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1、高中物理靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)電 場(chǎng)高中物理靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)電 場(chǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)靜電場(chǎng) 基本性質(zhì)力的性質(zhì) 場(chǎng)強(qiáng) 庫(kù)侖定律 電場(chǎng)線 能的性質(zhì) 電勢(shì) 電勢(shì)能 電勢(shì)差 電場(chǎng)力的功 等勢(shì)面 應(yīng)用 電場(chǎng)中的導(dǎo)體 靜電感應(yīng) 靜電平衡 電容 -平行板電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 平衡(靜力學(xué)) 加速(動(dòng)力學(xué)) 偏轉(zhuǎn)(類平拋) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 知識(shí)內(nèi)容知識(shí)結(jié)構(gòu)靜基本性質(zhì)力的性質(zhì) 場(chǎng)強(qiáng) 庫(kù)侖定律 電場(chǎng)線第一節(jié) 電荷的相互作用(1)自然界的電荷只有兩種:正電荷:用絲綢摩擦過的玻璃棒,規(guī)定玻璃棒帶的電荷為正電荷。 負(fù)電荷:用毛皮摩擦過的橡膠棒,規(guī)定橡膠棒帶的電荷為負(fù)電荷。知識(shí)內(nèi)容一、電荷 1電荷的種類和相互作用(2)物體帶電的實(shí)

2、質(zhì) 電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程就是物體帶電的過程。(3)電荷之間有相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引第一節(jié) 電荷的相互作用(1)自然界的電荷只有兩種:正1物體帶電的三種方式:即摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸帶電。 問題討論(1)摩擦起電是由于相互摩擦的物體間的電子的得失而使物體分別帶上等量異種電荷,玻璃棒與絲綢摩擦?xí)r,由于玻璃棒容易失去電子而帶正電;硬橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r,由于硬橡膠棒容易得到電子而帶負(fù)電。 (2)感應(yīng)起電是指利用靜電感應(yīng)使物體帶電的方式。 (3)接觸帶電,指一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體跟另一個(gè)帶電的金屬導(dǎo)體接觸后分開,而使不帶電的導(dǎo)體帶上電荷的方式。 1物體帶電的三種方式:即摩擦起電、

3、感應(yīng)起電和接觸帶電。 問驗(yàn)電器的主要作用(1)檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電,將被檢驗(yàn)導(dǎo)體與驗(yàn)電器的金屬球直接接觸或用導(dǎo)線將二者相連(2)檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性:讓已經(jīng)帶上正電的驗(yàn)電器的金屬球與被檢驗(yàn)導(dǎo)體相靠近(3)比較不同導(dǎo)體的電勢(shì)高低:將同一個(gè)原來不帶電的驗(yàn)電器的金屬球分別與帶正電的導(dǎo)體A和B先后連接觀察金箔張角的大小,張角大時(shí)則所連導(dǎo)體的電勢(shì)高驗(yàn)電器的主要作用(1)檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電,將被檢驗(yàn)導(dǎo)體與驗(yàn)電器 課堂練習(xí)1已知驗(yàn)電器帶正電,把帶負(fù)電物體移近它,并用手指與驗(yàn)電器小球接觸一下后離開,并移去帶電體,這時(shí)驗(yàn)電器將帶 電2有一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器,當(dāng)一金屬球接近它時(shí),觀察到驗(yàn)電器金屬箔的張角減小了由此可以判定金屬

4、球A、可能帶正電荷; B可能帶負(fù)電荷 C可能不帶電; D一定不帶正電荷正( BCD ) 課堂練習(xí)1已知驗(yàn)電器帶正電,把帶負(fù)電物體移近它,并用手(1)基本電荷電量e= C 1.610-19(3)電荷守恒定律:電荷既不能 ,也不能 ,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。 創(chuàng)生消失(4)點(diǎn)電荷:點(diǎn)電荷是一種理想化帶電體模型,當(dāng)帶電體間的距離 帶電體的線度,以致帶電體的形狀和大小對(duì)作用力的影響可以 時(shí),此帶電體可以看作點(diǎn)電荷。 遠(yuǎn)大于忽略知識(shí)內(nèi)容2電量的單位和元電荷 任何帶電物體所帶的電量均為e的 ,質(zhì)子和電子帶最小的電量e (2)電量的單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱庫(kù),符號(hào)是C整數(shù)倍(

5、1)基本電荷電量e= C 課堂練習(xí)3元電荷是( )A、電子;B正電子;C質(zhì)子;D電量的一種單位4一個(gè)帶負(fù)電的小球的帶電量是321013C,則這個(gè)小球多余的電子有 個(gè)5關(guān)于點(diǎn)電荷,以下說法正確的是( )A、體積小的帶電體在任何情況下都可以看成點(diǎn)電荷B所有的帶電體在任何情況下都可以看成點(diǎn)電荷C帶電體的大小和形狀對(duì)研究它們之間的作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),帶電體可以看成點(diǎn)電荷D通常把帶電小球看成點(diǎn)電荷,帶電小球靠得很近時(shí),他們之間的作用力為無限大 D2106 C 課堂練習(xí)3元電荷是( ) D2公式:真空中_ _, K=9109牛米2/庫(kù)2注意: (1) 矢量性:求力時(shí)只用電荷絕對(duì)值代入計(jì)算,再根據(jù)電

6、荷正負(fù)決定方向。 (2)研究微觀帶電粒子(電子、質(zhì)子、粒子、各種離子)相互作用時(shí),萬有引力或重力可以忽略不計(jì)。 二、庫(kù)侖定律 真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們 成正比,跟它們的 成反比,作用力的方向在 .電量的乘積距離的平方兩電荷的連線上適用條件:(1) .(2) .只適用于點(diǎn)電荷對(duì)于兩均勻帶電球體可作為點(diǎn)電荷處理 (3)對(duì)質(zhì)量均勻分布的球,無論兩球相距多近,r都等于球心間距離;而對(duì)帶電導(dǎo)體球,距離近了以后,電荷會(huì)重新分布,不能再用球心距離代替r。 知識(shí)內(nèi)容1庫(kù)侖定律的內(nèi)容、表達(dá)式及物理意義 公式:真空中_ _, K=9109牛米2兩相同球體接觸起電三點(diǎn)電荷靜電平衡:兩球帶同種電荷,總電量?jī)汕?/p>

