【學案與測評】高中物理 第六章靜電場課件 魯科選修31

考綱點擊備考導讀1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒定律Ⅰ2.靜電現(xiàn)象的解釋Ⅰ3.點電荷Ⅰ4.庫侖定律Ⅱ5.靜電場Ⅰ6.電場強度、點電荷的場強Ⅱ7.電場線Ⅰ8.電勢能、電勢Ⅱ9.電勢差Ⅱ10.勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系Ⅰ11.帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ12.示波管Ⅰ13.常用電容器Ⅰ14.電容器的電壓、電荷量和電容之間的關(guān)系Ⅰ1.本章知識是電磁學的基礎(chǔ)，具有概念多、公式多的特點，學習時要注意理清概念，可將易混概念列表比較，如電場強度與電勢，電勢與電勢能等．在注意理解公式的來龍去脈、物理意義和適用條件的同時，將其歸類成定義式、決定式和計算式，對于帶電粒子在電場中運動，要熟練掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)兩類基本問題的方法，注意綜合運用解決力學問題的三種觀點．2．每年高考或以選擇、填空題的形式考查學生對基本概念、基本規(guī)律的理解，或以計算題的形式與力學知識緊密結(jié)合組成有一定難度的、多方面考查學生能力的綜合題．對于帶電粒子在電場中的運動問題，不僅可以考查多學科知識的綜合運用，而且容易與社會生活、生產(chǎn)實際和科學技術(shù)相聯(lián)系，在高考中常以具體問題為背景命題來考查學生的綜合能力．3.在復習本章時要注意電場知識與生產(chǎn)技術(shù)、生活實際的聯(lián)系，善于抓住電場力的性質(zhì)和電場能的性質(zhì)兩條知識主線、注意理想化模型、比值法、類比法等科學方法的應用.第1節(jié)電荷電場力的性質(zhì)

一、電荷及電荷守恒定律1.元電荷：是自然界中帶電最小的電荷，任何帶電體的電量都是元電荷的整數(shù)倍，元電荷是質(zhì)子或電子所帶的電量，即e＝________C.2.點電荷：帶一定電荷量，忽略帶電體的______和______的一種理想化模型．3.物體帶電的方式和實質(zhì)(1)帶電方式：________、________和感應起電．(2)帶電實質(zhì)：物體帶電的實質(zhì)是電荷的______．注意：當完全相同的帶電金屬球相接觸時，同種電荷電量平均分配，異種電荷先中和后平分

4.電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一個物體______到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持______．這個結(jié)論叫做電荷守恒定律．二、庫侖定律1.內(nèi)容：在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的________成正比，跟它們之間的__________成反比，作用力的方向在它們的連線上．2.表達式，式k中表示靜電力常量，k＝________.3.適用條件：______中的________．三、電場強度、電場線1.電場(1)定義：______周圍客觀存在的一種特殊______，是電荷間相互作用的媒體．(2)基本性質(zhì)：對放入電場的______有力的作用2.電場強度(1)意義：是描寫電場______(即力的性質(zhì))的物理量．(2)定義：放入電場中某點的電荷所受的________跟它的________的比值．(3)定義式：________，單位：________或________(4)矢量性：規(guī)定________電荷所受電場力的方向為該點的場強方向．3.電場線(1)定義：為了形象描述電場中各點的強弱及方向，在電場中畫出一些曲線，曲線上每一點的________都跟該點的場強方向一致，曲線的______表示電場的強弱．