為“孤立孤立”帶電體的靜電平衡帶電體的靜電平衡問題。問題。A AB Bv4.4.如圖，一帶電金屬殼內、外各有一個驗電如圖，一帶電金屬殼內、外各有一個驗電器器P P和和Q

40、Q，P P的金屬球用導線與殼外部相連，的金屬球用導線與殼外部相連，Q Q的金屬球用導線與殼內部相連，則（的金屬球用導線與殼內部相連，則（ ）vA.PA.P的金屬箔片張開，的金屬箔片張開，Q Q不張開不張開vB.PB.P的金屬箔片張開，的金屬箔片張開，Q Q張開張開vC.PC.P的金屬箔片不張開，的金屬箔片不張開，Q Q不張開不張開vD.PD.P的金屬箔不張開，的金屬箔不張開，Q Q張開張開P PQ Q第第8 8節(jié)節(jié) 電容器的電容電容器的電容電容器的電容電容器的電容v1.1.電容器：電容器是一種可以儲存電荷的電容器：電容器是一種可以儲存電荷的“容器容器”v2.2.平行板電容器平行板電容器v結構：

41、由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組結構：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成，兩塊金屬板叫做電容器的成，兩塊金屬板叫做電容器的極板極板。v帶電特點帶電特點：兩板電荷等量異號兩板電荷等量異號，分布在相對的兩板，分布在相對的兩板的內側。的內側。v電容器的帶電量：電容器的帶電量：電容器一個極板上所帶電荷量的電容器一個極板上所帶電荷量的絕對值叫做電容器的電量絕對值叫做電容器的電量。v板間電場：板間形成板間電場：板間形成勻強電場勻強電場，方向垂直板面。，方向垂直板面。電容器的電容電容器的電容v3.3.電容：電容：v電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q Q與電容器兩極板間的電與電容器兩極板間的電

42、勢差勢差U U的的比值比值，叫做電容器的電容。用字母，叫做電容器的電容。用字母C C表示。表示。v定義式定義式：C=Q/UC=Q/U，單位為法拉（，單位為法拉（F F）v變化式：變化式：C=C=Q/Q/U Uv物理意義：是表示電容器容納電荷本領的物物理意義：是表示電容器容納電荷本領的物理量。理量。由電容器本身屬性決定由電容器本身屬性決定，與，與Q Q和和U U無直無直接關系。接關系。平行板電容器的電容平行板電容器的電容v探究影響平行板電容器電容的因素：探究影響平行板電容器電容的因素：v1.Q1.Q不變，改變兩板間距離不變，改變兩板間距離d dv結論：結論：C=Q/U,C1/dC=Q/U,C1/

43、dv2.Q2.Q不變，改變兩板間的正對面積不變，改變兩板間的正對面積S Sv結論：結論：CSCSv3.Q3.Q、S S、d d都不變，兩板間插入電介質都不變，兩板間插入電介質v結論：結論：CCr rv綜合分析得到：綜合分析得到：C=C=r rS/4kS/4kd d平行板電容器的兩類典型問題平行板電容器的兩類典型問題v1.1.平行板電容器充電后，平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接極板與電池兩極相連接，電容器的，電容器的d d、S S、r r變化，將引起電容器的變化，將引起電容器的C C、Q Q、U U、E E怎樣變化？怎樣變化？v由于電容器始終連接在電源上，

44、由于電容器始終連接在電源上，即即U U不變不變ddUEdSdkSUCUQdSdkSCrrrr14,4 ， 平行板電容器的兩類典型問題平行板電容器的兩類典型問題v2.2.平行板電容器充電后，平行板電容器充電后，切斷與電源的連接切斷與電源的連接，電容，電容器的器的d d、S S、r r變化，將引起電容器的變化，將引起電容器的C C、Q Q、U U、E E怎樣變化？怎樣變化？v電容器充電后切斷與電源的連接，電容器充電后切斷與電源的連接，即即Q Q不變不變SSQkdkSdQCdQdUESdSdQkdkSQCQUdSdkSCrrrrrrrr 14444,4 處理平行板電容器內部處理平行板電容器內部E E