7、均分:兩球帶異種電荷,先中和后,凈電荷再均分兩同夾異,兩大夾小,近小遠(yuǎn)大兩相同球體接觸起電三點(diǎn)電荷靜電平衡:兩球帶同種電荷,總 課堂練習(xí)6相同的帶電介質(zhì)小球 A、B用等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛在水平桿上在兩球連線的延長(zhǎng)線上A球左側(cè)放一個(gè)帶負(fù)電荷的小球C,如圖所示,此時(shí)A、B兩球的懸線都保持豎直方向,則下列說法中正確的是:A、A球帶正電荷,B球帶負(fù)電荷,A、B相比A的帶電量較大BA球帶負(fù)電荷,B球帶正電荷,A、B相比A的帶電量較小CA球帶正電荷B球帶負(fù)電荷,A、B相比A的帶電量較小DA球帶負(fù)電荷,B球帶正電荷,A、B相比A的帶電量較大7真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷帶同種電荷ql、q2,它們相距較近,保持靜止?fàn)顟B(tài),今

8、釋放q2,且q2只在q1的庫(kù)侖力的作用下運(yùn)動(dòng),則q2在運(yùn)動(dòng)過程中受到的庫(kù)侖力A不斷減??; B不斷增大 C始終保持不變; D先增大后減?。?C )( A ) 課堂練習(xí)6相同的帶電介質(zhì)小球 A、B用等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸2庫(kù)侖定律的應(yīng)用 知識(shí)內(nèi)容例1真空中兩個(gè)相同的帶等量異號(hào)電荷的金屬小球A和B(A、B均可看作點(diǎn)電荷),分別固定在兩處,兩球間靜電力為F用一個(gè)不帶電的同樣的金屬小球C先和A接觸,再與B接觸,然后移去C,則A、B球間的靜電力應(yīng)為多大?若再使A、B間距增大一倍,則它們的靜電力又為多大? 例題分析2庫(kù)侖定律的應(yīng)用 知識(shí)內(nèi)容例1真空中兩個(gè)相同的帶等量異例題分析 解析: 設(shè)A、B兩球的電量分別為q、q

9、,相距r,那么F=kq2/r2,是引力用球C接觸球A后,A、C帶電均為q/2;再用球C與球B接觸后,電荷又重新平均分配 移去球C,A、B間的靜電力為 仍為引力再把A、B間距從r增大到2r, 例題分析 解析: 設(shè)A、B兩球的電量分別為q、例題分析例2 相距為d的兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷固定不動(dòng),電荷量之比為Q1:Q2=1:4,引入第三個(gè)電荷q,為使q能處于平衡狀態(tài),應(yīng)把q放在什么位置? Q1Q2q解:如圖所示 由力的平衡條件可知:要q平衡,q受Q1、Q2的庫(kù)侖力F1、F2必等大反向,所以q必在Q1、Q2連線上,且在Q1、Q2之間,靠近電量較小的電荷Q1設(shè)q與Q1的距離為x則 而Q1:Q2=1:4 由以

10、上兩式得 例題分析例2 相距為d的兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷固定不動(dòng),電荷量例題分析例3 如圖所示,質(zhì)量均為的三電小球、,放置在光滑絕緣的水平面上,A與B間和B與C間距離均為L(zhǎng),A球帶電量為QA=8q,B球帶電量為QB=q,若在小球C上加以水平向右的恒力F,恰好使A、B、C三小球保持相對(duì)靜止,求:(1)外力F的大小。(2)C球所帶的電量QC。ABC F解: 因?yàn)锳BC三小球保持相對(duì)靜止,故有相同的加速度, 對(duì)它們整體研究,由牛頓第二定律:F=3對(duì)A分析:C的電性應(yīng)與A和B異性,有 對(duì)B分析: 聯(lián)立三式得: QC=16q F=72kq2/L2例題分析例3 如圖所示,質(zhì)量均為的三電小球、,放置 課堂練習(xí)8

11、真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2,它們之間的靜電力為F,下列可以使它們之間的靜電力變?yōu)?.5F的方法是A、使Q1的電量變?yōu)樵瓉淼?倍,Q2的電量變?yōu)樵瓉淼?倍,同時(shí)使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B使每個(gè)電荷的電量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍,距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍C使其一個(gè)電荷的電量和它們的距離變?yōu)樵瓉淼?5倍D保持它們的電量不變,使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?/3倍9兩個(gè)放在絕緣架上的相同的金屬球,相距為d,球的半徑比d小得多,分別帶有q和3q的電荷,相互斥力為3F,現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸,然后分開,仍放回原處,則它們的相互斥力變?yōu)锳、0; BF; C3F ; D4F( A )(D) 課堂練習(xí)8真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q

12、1和Q2,它們之間的靜電 課堂練習(xí)10在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,帶的電量分別是8.0109C和2.0105C,相距20cm每個(gè)電荷受到的靜電力有多大,是引力還是斥力?11真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,當(dāng)它們相距10 cm時(shí),相互作用的斥力是1.0105N,當(dāng)它們相距1mm時(shí),相互作用的斥力是A、10101 N B10103N C10107N D10109N【引力,3.6105N】( A ) 課堂練習(xí)10在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷,帶的電量分別是8.二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1電場(chǎng):電場(chǎng)是電荷周圍存在的電荷間發(fā)生相互作用的媒介物質(zhì); 2、電場(chǎng)的最基本性質(zhì)是 。電荷放入電場(chǎng)后就具有電勢(shì)能。 對(duì)場(chǎng)中電荷有力的作用1、電場(chǎng)強(qiáng)度:表示

13、電場(chǎng)的_性質(zhì)(強(qiáng)弱和方向) 力的(1)、定義:大小 (定義式)E=F/q此式適用于一切電場(chǎng) (2)是矢量,規(guī)定正電荷所受電場(chǎng)力的方向作為場(chǎng)強(qiáng)方向。 知識(shí)內(nèi)容第二節(jié) 電 場(chǎng) 一、電場(chǎng)及電場(chǎng)的物質(zhì)性 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1電場(chǎng):電場(chǎng)是電荷周圍存在的電荷間發(fā)生相互作(3)疊加:E=E1+E2+(矢量和),空間同時(shí)存在多個(gè)電場(chǎng)時(shí),合場(chǎng)強(qiáng)可用平行四邊形定則計(jì)算,Q只代表絕對(duì)值 3、電場(chǎng)的兩種特例: 點(diǎn)電荷電場(chǎng)_ _,是E的決定式。(對(duì)比E=F/q式) 勻強(qiáng)電場(chǎng)_ _,d表示沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間距離。 知識(shí)內(nèi)容注意:E與q無關(guān),不能認(rèn)為E與_ _,E與 F_ (對(duì)比R=U/I,C=Q/U) Q成反比成正比雖然電場(chǎng)力