(2)特點：①電場線始于________(或無窮遠)，終于________(或無窮遠)；②電場線互不相交；③電場線和等勢面在相交處互相______；④電場線的方向是電勢________，而且是降低最快的方向；⑤電場線密的地方等差等勢面密；等差等勢面密的地方電場線也密．(3)幾種典型的電場線自我校對一、1.1.60×10－192.大小形狀3.(1)摩擦起電接觸帶電(2)轉(zhuǎn)移4.轉(zhuǎn)移不變二、1.電量乘積距離的平方2.9.0×109N·m2/C2

3.真空點電荷三、1.(1)電荷物質(zhì)(2)電荷2.(1)強弱(2)電場力F電荷量q(3)E＝F/q牛/庫(N/C)伏/米(V/m)(4)正3.(1)切線方向疏密程度(2)①正電荷負電荷③垂直④降低的方向庫侖定律及其應用1.庫侖定律適用條件(1)庫侖定律只適用于真空中的點電荷，但在要求不很精確的情況下，空氣中的點電荷的相互作用也可以應用庫侖定律．(2)當帶電體間的距離遠大于它們本身的尺寸時，可把帶電體看做點電荷．但不能根據(jù)公式錯誤地推論：當r→0時，F(xiàn)→∞.其實在這樣的條件下，兩個帶電體已經(jīng)不能再看做點電荷了．(3)對于兩個均勻帶電絕緣球體，可將其視為電荷集于球心的點電荷，r為兩球心之間的距離．(4)對兩個帶電金屬球，要考慮金屬表面電荷的重新分布．2.庫侖定律的應用：計算中電荷量均取絕對值，相互作用力的方向根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸引來定性判斷．3.三個點電荷的平衡問題要使三個自由電荷組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，每個電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反．由庫侖力的方向及二力平衡可知，三個點電荷必須在同一直線上，且同種電荷不能相鄰，即“兩同夾一異，兩大夾一小，近小遠大”．“兩同夾異”——正負電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷．利用上述規(guī)律可以迅速、準確地確定三個自由電荷的相對位置及電荷的電性，然后根據(jù)庫侖定律列出電荷的受力平衡方程，問題就迎刃而解了．(2009·浙江卷卷)如圖所所示，在光光滑絕緣水水平面上放放置3個電電荷量均為為q(q＞0)的相相同小球，，小球之間間用勁度系系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧簧絕緣連接接．當3個個小球都處處在靜止狀狀態(tài)時，每每根彈簧長長度為l.已知靜電電力常量為為k，若不考慮慮彈簧的靜靜電感應，，則每根彈彈簧的原長長為()【答案】C1.(高高考改編題題)兩個分分別帶有電電荷量＋Q和＋3Q的相同金屬屬小球(均均可視為點點電荷)，，固定在相相距為r的兩處，它它們間庫侖侖力的大小小為F.兩小球相相互接觸后后將其固定定，距離變變?yōu)?r，則兩球間間庫侖力的的大小為()【答案】C電場強度的的三個公式式及其疊加加原理1.三個個公式的比比較定義式?jīng)Q定式計算式表達式E＝F/qE＝Kq/r2E＝U/d使用條件任何電場(通用計算式)真空中點電荷電場勻強電場Q、q、d意義q為試探電荷Q為場源電荷d為沿場強方向的距離附注E的大小和方向與檢驗電荷的電荷量以及電性以及存在與否為無關(guān)E的大小由場源電荷Q的電荷量和研究點到場源電荷的距離r決定的在非勻強電場中可定性應用，用來比較電勢差的大小2.電場場強度的疊疊加原理多個電荷在在電場中某某點的電場場強度為各各個點電荷荷單獨在該該點產(chǎn)生的的電場強度度的矢量和和，這種關(guān)關(guān)系叫電場場強度的疊疊加．電場場強度的疊疊加遵循平平行四邊形形定則．