45、、U U、Q Q變化變化問題的基本思路問題的基本思路v1.1.要區(qū)分兩種基本情況：要區(qū)分兩種基本情況：v(1)(1)電容器兩極板間電勢差電容器兩極板間電勢差U U體持不變；體持不變；v(2)(2)電容器的帶電荷量電容器的帶電荷量Q Q保持不變。保持不變。v2.2.進行討論、解決問題的理論依據：進行討論、解決問題的理論依據：v(1)(1)電容電容C C與板距與板距d d、正對面積、正對面積S S、介質介電常數、介質介電常數間間的關系的關系: :C=C=r rS/4kS/4kd;d;v(2)(2)電容器內部是勻強電場，電容器內部是勻強電場，E=U/dE=U/dv(3)(3)電容器所帶的電荷量電容器

46、所帶的電荷量: :Q=CUQ=CUv解決問題時，通常以不變的那個量為突破點，結合解決問題時，通常以不變的那個量為突破點，結合給出的發(fā)生變化的量進而分析其他各量的變化。給出的發(fā)生變化的量進而分析其他各量的變化。v1.1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連的電路如圖，接通構成一平行板電容器，與它相連的電路如圖，接通開關開關S S，電源即給電容器充電（，電源即給電容器充電（ ）vA.A.保持保持S S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小電場的電場強度減小vB.B.保持保

47、持S S接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電荷量增大上的電荷量增大vC.C.斷開斷開S S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小勢差減小vD.D.斷開斷開S S，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大的電勢差增大SR+-v2.2.如圖，平行板電容器經開關如圖，平行板電容器經開關K K與電池連接，與電池連接，a a處有一帶電荷量非常小的點電荷，處有一帶電荷量非常小的點電荷，K K是閉合是閉合的，的，a a表示表示a a點的電勢，點的電勢，F F表示點電荷受到的表示點電荷

48、受到的電場力?，F將電容器的電場力。現將電容器的B B板向下稍微移動，使板向下稍微移動，使兩極板間的距離增大，則（兩極板間的距離增大，則（ ）vA.A.a a變大，變大，F F變大變大 B.B.a a變大，變大，F F變小變小vC.C.a a變小，變小，F F不變不變 D.D.a a不變，不變，F F變小變小K K+-a aB BA Av3.3.如圖，兩平行金屬板水平放置并接到電源如圖，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一帶電微粒上，一帶電微粒P P位于兩板間恰好平衡?，F用位于兩板間恰好平衡。現用外力將外力將P P固定住，然后固定導線各接點，使兩固定住，然后固定導線各接點，使兩板均轉過板均轉過角

49、，如圖中虛線所示，再撤去外角，如圖中虛線所示，再撤去外力，則力，則P P在兩板間（在兩板間（ ）vA.A.保持靜止保持靜止vB.B.水平向左做直線運動水平向左做直線運動vC.C.向左下方運動向左下方運動vD.D.不知不知的具體數值，無法確定的具體數值，無法確定P P運動狀態(tài)運動狀態(tài)P P第第9 9節(jié)節(jié) 帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動知識準備知識準備v1.1.動力學：動力學：v牛頓第二定律牛頓第二定律F=maF=mav2.2.功能關系：功能關系：v(1)(1)靜電力做功求解方法及特點靜電力做功求解方法及特點vW=W=UqUq，與路徑無關，與路徑無關v(2)(2)動能定理的應用動能定

50、理的應用vW=W=E Ek k=E=Ek2k2-E-Ek1k1v3.3.曲線運動曲線運動v類平拋運動的分析與計算類平拋運動的分析與計算帶電粒子在電場中的兩種運動形式帶電粒子在電場中的兩種運動形式v一、一、帶電粒子在電場中的加速與偏轉帶電粒子在電場中的加速與偏轉v1.1.加速過程（如圖，設為電子加速）加速過程（如圖，設為電子加速）v該電場為加速電場，兩極板間電該電場為加速電場，兩極板間電勢差為勢差為加速電壓加速電壓。v設電子離開加速電場的速度為設電子離開加速電場的速度為V V，則有：，則有：vUeUemVmV2 2/2/2V帶電粒子在電場中的加速與偏轉帶電粒子在電場中的加速與偏轉v2.2.偏轉過