14、F的大小與方向跟檢驗(yàn)電荷q的大小和正負(fù)有關(guān)。但是比值F/q卻跟檢驗(yàn)電荷q的大小和正負(fù)無關(guān),即電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是由電場(chǎng)本身的內(nèi)在因素決定的,它與引入電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷無關(guān)。(3)疊加:E=E1+E2+(矢量和),空間同時(shí)存在多個(gè)電問題討論1電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量 雖然場(chǎng)強(qiáng)E=F/q,但場(chǎng)強(qiáng)E決不是檢驗(yàn)電荷q所受的電場(chǎng)力,也不是單位正檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力,因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度不是電場(chǎng)力電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)既與檢驗(yàn)電荷的電量q無關(guān),也與此檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力F無關(guān),因?yàn)榧词篃o檢驗(yàn)電荷存在,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度依然是原有的值,電場(chǎng)強(qiáng)度只是電場(chǎng)本身特征決定的量E=F/q是從檢驗(yàn)電場(chǎng)的角度上定義的場(chǎng)強(qiáng)問題討論1電

15、場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量 雖例題分析例1 在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說法正確的是:A若放在P點(diǎn)的試探電荷的電荷量減半,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)加倍B若P點(diǎn)沒有試探電荷,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零C若P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大,則同一電荷在P點(diǎn)受的電場(chǎng)力越大DP點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向就是試探電荷在該點(diǎn)受力方向 解析:P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與試探電荷無關(guān),則A、B錯(cuò)誤,而F=qE,當(dāng)q一定時(shí),E越大,F(xiàn)越大,C正確帶正電的試探電荷受力方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同,帶負(fù)電的試探電荷受力方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相反故D不正確答案C。 例題分析例1 在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P,下列說法正確的是: 解析: 課堂練習(xí)12B電荷受到A電荷的靜電作用,實(shí)際上是A、A電荷對(duì)B電荷的直接作用 B

16、A電荷的電場(chǎng)對(duì)B電荷的電場(chǎng)的作用CA電荷對(duì)B電荷的電場(chǎng)的作用 DA電荷的電場(chǎng)對(duì)B電荷的作用13電場(chǎng)強(qiáng)度 E的定義式為E=F/q,那么A這個(gè)定義式只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)B這個(gè)定義式適用于所有的電場(chǎng)C式中的F是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量D式中的F是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力,q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量 ( D )( BD ) 課堂練習(xí)12B電荷受到A電荷的靜電作用,實(shí)際上是( D 課堂練習(xí)14當(dāng)在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電量為q的正電荷時(shí),測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E,若在同一點(diǎn)放入電量q/=2q的負(fù)電荷時(shí),測(cè)得該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)A、大小為2E,方向與原來相同; B大小為2E,方向與原來相反C大小為E

17、,方向與原來相同; D大小為E,方向與原來相反15電場(chǎng)中某點(diǎn)放入正電荷q,受到的電場(chǎng)力為F,若在該點(diǎn)放入電量為4q的負(fù)電荷時(shí),該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 ,放入的這個(gè)負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力的大小為 ( C )F/q4F 課堂練習(xí)14當(dāng)在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入電量為q的正電荷時(shí),測(cè)得 課堂練習(xí) 16兩個(gè)帶同種電荷的小球a和b用相同長(zhǎng)度的細(xì)線懸掛于同一點(diǎn),平衡時(shí)懸線偏離豎直方向的偏角相等(如圖所示),下列判斷中正確的是A、兩小球所受的庫(kù)侖力的大小一定相等;B兩小球的帶電量一定相等C兩小球的質(zhì)量一定相等D兩懸線對(duì)小球的拉力大小一定相等 (ACD)17在X軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q1,一個(gè)帶負(fù)電Q2,且Q1=2Q2

18、用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小,則在X軸上AE1E2之點(diǎn)只有一處,該處合場(chǎng)強(qiáng)為0;BE1=E2之點(diǎn)共有兩處,一處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2CE1E2之點(diǎn)共有三處,其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2DE1=E2之點(diǎn)共有三處,其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為0,另兩處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2( B ) 課堂練習(xí) 16兩個(gè)帶同種電2、電場(chǎng)線 定義: 在電場(chǎng)中畫一些曲線,使這些線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,并使線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。這些線稱為電場(chǎng)線。 作用:形象化地描述電場(chǎng);電場(chǎng)線上 表示場(chǎng)強(qiáng)方向;電場(chǎng)線的 表示場(chǎng)強(qiáng)大小。 各點(diǎn)的切線方向疏密程度特點(diǎn): 2)不閉合(始于正電荷或無窮

19、遠(yuǎn)處,終于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處) 3)不相交(空間任何一點(diǎn)只能有一個(gè)確定的場(chǎng)強(qiáng)方向) 5)沿電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)降低。 1)電場(chǎng)線是假想的,不是真實(shí)的。4)電場(chǎng)線不能相切。知識(shí)內(nèi)容2、電場(chǎng)線 定義: 在電場(chǎng)中畫一些曲線,使這些真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的電場(chǎng)線幾種常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線知識(shí)內(nèi)容電場(chǎng)線真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的電場(chǎng)線幾種常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線知識(shí)內(nèi)容電場(chǎng)線知識(shí)內(nèi)容知識(shí)內(nèi)容問題討論1電場(chǎng)線和運(yùn)動(dòng)軌跡 電場(chǎng)線是為形象地描述電場(chǎng)而引入的假想曲線,規(guī)定電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向沿該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的方向,也是正電荷在該點(diǎn)受力產(chǎn)生加速度的方向(負(fù)電荷受力方向相反),運(yùn)動(dòng)軌跡是帶電粒子在電場(chǎng)中實(shí)際通過的徑跡,徑跡上每點(diǎn)的切線方向?yàn)榱W?/p>