(2010·海南卷卷)如圖所所示，M、N和P是以MN為直徑的半半圓弧上的的三點，O點為半圓弧弧的圓心，，∠MOP＝60°.電荷量相相等、符號號相反的兩兩個點電荷荷分別置于于M、N兩點，這時時O點電場強度度的大小為為E1；若將N點處的點電電荷移至P點，則O點的場場強強大小變?yōu)闉镋2，則E1與E2之比為()【答案】B2.如圖圖所示，用用長為l的金屬絲彎彎成半徑為為r的圓弧，但但在A、B之間留有寬寬度為d的間隙且d?r，將電量為為Q的正電荷均均勻分布于于金屬絲上上，求圓心心處的電場場強度．【解析】中中學物理理只涉及有有關(guān)點電荷荷場強的計計算公式和和勻強電場場場強的計計算方法，，本題是求求一個不規(guī)規(guī)則帶電體體所產(chǎn)生的的場強，沒沒有現(xiàn)成公公式可用，，需改變思思維角度．．假設(shè)將這這個圓環(huán)缺缺口補上，，并且已補補缺部分的的電荷密度度與原有缺缺口的環(huán)體體上的電荷荷密度一樣樣，這樣就就形成一個個電荷均勻勻分布的完完整帶電環(huán)環(huán)，環(huán)上處處于同一直直徑兩端的的微小部分分所帶電荷荷可視為兩兩個相對應應的點電荷荷，它們在在圓心O處產(chǎn)生的電電場疊加后后合場強為為零．根據(jù)據(jù)對稱性可可知，帶電電圓環(huán)在圓圓心O處的總場強強E＝0.對于于補上的帶帶電小段，，由題給條條件可看做做點電荷，，它在圓心心O處的場強E1是可求的．．若題中待待求場強為為E2，則E1＋E2＝0.設(shè)原原缺口環(huán)所所帶電荷的的線密度為為σ，幾種典型電電場的電場場線及其特特點孤立正、負負點電荷、、兩等量同同種電荷、、兩等量異異種電荷、、兩塊靠近近的大小相相等帶等量量異種電荷荷相互平行行且正對的的金屬板組組合的勻強強電場的電電場線(包包括電場線線方向和疏疏密，要求求牢記)．．1.孤立立正、負點點電荷電場場線(1)正點點電荷電場場背離中心心，負點電電荷電場指指向中心，，電場線均均為直線．．(2)離電電荷越近，，電場線越越密，場強強越大．(3)以點點電荷為球球心的球面面上各點的的場強大小小相同，方方向不同.(4)在同同一電場中中不存在E大小和方向向均相同的的點．2.等量量同種點電電荷電場線線特點(以以正電荷為為例)3.等量量異種點電電荷電場線線特點4.平行行金屬板組組成的勻強強電場線特特點(1)電場場線為平行行的、等間間距的直線線．(2)電場場強度大小小和方向均均相同．帶負電的粒粒子在某電電場中僅受受電場力作作用，能分分別完成以以下兩種運運動：①在電場線上上運動，②在等勢面上上做勻速圓圓周運動．．該電場可可能為()A.一個個帶正電的的點電荷形形成B.一個個帶負電的的點電荷形形成C.兩個個分立的帶帶等量負電電的點電荷荷形成D.一帶帶負電的點點電荷與帶帶正電的無無限大平板板形成【解析】在在僅受電電場力的作作用在電場場線上運動動，只要電電場線是直直線的就可可能實現(xiàn)，，但是在等等勢面上做做勻速圓周周運動，就就需要帶負負電的粒子子在電場中中所受的電電場力提供供向心力，，根據(jù)題目目中給出的的四個電場場，同時符符合兩個條條件的是A.【答案】A3.(2009·上海海物理卷)兩兩帶電量分別別為q和－q的點電荷放在在x軸上，相距為為L，能正確反映映兩電荷連線線上場強大小小E與x關(guān)系的是()【解析】由由等量異種點點電荷的電場場強度的關(guān)系系可知，在兩兩電荷連線中中點處電場強強度最小，但但不是零，從從兩點電荷向向中點電場強強度逐漸減小小，因此A正正確．【答案】A根據(jù)電場線的的性質(zhì)和特點點，不同的帶帶電體周圍的的電場不同，，其電場線的的分布也不同同．若題目只只有一條電場場線，可以判判定各點電勢勢高低，但由由于場源電荷荷的特點以及及周圍電場線線的分布不清清楚，無法判判定場強大小小的情況．一一些基礎(chǔ)知識識不牢的同學學想當然的認認為是正的點點電荷的電場場加以分析，，往往造成錯錯誤．在電場中有一一條電場線，，其上兩點a和b，如圖所示，，比較a，b兩點電勢高低低和電場強度度的大小．