51、程（設為電子偏轉）偏轉過程（設為電子偏轉）v該電場為偏轉電場，兩極板間電勢差為該電場為偏轉電場，兩極板間電勢差為偏轉電壓偏轉電壓v電子從偏轉電場射出時電子從偏轉電場射出時v水平位移：水平位移：L LVtVt (1) (1)v豎直位移：豎直位移：y=aty=at2 2/2 (2)/2 (2)v a= a=eE/meE/m= =eUeU/dm (3)/dm (3)v則有：則有：y=eULy=eUL2 2/2dmV/2dmV2 2L L- - - - - - - - - - - - - d d+ + + + + + + + + + + + + + + + V V帶電粒子在電場中的加速與偏轉帶電粒子在

52、電場中的加速與偏轉v3.3.綜合應用綜合應用( (設加速電壓為設加速電壓為U U0 0、偏轉電壓為、偏轉電壓為U U1 1）vU U0 0e emVmV2 2/2/2vy=eUy=eU1 1L L2 2/2dmV/2dmV2 2v由由V V2 22U2U0 0e/me/m則有：則有：vy=Uy=U1 1L L2 2/4U/4U0 0d dv注：注：1.1.此式說明，初速度為零的帶電粒子，經此式說明，初速度為零的帶電粒子，經同一加速電場和偏轉電場后，偏轉位移同一加速電場和偏轉電場后，偏轉位移y y與偏與偏轉電壓轉電壓U U1 1成正比，與加速電壓成正比，與加速電壓U U0 0成反比，而與成反比，

53、而與帶電粒子的電荷量和質量無關。帶電粒子的電荷量和質量無關。v2.2.帶電粒子射出電場時的偏轉角帶電粒子射出電場時的偏轉角tantan具有同具有同樣規(guī)律。樣規(guī)律。V VL L- - - - - - - - - - - - - d d+ + + + + + + + + + + + + + + + 帶電粒子在電場中的加速與偏轉帶電粒子在電場中的加速與偏轉v如圖，一電子在電勢差為如圖，一電子在電勢差為U U0 0的加速電場中由靜的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為止開始運動，然后射入電勢差為U U1 1的兩塊平行的兩塊平行板間的電場中，入射方向與極板平行。整個裝板間的電場中，入射方向與極板平

54、行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在電子能射出平置處在真空中，重力可忽略。在電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角電子的偏轉角變大的是（）變大的是（）vA.UA.U0 0變大，變大，U U1 1變大變大B.UB.U0 0變小，變小，U U1 1變大變大vC.UC.U0 0變大，變大，U U1 1變小變小D.UD.U0 0變小，變小，U U1 1變小變小V VL L- - - - - - - - - - - - - d d+ + + + + + + + + + + + + + + + 帶電粒子能飛出偏轉電場的條件帶電粒子能飛出偏

55、轉電場的條件v若帶電粒子若帶電粒子沿中線沿中線射入偏轉電場，若使帶電粒射入偏轉電場，若使帶電粒子能飛出偏轉電場的子能飛出偏轉電場的條件條件為：為：vt=L/Vt=L/V時時，偏轉位移：，偏轉位移：yd/2yd/2v如右圖：如右圖：v偏轉位移：偏轉位移：vy=Uy=U1 1L L2 2/4U/4U0 0d dvyd/2yd/2即：即：vU U1 1L L2 2/4U/4U0 0d dd/2d/2v由上式可分析當滿足飛出電場條件時的偏轉電由上式可分析當滿足飛出電場條件時的偏轉電壓壓1 1、加速電壓、加速電壓0 0、入射速度應滿足的條、入射速度應滿足的條件。件。V VL L- - - - - - -