20、在該點(diǎn)的速度的方向。物體運(yùn)動(dòng)速度的方向和它的加速度的方向是兩回事,不一定相同,因此,電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡不能混為一談,不能認(rèn)為電場(chǎng)線就是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線,且?guī)щ娏W映跛俣葹榱慊虺跛俣确较蛟谶@條直線上,運(yùn)動(dòng)軌跡才和電場(chǎng)線重合,這只是一種特殊的情況 問題討論1電場(chǎng)線和運(yùn)動(dòng)軌跡 電場(chǎng)線是為形象地描述電知識(shí)內(nèi)容3電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 (1)可以根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 E=F/q進(jìn)行計(jì)算, (2)對(duì)于點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng),根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和庫(kù)侖定律可以得到點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式為Ekq/r2,計(jì)算時(shí)要注意物理量的單位為國(guó)際單位制單位問題討論比較E=F/q和E=Kq/r2 E=F/q是電場(chǎng)

21、中電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,在所有電場(chǎng)中都適用.E=Kq/r2僅適用于真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng).E=F/q提供了量度電場(chǎng)強(qiáng)度大小的一種方法.E=Kq/r2則提供了真空中點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算方法在E=F/q中q是引入的檢驗(yàn)電荷,故E與q無關(guān),而在E=Kq/r2中Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷,故在r一定時(shí)E與Q成正比知識(shí)內(nèi)容3電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 (1)可以根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 例題分析例2 真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,所帶電荷量數(shù)值均為q,兩電荷相距為r,試求兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 解: 兩點(diǎn)電荷Q在連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度等大同向,根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可得 例題分析例2 真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,所帶電荷量數(shù)值均例

22、題分析例3如圖所示,A為帶正電Q的金屬板,沿金屬板的垂直平分線,在距板r處放一質(zhì)量為m、電量為q的小球,小球受水平向右的電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)角而靜止,小球用絕緣細(xì)線懸于O點(diǎn),試求小球所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度? AQm ,qr解:分析小球受力如圖所示,有平衡條件得 TmgF電所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度 小球帶正電荷,因此電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右。例題分析例3如圖所示,A為帶正電Q的金屬板,沿金屬板的垂直平例1、如圖所示,在半徑為R的大球中,挖去半徑為R/2的小球,小球與大球內(nèi)切。大球余下的部分均勻帶電,總電量為Q。試求距大球球心O點(diǎn)半徑為r處(rR)P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。已知OP連線經(jīng)過小球球心O。例題分析 分析:設(shè)想被挖去的球又重新被

23、補(bǔ)回原處,且電荷的體密度與大球余下部分相同。設(shè)小球所帶的電量為Q,那么完整大球所帶的電量為Q=Q+Q。若大球余下部分的的電荷Q的電場(chǎng)中P點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為E,小球的電荷Q的電場(chǎng)中P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為E,那么完整大球所帶電荷的電場(chǎng)中P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)E=E+E。雖然E無法直接計(jì)算,但由于均勻帶電球體外的電場(chǎng)可以等效于一個(gè)位于球心處且?guī)в邢嗤娏康狞c(diǎn)電荷的電場(chǎng),所以E/、E是可以計(jì)算的,進(jìn)而可間接地求出E。例1、如圖所示,在半徑為R的大球中,挖去半徑為R/2的小球,解答:設(shè)電荷的體密度為,完整大球的電量為由以上兩式解得小球所帶的電量為例題分析完整大球球所帶電荷Q的電場(chǎng)在P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為小球所帶電荷Q的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為

24、大球余下部分所帶電荷Q的電場(chǎng)在P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為 若Q為正電荷,場(chǎng)強(qiáng)方向與OP同向,若Q為負(fù)電荷,場(chǎng)強(qiáng)方向與OP反向。解答:設(shè)電荷的體密度為,完整大球的電量為由以上兩式解得小球 課堂練習(xí)20在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一個(gè)電量為q=3.2105C的電荷,受到的電場(chǎng)力大小為F=8106N,該力的方向跟P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 ,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 如果在P點(diǎn)放q6.4108C的正電荷,則它所受的電場(chǎng)力的大小為 ,方向跟過P點(diǎn)的電場(chǎng)線方向 ,如果拿走放在P點(diǎn)的電荷,則P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 21在邊長(zhǎng)為a的正方形ABCD的三個(gè)項(xiàng)角A、B、C上分別放一個(gè)電量均為Q的點(diǎn)電荷,那么在另一個(gè)頂角D處的場(chǎng)強(qiáng)為 .22兩個(gè)點(diǎn)電荷 A、

25、B,帶電量分別為Q11.6103C, Q2= 4104C,相距為L(zhǎng)=60 cm,求場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)的位置相反250N/C1.6105N相同250N/C(2 +1)KQ/2a2【AB連線內(nèi)離A點(diǎn)40cm處】 課堂練習(xí)20在電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一個(gè)電量為q=3.21三、 電勢(shì)差 電勢(shì)能 電勢(shì) 1、電勢(shì)差:(2)公式 : 即單位電荷電場(chǎng)力做的功、也叫電壓。(3)單位:伏特(V) 1V=1J/C(4)電勢(shì)差是標(biāo)量,但有正有負(fù)(5)決定的因素:與檢驗(yàn)電荷以及電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷所做的功無關(guān),只與電場(chǎng)及始末兩點(diǎn)的位置有關(guān)。(6)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中: (為電場(chǎng)中兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離) 知識(shí)內(nèi)容(1)定義:電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間移

26、動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力所做的功跟它的電量的比值,叫做這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 三、 電勢(shì)差 電勢(shì)能 電勢(shì) 1、電勢(shì)差:(2)公式 知識(shí)內(nèi)容3、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力做功只與始末位置有關(guān),與路徑無關(guān)。用這個(gè)公式WAB、q、UAB都有正負(fù),計(jì)算時(shí)都要帶正負(fù)號(hào)。電場(chǎng)力做的功WAB=qUAB這是電場(chǎng)力做功的決定式。2.電勢(shì)能:(2)電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所組成的系統(tǒng)共有的。規(guī)定:無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零 (1)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處(此處可以根據(jù)實(shí)際需要選定),電場(chǎng)力所做的功。(3)電勢(shì)能的正負(fù)和大小是相對(duì)的,電勢(shì)能的差值是絕對(duì)的, 知識(shí)內(nèi)容3、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力做功只與始末位

27、置有關(guān),知識(shí)內(nèi)容4電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系(1)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減少,電荷克服電場(chǎng)力做功,電荷的電勢(shì)能增加(2)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功(或電荷克服電場(chǎng)力做功)多少,電荷的電勢(shì)能就變化多少(3)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大;負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小。(4)利用公式W=qU進(jìn)行計(jì)算時(shí),各量都取絕對(duì)值,功的正負(fù)由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向判定。(5)每道題都應(yīng)該畫出示意圖,抓住電場(chǎng)線這個(gè)關(guān)鍵。知識(shí)內(nèi)容4電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系5、電勢(shì):(1)定義:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。a.零電勢(shì)點(diǎn)是我們選取的,一般以大地或無窮遠(yuǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)。和重力勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)相類似