如如規(guī)定無窮遠遠處電勢為零零，則a，b處電勢是大于于零還是小于于零，為什么么？【錯解】沿沿電場線方向向電勢降低，，所以φa＞φb，因為無窮遠遠處電勢為零零，沿電場線線方向電勢降降低，所以φa＞φb＞0.由于把所給電電場看成由正正點電荷形成成的電場，認認為從正電荷荷出發(fā)，順電電場線電勢逐逐漸減小到零零，從而得出出φa、φb均大于零．【正解】沿沿電場線方向向電勢降低，，所以φa＞φb，由于只有一一條電場線，，無法看出電電場線疏密，，也就無法判判定場強大小小．同樣無法法判定當無窮窮遠處電勢為為零時，a、b的電勢是大于于零還是小于于零．若是由由正電荷形成成的電場，則則Ea＞Eb，φa＞φb＞0；若是由由負電荷形成成的電場，則則Ea＜Eb,0＞φa＞φb.【答案】若若是由正電荷荷形成的電場場，則Ea＞Eb，φa＞φb＞0；若是由由負電荷形成成的電場，則則Ea＜Eb,0＞φa＞φb.第2節(jié)電一、電場力的的功和電勢能能1.電場力力的功(1)特點：：電場力的功功與______無關(guān)，，只與被移動動電荷的電荷荷量及初、末末位置的電勢勢差有關(guān)．(2)計算公公式：①W＝Eqd，其中d為沿__________的位移，，只適用于________．②W＝________，適適用于任何形形式的電場．．2.電勢能能(1)定義：：電荷在電場場中具有的勢勢能，等于靜靜電力把它從從該點移動到到________處所所做的功．(2)靜電力力做功與電勢勢能變化的關(guān)關(guān)系：靜電力力做的功等于于____________，即WAB＝________.(3)電勢能能的相對性與與絕對性：電電勢能是相對對的，與________的位置有有關(guān)，但電勢勢能的變化是是絕對的，與與________的位位置無關(guān)．二、電勢和等等勢面1.電勢(1)定義：：電場中某點點的電勢，等等于電荷由該該點移動到參參考點(零電電勢點)時電電場力________與________的的比值．(2)定義式式：φA＝________，單單位：伏特，，符號____．(3)相對性性：電勢是________，只有有選擇零電勢勢的位置才能能確定電勢的的值，通常取取無限遠或地地球的電勢為為零．(4)標矢性性：是______，但但有正、負之之分，正負只只表示與零電電勢的________關(guān)系．2.等勢面面(1)定義義：電電場中中________的點點構(gòu)成成的面面．(2)特點點①同一等等勢面面上的的任意意兩點點間移移動電電荷電電場力力________．②等勢面面一定定跟電電場線線______，即即跟場場強的的方向向______．③電場線線總是是從電電勢較較____的等等勢面面指向向電勢勢較____的的等勢勢面．．④等勢面面越密密的地地方場場越____，，反之之越____．．(3)典型型電場場的等等勢面面三、電電勢差差1.定定義義(式式)：：①電荷在在電場場中由由一點點A移動到到另一一點B時，電電場力力所做做的____與與該電電荷的的__________的比比值叫叫做AB兩點的的電勢勢差，，即UAB＝wAB/q.②電場中中AB兩點的的______之差差，即即UAB＝________.2.矢矢標標性：：電勢勢差是是______，其其正負負代表表AB兩點電電勢的的________關(guān)系系．3.影影響響因素素：電電勢差差UAB由______本身身的性性質(zhì)決決定，，與移移動的的電荷荷q及電場場力做做功WAB無關(guān)，，與零零勢點點的選選取______．．4.勻勻強強電場場中電電勢差差與電電場強強度的的關(guān)系系(1)大小小關(guān)系系：U＝____，其其中d為兩點點間沿沿電場場線間間的距距離．．(2)方方向關(guān)關(guān)系：：場強強的方方向是是電勢勢降低低________的方方向．．自我校校對一、1.(1)路路徑(2)①電場線線方向向勻勻強電電場②Uq2.(1)零零勢能能(2)電勢勢能的的減少少量EpA－EpB(3)零電電勢點點零零電勢勢點二、1.