56、 - - - - - - d d+ + + + + + + + + + + + + + + + v例：一束電子流在經例：一束電子流在經U=5000VU=5000V的加速電壓后，的加速電壓后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖，若兩板間距場，如圖，若兩板間距d=1.0cmd=1.0cm，板長，板長L=5.0cmL=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩相極板那么，要使電子能從平行板間飛出，兩相極板上最多能加多大電壓？上最多能加多大電壓？v解：要使電子能從平行板間飛出則：解：要使電子能從平行板間飛出則：y=Uy=U1 1L L2 2/4

57、Udd/2/4Udd/2可得：可得：vU U1 12Ud2Ud2 2/L/L2 2v代入數據得：代入數據得：vU U1 14.04.010102 2V VV V0 0L Ld dU U二、示波管的原理二、示波管的原理v1.結構：電子槍、偏轉電極、熒光屏結構：電子槍、偏轉電極、熒光屏v2.yy2.yy 加的電壓為信號電壓，加的電壓為信號電壓，xxxx 加的電壓為掃描電加的電壓為掃描電壓。壓。v如圖所示是示波器的原理圖。分析下列情況中，示如圖所示是示波器的原理圖。分析下列情況中，示波器熒光屏上觀察到的現象。波器熒光屏上觀察到的現象。v（1 1）偏轉電極）偏轉電極YYYY上加穩(wěn)定的電壓，熒光屏上出現

58、上加穩(wěn)定的電壓，熒光屏上出現什么現象？什么現象？ 亮斑熒光屏YYXXXYY偏轉電極電子槍Xv（2 2）只在）只在YYYY電極上加如圖所示的正弦規(guī)律電極上加如圖所示的正弦規(guī)律變化的電壓變化的電壓U Uy y，熒光屏上出現什么現象？，熒光屏上出現什么現象？v（3 3）在）在YYYY電極上不加電壓，在電極上不加電壓，在XXXX電極上加如電極上加如圖所示圖所示UxUx從從- -U U均勻變化到均勻變化到U U的電壓，熒光屏上出現的電壓，熒光屏上出現什么現象？什么現象？ v加上特定的周期性變化的電壓，亮斑從一側勻速運加上特定的周期性變化的電壓，亮斑從一側勻速運動到另一側，然后迅速返回原處，再勻速移向另一

59、動到另一側，然后迅速返回原處，再勻速移向另一側，如此反復繼續(xù)。這個過程叫掃描，側，如此反復繼續(xù)。這個過程叫掃描，所加電壓叫所加電壓叫掃描電壓掃描電壓。如果電壓變化很快，亮斑看起來就成為。如果電壓變化很快，亮斑看起來就成為一條水平亮線。一條水平亮線。v（4 4）在）在YYYY電極上加上左圖所示的正弦規(guī)電極上加上左圖所示的正弦規(guī)律變化的電壓，在律變化的電壓，在XXXX電極上加如右圖所示電極上加如右圖所示從從- -U U到到U U均勻變化的電壓，兩電壓同時開始，均勻變化的電壓，兩電壓同時開始，周期相同，在熒光屏上出現什么現象？周期相同，在熒光屏上出現什么現象？v如圖所示如圖所示, ,由靜止開始被電場

60、（加速電壓為由靜止開始被電場（加速電壓為U U0 0）加速）加速的帶電粒子平行于兩正對的平行金屬板且從兩板正的帶電粒子平行于兩正對的平行金屬板且從兩板正中間射入中間射入, ,從右側射出，設在此過程中帶電粒子沒從右側射出，設在此過程中帶電粒子沒有碰到兩極板有碰到兩極板. .若金屬板長為若金屬板長為L,L,板間距離為板間距離為d d、兩板、兩板間電壓為間電壓為U U1 1, ,試分析計算以下帶電粒子的運動情況。試分析計算以下帶電粒子的運動情況。v（1 1）電子穿越加速電場獲得的速度）電子穿越加速電場獲得的速度V V1 1 v（2 2）電子穿越偏轉電場的時間）電子穿越偏轉電場的時間t t v（3 3