28、。b.電勢(shì)差實(shí)際上就是電勢(shì)之差。(2)物理意義:反映電場(chǎng)中某點(diǎn)能量的性質(zhì)。(3)電勢(shì)是標(biāo)量,但有正有負(fù),單位:伏特(V)(4)電勢(shì)的大小與該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置和零勢(shì)點(diǎn)有關(guān)。注意:a.電勢(shì)差的大小與零電勢(shì)點(diǎn)無關(guān)。b.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐點(diǎn)降低。知識(shí)內(nèi)容從能的角度研究電場(chǎng),電勢(shì)是電場(chǎng)本身的一種特性,與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān),規(guī)定:無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,電勢(shì)的正負(fù)和大小是相對(duì)的,電勢(shì)的差的值是絕對(duì)的; 5、電勢(shì):(1)定義:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于單位正電荷由該點(diǎn)移問題討論 (1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判定:離場(chǎng)源正電荷越近,電勢(shì)越高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越大(或越小) 離場(chǎng)源負(fù)電荷越近,電勢(shì)越低,檢驗(yàn)正電荷(

29、或負(fù)電荷)的電勢(shì)能越小(或越大) (2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷: 順著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)逐漸降低,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能減小(增加) 逆著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)逐漸升高,檢驗(yàn)正電荷(或負(fù)電荷)的電勢(shì)能增大(減小) (3)根據(jù)檢驗(yàn)電荷判斷: 電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功時(shí),正電荷由高電勢(shì)(電勢(shì)能大)的點(diǎn),移向低電勢(shì)(電勢(shì)能小)的點(diǎn) 電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功時(shí),負(fù)電荷由低電勢(shì)(電勢(shì)能大)的點(diǎn),移向高電勢(shì)(電勢(shì)能小)的點(diǎn) 1.電勢(shì)、電勢(shì)能的大小、正負(fù)判定方法問題討論 (1)根據(jù)場(chǎng)源電荷判定:離場(chǎng)源正電荷越近,電(1)計(jì)算時(shí)將各量的正、負(fù)號(hào)代入公式,并可根據(jù)結(jié)果的正、負(fù)號(hào)進(jìn)行判斷.(2)計(jì)算時(shí),各物理量均代入絕對(duì)值,

30、然后再判斷兩點(diǎn)間的電勢(shì)高低關(guān)系或其他問題 2在應(yīng)用公式UAB=WAB/q或WAB=qUAB時(shí),對(duì)各物理量的符號(hào)通常有兩種處理方法 例1 如圖所示,三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢(shì)面,已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn),且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為A=10V和C=2V,則B點(diǎn)的電勢(shì)是A.一定等于6V B.一定低于6V C.一定高于6V D.無法確定例題分析問題討論解:由U=Ed,在d相同時(shí),E越大,電壓U也越大。因此UAB UBC,選B+A B C(1)計(jì)算時(shí)將各量的正、負(fù)號(hào)代入公式,并可根據(jù)結(jié)果的正、負(fù)號(hào)例2、在電場(chǎng)中有一條電場(chǎng)線,其上兩

31、點(diǎn)a和b,如圖所示,能否比較a,b兩點(diǎn)電勢(shì)高低和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。如規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則能否判斷a,b處電勢(shì)是大于零還是小于零,為什么? 【分析解答】順電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,UaUb,由于只有一條電力線,無法看出電場(chǎng)線疏密,也就無法判定場(chǎng)強(qiáng)大小。同樣無法判定當(dāng)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí),a,b的電勢(shì)是大于零還是小于零。若是由正電荷形成的場(chǎng),則EaEb,UaUb0,若是由負(fù)電荷形成的場(chǎng),則EaEb,0UaUb。 問題討論例2、在電場(chǎng)中有一條電場(chǎng)線,其上兩點(diǎn)a和b,如圖所示,能否比例題分析例3 有一個(gè)帶電量是q=3106C的點(diǎn)電荷,從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電荷克服電場(chǎng)力做功6104J,從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電

32、場(chǎng)力對(duì)電荷做了9104J的功求A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,并說明A、C兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)較高 解答: 不考慮各量的正負(fù),只是把各量的絕對(duì)值代入求解,然后再用其它方法來確定要求量的正負(fù) 由 得 因AB,電場(chǎng)力做負(fù)功,說明負(fù)電荷q受到的電場(chǎng)力方向大致和位移方向相反,則場(chǎng)方向與位移方向大致相同,所以UAUB,故UAB=200V,說明B點(diǎn)電勢(shì)比A低了200V 同理B點(diǎn)電勢(shì)比C低了300V 所以UAC=100V,即A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)低100V 例題分析例3 有一個(gè)帶電量是q=3106C的點(diǎn)電例題分析ABABMNv例2 如圖所示,實(shí)線為某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線,虛線為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡則下列說法中正確的是( )

33、A粒子帶負(fù)電B粒子在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能C粒子在A點(diǎn)所具有的動(dòng)能小于在B點(diǎn)所具有的動(dòng)能D粒子在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度解答 如圖所示,假定粒子由A向B運(yùn)動(dòng),在A點(diǎn)時(shí)速度沿軌跡切線,受電場(chǎng)力在電場(chǎng)線過A點(diǎn)的切線MN上,要使軌跡左偏,電場(chǎng)力只能由A指向M,所以A正確由于電場(chǎng)力方向與速度方向夾角大于90,做負(fù)功,所以電勢(shì)能增加,動(dòng)能減少B正確,C錯(cuò)誤由電場(chǎng)線疏密可知B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大,電荷在B點(diǎn)受電場(chǎng)力大,加速度也大,D也正確。 例題分析ABABMNv例2 如圖所示,實(shí)線為某電功電勢(shì)能電勢(shì)差電勢(shì)知識(shí)內(nèi)容小結(jié):電功電勢(shì)能電勢(shì)差電勢(shì)知識(shí)內(nèi)容小結(jié): 課堂練習(xí)23、下列關(guān)于電勢(shì)差的說法中