(1)所所做的的功電電荷荷量(2)V(3)相對對的(4)標量量高高低2.(1)電電勢相相等(2)①不做功功②垂直垂垂直直③高低低④強弱弱三、1.①功電電荷量量②電勢φA－φB2.標標量量高高低3.電電場場無無關(guān)4.(1)Ed(2)最快快電勢與與電勢勢能的的比較較及其其大小小的判判斷1.電電勢勢與與電電勢勢能能比比較較電勢φ電勢能E電意義反映電場能的性質(zhì)的物理量電荷在電場中某點時所具有的電勢能決定因素電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關(guān)，跟點電荷q無關(guān)電勢能的大小是由點電荷q和該點電荷φ共同決定的變化量電勢差U是指電場中兩點間的電勢之差，UAB＝φA－φB，取φB＝0，則φA＝UAB電勢能差ΔE是指點電荷在電場中兩點間的電勢能之差ΔE＝EA－EB，ΔE＝W，取EB＝0，EA＝ΔE正負含義電勢沿電場線方向逐漸降落，選定零電勢點后，某點的電勢高于零者為正值；某點的電勢低于零者為負值正電荷(＋q)：電勢能的正負跟電勢的正負相同；負電荷(－q)：電勢能的正負跟電勢的正負相反．正負表示電勢能的大小單位伏特焦耳聯(lián)系E電＝qφ

qU＝ΔE電2.電電勢勢高高低低與與電電勢勢能能大大小小的的判判斷斷方方法法(1)根根據(jù)據(jù)場場源源電電荷荷判判斷斷(2)根根據(jù)據(jù)電電場場線線判判斷斷(2)根根據(jù)據(jù)電電場場線線判判斷斷(3)根根據(jù)據(jù)靜靜電電力力做做功功判判斷斷(即即WAB＝EPA－EPB＝qUAB)(高高考考改改編編題題)某某電電場場的的電電場場線線分分布布如如圖圖所所示示，，以以下下說說法法正正確確的的是是()A.c點場場強強大大于于b點場場強強B.a點電電勢勢低低于于b點電電勢勢C.若若將將一一試試探探電電荷荷＋＋q由a點釋釋放放，，它它將將沿沿電電場場線線運運動動b點D.若若在在d點再再固固定定一一點點電電荷荷－－Q，將將一一試試探探電電荷荷＋＋q由a移至至b的過過程程中中，，電電勢勢能能減減小小【解解析析】】本本題題以以靜靜電電場場的的電電場場線線分分布布為為情情景景，，結(jié)結(jié)合合電電場場力力做做功功，，主主要要考考查查靜靜電電場場的的基基本本概概念念、、電電場場線線的的性性質(zhì)質(zhì)、、電電場場力力做做功功與與電電勢勢能能的的關(guān)關(guān)系系等等知知識識點點．．電電場場線線越越密密的的地地方方電電場場強強度度越越大大，，故故A錯錯誤誤；；沿沿著著電電場場線線的的方方向向，，電電勢勢是是逐逐漸漸降降低低的的，，B錯錯誤誤；；電電場場線線不不是是帶帶電電粒粒子子的的運運動動軌軌跡跡，，故故C錯錯誤誤；；在在原原電電場場中中，，將將一一試試探探電電荷荷＋＋q由a移至至b的過過程程中中，，電電場場力力做做正正功功．．在在d點再再固固定定一一點點電電荷荷－－Q，將將一一試試探探電電荷荷＋＋q由a移b的過過程程中中，，電電場場力力也也做做正正功功，，所所以以在在合合電電場場中中，，將將一一試試探探電電荷荷＋＋q由a移至至b的過過程程中中，，根根據(jù)據(jù)電電場場力力做做功功和和電電勢勢能能的的關(guān)關(guān)系系可可知知電電勢勢能能將將減減小小，，D正正確確．．【答案】】D點睛筆記記試探電荷荷的正負負、電勢勢高低、、電場力力做功的的正負、、電勢能能變化四四者具有有如下的的對應關(guān)關(guān)系，若若知道了了其中兩兩個因素素可據(jù)此此判斷其其他兩個個．1.位位于A、B處的兩個個帶有不不等量負負電的點點電荷在在平面內(nèi)內(nèi)電勢分分布如圖圖所示，，圖中實實線表示示等勢線線，則()A.a點和b點的電場場強度相相同B.正正電荷從從c點移到d點，電場場力做正正功C.負負電荷從從a點移到c點，電場場力做正正功D.