34、,正確的是A、兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功B1C電荷從電場(chǎng)中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn),如果電場(chǎng)力做了1J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差就是1VC在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差無關(guān)D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電量成反比( B ) 課堂練習(xí)23、下列關(guān)于電勢(shì)差的說法中,正確的是( B ) 課堂練習(xí)26將q=3106C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6104J,則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是 ,A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)比較,是 點(diǎn)的電勢(shì)較高 200VB27電量為q的點(diǎn)電荷,在兩個(gè)固定的等量異種電荷Q和Q的連線的垂直平分線上移動(dòng),則A、電場(chǎng)力做正功;

35、B電場(chǎng)力做負(fù)功C電場(chǎng)力不做功;D電場(chǎng)力做功的正負(fù),取決于q的正負(fù)( C ) 課堂練習(xí)200VB27電量為q的點(diǎn)電荷,在兩個(gè)固定的等 課堂練習(xí)29將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了2.4106J的功,已知 AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差為240V,那么該正電荷的電量為 C,電荷的電勢(shì)能 (填“增加”或“減少”)了 J1.0108減少2.410628如圖所示是勻強(qiáng)電場(chǎng),這組平行線是電場(chǎng)線,若負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,那么電場(chǎng)線的方向應(yīng)是 。該負(fù)電荷由A移到B的過程中,電荷電勢(shì)能 ,動(dòng)能將 (填減小、增大或不變)斜向下減小增大 課堂練習(xí)29將一正電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做 課堂練習(xí)3

36、0將一個(gè)電量為10107C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中電勢(shì)較高的A處移到電勢(shì)較低的B處,A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為300 V,電場(chǎng)力對(duì)電荷做 (填“正功”或“負(fù)功”),電荷的電勢(shì)能變化了 J31電子的電量為e,質(zhì)量為m,以速度V從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向射進(jìn)場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖所示,若它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度變?yōu)榱?,問A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是多少?負(fù)功3.0105【mv2/2e 】 課堂練習(xí)30將一個(gè)電量為10107C的負(fù)電荷從電四、 等勢(shì)面 1.等勢(shì)面的定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面,叫等勢(shì)面2.等勢(shì)面的幾個(gè)性質(zhì):(1)在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功為零;(2)等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處垂直;(3)電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)

37、面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面,是電勢(shì)減少最快的方向; (4)等勢(shì)面間的疏密程度表示了場(chǎng)強(qiáng)的大??;電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方,等差的等勢(shì)面較密。(5)任意兩等勢(shì)面不相交;(6)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面;(7)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是一組相互平行的疏密均勻的平面; 推論:地球是一個(gè)大導(dǎo)體,處于靜電平衡狀態(tài)的地球以及與它相連的導(dǎo)體是等勢(shì)體實(shí)際上常取地球和與地球相連的導(dǎo)體作為電勢(shì)的參考位置,認(rèn)為它們的電勢(shì)為零知識(shí)內(nèi)容四、 等勢(shì)面 1.等勢(shì)面的定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面幾種常見電場(chǎng)的等勢(shì)面分布圖譜: 知識(shí)內(nèi)容幾種常見電場(chǎng)的等勢(shì)面分布圖譜: 知識(shí)內(nèi)容知識(shí)內(nèi)容知識(shí)內(nèi)容2.經(jīng)常遇到的三個(gè)問題(1

38、).比較場(chǎng)強(qiáng)的大小,看電場(chǎng)線的疏密或等勢(shì)面的疏密。(2).比較電勢(shì)的高低,看電場(chǎng)線的方向。電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向。(3).比較同一檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能的多少,看電場(chǎng)力的方向。電場(chǎng)力作正功,檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能減少。知識(shí)內(nèi)容2.經(jīng)常遇到的三個(gè)問題(1).比較場(chǎng)強(qiáng)的大小,看電場(chǎng)線的疏密問題討論等量異種點(diǎn)電荷和等量同種點(diǎn)電荷連線上和中垂線上電勢(shì)的變化規(guī)律: 對(duì)圖示觀察分析可知,等量異種點(diǎn)電荷的連線上,從正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)越來越低,中垂線是一個(gè)等勢(shì)線,若沿中垂線移動(dòng)電荷至無窮遠(yuǎn)電場(chǎng)力不做功,因此,若取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)也為零。等量正點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)電勢(shì)最低,中垂線上

39、該點(diǎn)的電勢(shì)卻為最高,從中點(diǎn)沿中垂線向兩側(cè),電勢(shì)越來越低連線上和中垂線上關(guān)于中點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)等勢(shì) 等量負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)分布請(qǐng)同學(xué)們自己分析 問題討論等量異種點(diǎn)電荷和等量同種點(diǎn)電荷連線上和中垂線上電勢(shì)的例題分析 例題 1 一個(gè)點(diǎn)電荷,從靜電場(chǎng)中的a移動(dòng)到b,電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷做功為零,則 A、a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等;B、a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等;C、該電荷一定沿等勢(shì)面運(yùn)動(dòng);D、該電荷所受電場(chǎng)力與其位移方向總垂直。解析:電場(chǎng)力做功Wab=qUab,與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān),Wab=0,只能說明Uab=0,所以正確答案為B.32、如圖中虛線表示某個(gè)電場(chǎng)中的等勢(shì)線,與它們對(duì)應(yīng)的電勢(shì)值標(biāo)明在圖中, 直線是電勢(shì)為OV的等勢(shì)線

40、上P點(diǎn)的切線,一個(gè)負(fù)電荷在P點(diǎn)時(shí)所受電場(chǎng)力方向?yàn)椋ǎ〢沿Pa方向 B垂直 指向右側(cè)C垂直 指向左側(cè) D不能作出結(jié)論例題分析 例題 1 一個(gè)點(diǎn)電荷,33、在一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,一個(gè) 粒子(帶正電荷)通過時(shí)的軌跡如圖所示,圖中虛線則表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面a、b,以下說法中正確的是( )A點(diǎn)電荷Q可能為正電荷,也可能為負(fù)電荷B運(yùn)動(dòng)中 粒子總是克服電場(chǎng)力做功C 粒子在a、b兩等勢(shì)面時(shí)a的動(dòng)能一定比b的大 D 粒子在經(jīng)過a、b兩等勢(shì)面上時(shí)的a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能一定比b點(diǎn)時(shí)的大 課堂練習(xí)33、在一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,一個(gè) 粒子(帶正電荷)通過時(shí)34.一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)軌道如

41、圖虛線a、b、c所示,圖中實(shí)線是同心圓弧,表示電場(chǎng)的等勢(shì)面,不計(jì)重力,則可以斷定( )A.此粒子一直受到靜電排斥力B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于a點(diǎn)的電勢(shì)能C.粒子在b點(diǎn)的速度一定大于a點(diǎn)的速度D.粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)速度大小相等35.如圖所示,B、C、D是以+Q為圓心的圓周上的三個(gè)點(diǎn),將一檢驗(yàn)電荷從圓內(nèi)A點(diǎn)分別移動(dòng)到B、C、D各點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功是( )A.WABWACB.WADWABC.WACWAD D.WAB=WACABDD 課堂練習(xí)34.一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)軌五、靜電感應(yīng)處于電場(chǎng)中靜電平衡的導(dǎo)體:特點(diǎn): (1)場(chǎng)強(qiáng):內(nèi)部E=_。表面E的方向與該點(diǎn)表面_ _。

42、(2)表面和內(nèi)部各點(diǎn)電勢(shì) 。 (3)電荷只能分布在外表面,內(nèi)部沒有凈電荷。 注意:在導(dǎo)體內(nèi)部E=_,但U不一定等于零。 0垂直相等,是等勢(shì)體0靜電屏蔽 導(dǎo)體靜電平衡后,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)總是為零,不受外部電場(chǎng)變化的干擾。 特點(diǎn):知識(shí)內(nèi)容1導(dǎo)體的特征:導(dǎo)體內(nèi)部含有大量的自由移動(dòng)的電荷 2靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因:放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體,其中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生重新分布,使導(dǎo)體兩端分別出現(xiàn)等量異種電荷感應(yīng)電荷故導(dǎo)體中的自由電荷受到電場(chǎng)力的作用而定向移動(dòng)是產(chǎn)生靜電感應(yīng)的原因3靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài) 凈電荷是指導(dǎo)體內(nèi)未被中和抵消的剩余電荷;感應(yīng)電荷是指由于靜電感應(yīng)而使導(dǎo)體

43、兩端出現(xiàn)的等量異種電荷 五、靜電感應(yīng)處于電場(chǎng)中靜電平衡的導(dǎo)體:特點(diǎn): (1)場(chǎng)強(qiáng):內(nèi)問題討論1在分析靜電感應(yīng)過程時(shí)應(yīng)明確 (1)對(duì)金屬導(dǎo)體,在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)的是自由電子,而正離子并不定向移動(dòng)(2)由于電子定向移動(dòng)在導(dǎo)體的兩端出現(xiàn)等量異種電荷,故感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中要產(chǎn)生附加電場(chǎng)(3)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的本質(zhì)為:外電場(chǎng)和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零 2感應(yīng)起電的方法與機(jī)理 如圖所示,將不帶電的導(dǎo)體A放在帶電體B附近,由于靜電感應(yīng)必有:BA(1)導(dǎo)體A的兩端出現(xiàn)等量異種感應(yīng)電荷,近端(相對(duì)B)電荷與B異號(hào),遠(yuǎn)端電荷與B同號(hào)(2)如果在導(dǎo)體A上任一點(diǎn)接地,都使A與大地構(gòu)

44、成一個(gè)導(dǎo)體,大地成為遠(yuǎn)端與B同號(hào)的電荷被排斥至遠(yuǎn)端,與B異號(hào)的電荷仍被吸引在近端(3)在A移開施感電荷B之前斷開接地線,則A就帶上了與B異號(hào)的電荷問題討論1在分析靜電感應(yīng)過程時(shí)應(yīng)明確 (1)對(duì)金屬導(dǎo)體,在例題分析例1.如圖所示Q是一個(gè)絕緣金屬球,把一個(gè)帶正電的絕緣金屬小球P移近Q,由于靜電感應(yīng),A 端出現(xiàn)的感應(yīng)電荷量的大小為qA,B端為qB,則下列說法正確的是A用手接觸一下Q的A端,拿走P后Q帶正電 B用手接觸一下Q的B端,拿走P后Q帶負(fù)電C導(dǎo)體Q上,qAqB D導(dǎo)體Q上,qAqB 解析因?yàn)镻帶正電,所以Q上的A端出現(xiàn)負(fù)電荷,受P的吸引力,而在B端出現(xiàn)正電荷,受P的排斥力,不管用手接觸Q的哪一

45、處都是大地上的負(fù)電 荷與Q上的正電荷中和,使Q帶負(fù)電,用手接觸導(dǎo)體的過程是一個(gè)接地過程,導(dǎo)體接地時(shí)都是遠(yuǎn)端(離帶電體較遠(yuǎn)的一端)的電荷入地,靜電感應(yīng)的過程是導(dǎo)體內(nèi)的電荷重新分布的過程,由此可知qAqB 正確選項(xiàng)為B、D例題分析例1.如圖所示Q是一個(gè)絕緣金屬球,把一個(gè)帶正電的絕緣例題分析 例2如圖所示,長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一電荷量為q的點(diǎn)電荷放在棒的左端距離為R的地方,達(dá)到靜電平衡后,棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)多大?方向如何?解析 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零,即外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)在導(dǎo)體內(nèi)任一處均滿足等值反向,因此只要求出q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng),就能

46、得到問題的解q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) 方向水平向右 所以感應(yīng)電荷在0的場(chǎng)強(qiáng) 方向水平向左 例題分析 例2如圖所示,長(zhǎng)為如圖所示,當(dāng)帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí),問驗(yàn)電器是否帶電【分析解答】當(dāng)導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小球B連接時(shí),導(dǎo)體A和驗(yàn)電器已合為一個(gè)整體,整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體,同性電荷相斥,電荷重新分布,必有凈電荷從A移向B,所以驗(yàn)電器帶正電。 例題分析如圖所示,當(dāng)帶正電的絕緣空腔導(dǎo)體A的內(nèi)部通過導(dǎo)線與驗(yàn)電器的小知識(shí)內(nèi)容5電場(chǎng)問題的討論 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的問題一般涉及到力的問題,通常與力學(xué)中的受力分析有關(guān)(2)電勢(shì)差的問題一般涉及到做功的問題,通常與力學(xué)中的能量的轉(zhuǎn)化