正正電荷從從e點沿圖中中虛線移移到f點，電勢勢能先增增大后減減小【解析】】電場場線的疏疏密可以以表示電電場的強強弱，A錯誤；；正電荷荷從c點移到d點，電場場力做負負功，負負電荷從從a點移到c點，電場場力做正正功，B錯誤，，C正確確；正電電荷從e點沿圖中中虛線移移到f點，電場場力先做做正功，，后做負負功，但但整個過過程電場場力做正正功，D錯誤．．【答案】】C帶電粒子子在電場場中的運運動軌跡跡問題1.運運動軌跡跡與電場場線重合合的條件件根據(jù)電場場線的定定義，一一般情況況下帶電電粒子在在電場中中的軌跡跡不會與與電場線線重合，，只有同同時滿足足以下三三個條件件時，兩兩者才會會重合．．(1)電電場線為為直線．．(2)電電荷初速速度為零零或初速速度與電電場線平平行．(3)電電荷僅受受電場力力或所受受合力的的方向與與電場線線平行．．2.根根據(jù)帶電電粒子的的運動軌軌跡和電電場線(或等勢勢面)判判斷有關(guān)關(guān)問題的的方法此類問題題應注意意掌握兩兩個方向向、一個個守恒：：(1)帶帶電粒子子的軌跡跡的切線線方向為為該點處處的速度度方向．．(2)帶帶電粒子子所受合合力(一一般僅受受電場力力)沿電電場線指指向軌跡跡曲線的的凹側(cè)．．(3)若若粒子僅僅受電場場力則其其動能與與電勢能能之和保保持不變變．圖中實線線是一簇簇未標明明方向的的由點電電荷產(chǎn)生生的電場場線，虛虛線是某某一帶電電粒子通通過該電電場區(qū)域域時的運運動軌跡跡，a、b是軌跡上上的兩點點．若帶帶電粒子子在運動動中只受受電場力力作用，，據(jù)此無無法判斷斷的是()A.帶帶電粒子子所帶電電荷的符符號B.帶帶電粒子子在a、b兩點的受受力方向向C.帶帶電粒子子在a、b兩點的速速度何處處較大D.帶帶電粒子子在a、b兩點的電電勢能何何處較大大【點撥】】(1)過a(b)點作軌軌跡的切切線———速度方方向．(2)過過a(或b)點指向向軌跡凹凹側(cè)—這這是電場場力的方方向．(3)根根據(jù)電場場力做功功的正負負判斷動動能及電電勢能的的變化．．【解析】】由于于不清楚楚電場線線的方向向，所以以在只知知道粒子子在a、b間受力情情況是不不可能判判斷其帶帶電情況況的．而而根據(jù)帶帶電粒子子做曲線線運動的的條件可可判定，，在a、b兩點所受受到的電電場力的的方向都都應在電電場線上上并大致致向左．．若粒子子在電場場中從a向b點運動，，故在不不間斷的的電場力力作用下下，動能能不斷減減小，電電勢能不不斷增大大．故選選項A錯錯誤，BCD正正確．【答案】】A2.(2009·廣廣東卷)如圖所所示，一一帶負電電粒子以以某速度度進入水水平向右右的勻強強電場中中，在電電場力作作用下形形成圖中中所示的的運動軌軌跡．M和N是軌跡上上的兩點點，其中中M點在軌跡跡的最右右點．不不計重力力，下列列表述正正確的是是()A.粒粒子在M點的速率率最大B.粒粒子所受受電場力力沿電場場方向C.粒粒子在電電場中的的加速度度不變D.粒粒子在電電場中的的電勢能能始終在在增加【解析】】根據(jù)據(jù)做曲線線運動物物體的受受力特點點，合力力指向軌軌跡的凹凹側(cè)，可可知粒子子帶負電電，再結(jié)結(jié)合電場場力的特特點可知知受到的的電場力力方向與與電場線線方向相相反，B錯誤；；從N到M電場力做做負功，，速度減減小，電電勢能在在增加，，當達到到M點后電場場力做正正功，速速度增加加，電勢勢能在減減小可知知在M點的速度度最小，，A、D錯誤；；在整個個過程中中只受電電場力，，且電場場力保持持不變，，根據(jù)牛牛頓第二二定律，，加速度度不變，，C正確確．【答案】】C勻強電場場中場強強與電勢勢(差)的關(guān)系系1.U＝Ed關(guān)系的應應用公式U＝Ed中d是沿場強強方向兩兩點間距距離或兩兩等勢面面間的距距離，而而U是這兩點點間的電電勢差．．這一定定量關(guān)系系只適用用于勻強強電場，，變形后后E＝U/d，用它可可求勻強強電場的的場強，，也可定定性分析析非勻強強電場．．2.等等分法計計算勻強強電場中中的電勢勢(1)在在勻強電電場中，，沿任意意一個方方向上，，電勢降降落都是是均勻的的，故在在同一直直線上相相同距離離的兩點點間的電電勢差相相等．