47、有關(guān) (3)勻強(qiáng)電場(chǎng)中 表明:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差 (4)電場(chǎng)強(qiáng)度的單位:NC或Vm 知識(shí)內(nèi)容5電場(chǎng)問題的討論 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的問題一般涉及到力例題分析ABB30例1 如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)為E=4.0103N/C,的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有相距為5.0的A、B兩點(diǎn),兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成30角,求:A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。解析:AB連線不沿場(chǎng)強(qiáng)方向,不能直接用公式U=Ed計(jì)算AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的平面這一性質(zhì),可以B作出一個(gè)等勢(shì)面,在等勢(shì)面上找一點(diǎn)B,使A、B的連線沿場(chǎng)強(qiáng)方向,求UAB即可。 =例題分析ABB30例1 如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)為

48、E=4.01 一、電容器:1電容器:兩塊彼此靠近又互相絕緣的導(dǎo)體組成的器件2電容器的作用:容納電荷。3電容器的充電:使電容器帶電的過程。充電后電容器的兩極板分別帶等量異種電荷,兩極板之間有電場(chǎng) 4電容器的帶電量:電容器一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值5電容器的放電:使充電后的電容器失去電荷的過程。放電后電容器的兩極板之間沒有電場(chǎng) 第三節(jié) 電容器 電容 二、電容:1定義:電容器所帶電量與兩極板間電勢(shì)差的比值叫電容器的電容,用C表示。3單位:國(guó)際制單位為法拉,簡(jiǎn)稱法,符號(hào)為F。常用單位:微法(F)、皮法(pF).1F = 10-6F,1pF =10-12F。 2公式:C = QU4物理意義:表征電容器容納

49、電荷本領(lǐng)的大小。知識(shí)內(nèi)容 一、電容器:1電容器:兩塊彼此靠近又互相絕緣的導(dǎo)體組固定電容器(符號(hào)為 ) 可變電容器(符號(hào)為 )加在電容器兩極上的極限電壓叫擊穿電壓,即耐壓值。電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓,叫額定電壓。平行板電容器的電容 :C =S4kd電容值大小與耐壓值大小是電容器的兩個(gè)重要參數(shù)注意:C與Q、U無關(guān),由電容器本身決定。 知識(shí)內(nèi)容三、電容器的分類及符號(hào):固定電容器:電容器的電容固定不變,常用的有紙質(zhì)電容器和電解電容器 可變電容器:電容器的電容可以改變,常用兩組鋁片組成 四決定電容大小的相關(guān)因素:(1)電容器兩極板的正對(duì)面積、相對(duì)位置(2)電容器兩極板間的電介質(zhì)固定電容器(符號(hào)為 )

50、加在電容器兩極例題分析例1 一個(gè)電容器的帶電量為4108C,兩板間的電勢(shì)差為20V,那么這個(gè)電容器的電容是多少?若將其電荷全部放掉,其電容又為多少? 解: 電容表征電容器貯存電荷的特性,與電容器是否帶電無關(guān)該電容器放掉電荷后,電容仍為:2109F例2 保持電容器與電源接通的情況下,減小電容器兩板間距離,則電容器的電容、電荷量、兩板間電勢(shì)差、兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度各如何變化? 解:由于電容器保持與電源接通,所以電勢(shì)差U不變,由C =S4kd可知電容C增大 由Q=CU可知電荷量Q增大 由E=U/d可知兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大 例題分析例1 一個(gè)電容器的帶電量為4108C,兩板間的小結(jié):平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度(

51、1)與電源連接不斷開,則電勢(shì)差恒定,故:(2)與電源連接斷開,則帶電量恒定,故知識(shí)內(nèi)容小結(jié):平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度(1)與電源連接不斷開,則電勢(shì) 課堂練習(xí)38關(guān)于電容器的充放電,正確的是A充放電過程中外電路有瞬間電流 B充放電過程中電容器中有恒定電流C充電時(shí)兩極板上的電荷增加 D放電時(shí)兩極板間的電勢(shì)差減小 ( ACD )41關(guān)于電容器和電容,以下說法中正確的是A、任何兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成是一個(gè)電容器B電容器帶電量越多,它的電容就越大C電容器兩極板間的電壓越高,它的電容越大D電源對(duì)平行板電容器充電,電容器所帶的電量與充電的電壓無關(guān) ( A ) 課堂練習(xí)( ACD )41關(guān)于電

52、容器和電容,以下說法 課堂練習(xí)42一個(gè)平行板電容器,關(guān)于它的電容,以下說法正確的是A、增大兩極板的正對(duì)面積,電容就增大B增大兩極板的正對(duì)面積,電容就減小C增大兩板間的距離,電容就增大D增大兩板間的距離,電容就減小43傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件,在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用如圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖,金屬芯線與電介質(zhì)固定并與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器,從指示器顯示的電容C大小的變化就能反映液面升降情況,兩者的關(guān)系是 AC增大表示h增大 B、C減小表示 h減小 CC增大表示h減小 D、C減小表示h增大( AD )( AB ) 課堂練習(xí)

53、42一個(gè)平行板電容器,關(guān)于它的電容,以下說法正第四節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速勻變速曲線運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)1.平衡2.勻變速運(yùn)動(dòng)靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)可能是若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí),即F合=0時(shí),粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 若F合0且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)。(變速直線運(yùn)動(dòng)) 若F合0,且與初速度方向有夾角(不等于0,180),帶電粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)mg,v0E時(shí),帶電粒子在電場(chǎng)中將做類平拋運(yùn)動(dòng)。 知識(shí)內(nèi)容第四節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速勻變速-qU1m+_一、加速過程(粒子的初速度為零 ):電場(chǎng)中受力 F = E q

54、 場(chǎng)強(qiáng) E = U 1/ d 加速度 a = F/m = U1q/md 末速度知識(shí)內(nèi)容(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析:帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,做勻加(減)速直線運(yùn)動(dòng) 由動(dòng)能定理得: U1q = mv2/2 可得:末速度(2)用功能觀點(diǎn)分析:粒子動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功(電場(chǎng)可以是勻強(qiáng)或非勻強(qiáng)電場(chǎng)) -qU1m+_一、加速過程(粒子的初速度為零 ):電場(chǎng)中受力vv0vU2v0+-y偏轉(zhuǎn)過程:垂直電場(chǎng)方向:勻速直線運(yùn)動(dòng)平行電場(chǎng)方向:初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)設(shè):板間距為d,板長(zhǎng)為l,初速度v0,板間電壓為U2,帶電粒子質(zhì)量為m,帶電電為-q。 知識(shí)內(nèi)容類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)方法 vv0vU2v0+-y偏轉(zhuǎn)過程:垂y=a= l=v0ty=側(cè)移量:偏向角 :tan=vy

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