如如果把某某兩點間間的距離離等分為為n段，則每每段兩端端點間的的電勢差差等于原原電勢差差的1/n倍．．(2)已已知電場場中幾點點的電勢勢，如果果要求某某點的電電勢時，，一般采采用“等等分法””在電場場中找與與待求點點電勢相相同的等等勢點，，等分法法也常用用在畫電電場線的的問題中中．(3)在在勻強電電場中，，相互平平行的相相等的線線段兩端端點電勢勢差相等等，應用用這一點點可求解解電勢．．勻強電場場中有a、b、c三點．在在以它們們?yōu)轫旤c點的三角角形中，，∠a＝30°°，∠c＝90°°.電場場方向與與三角形形所在平平面平行行．已知知a、b和c點的電勢勢分別為為(2－－)V、(2＋)V和2V．該該三角形形的外接接圓上最最低、最最高電勢勢分別為為()【解析】】如圖所所示，根根據(jù)勻強強電場的的電場線線與等勢勢面是平平行等間間距排列列，且電電場線與與等勢面面處處垂垂直，沿沿著電場場線方向向電勢均均勻降落落，取ab的中點O，即為三三角形的的外接圓圓的圓心心，且該該點電勢勢為2V，故故Oc為等勢面面，MN為電場線線，方向向為MN方向，UOP＝UOa＝V，UON∶UOP＝2∶，故UON＝2V，N點電勢為為零，為為最低電電勢點，，同理M點電勢為為4V，為最最高電勢勢點．【答案】】B3.如如圖所示示，實線線為電場場線，虛虛線為等等勢線，，且AB＝BC，電場中中的A、B、C三點的場場強分別別為EA、EB、EC，電勢分分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢勢差分別別為UAB、UBC，則下列列關(guān)系中中錯誤的的是()A.φA＞φB＞φCB.EC＞EB＞EAC.UAB＜UBCD.UAB＝UBC【解析】】本題題考查靜靜電場中中的電場場線、等等勢面的的分布知知識和規(guī)規(guī)律．A、B、C三點處處在一一根電電場線線上，，沿著著電場場線的的方向向電勢勢降落落，故故φA＞φB＞φC，A正正確；；由電電場線線的密密集程程度可可看出出電場場強度度大小小關(guān)系系為EC＞EB＞EA，B正正確；；電場場線密密集的的地方方電勢勢降落落較快快，故故UBC＞UAB，C正正確，，D錯錯誤．【答案案】D公式W＝qU常常用用于計計算靜靜電力力的功功、電電勢差差或電電勢，，應用用時很很容易易出現(xiàn)現(xiàn)正負負符號號錯誤誤，現(xiàn)現(xiàn)介紹紹兩種種用法法避免免此類類錯誤誤．(1)當電電荷由由A→B時，寫寫為W＝qUAB＝q(UA－UB)，強強調(diào)帶帶符號號用，，此時時W的正、、負直直接與與電場場力做做正功功、負負功相相對應應．(2)W、q、U三者都都取絕絕對值值運算算，但但所得得W或U的正負負號需需另做做判斷斷將一電電量為為q＝2×10－6C的點點電荷荷從電電場外外一點點(電電勢可可認為為0)移至至電場場中某某點A，電場場力做做功4×10－5J，求求A點的電電勢．．【正解解】混混淆淆了電電勢與與電勢勢差兩兩個概概念間間的區(qū)區(qū)別．．在電電場力力的功功的計計算式式W＝qU中，U是指電電場中中兩點點間的的電勢勢差而而不是是某點點電勢勢．解法一一：設(shè)設(shè)場外外一點點P電勢為為UP所以UP＝0，，從P到A電場力力的功功W＝qUPA，所以以W＝q(UP－UA)，即即4×10－5＝2×10－6(0－－UA)，，UA＝－20V.【答案案】－－20V第3節(jié)節(jié)電電容器器帶帶電粒粒子在在電場場中的的運動動一、電電容器器、電電容1.電電容容器(1)組成成：兩兩個______又又互相相靠近近的導導體可可構(gòu)成成一個個電容容器．．(2)充放放電充電：：使電電容器器帶電電的過過程，，充電電后電電容器器兩板板帶上上等量量的________，，電容容器中中儲存存________．放電：：使充充電后后的電電容器器失去去電荷荷的過過程，，放電電過程程中________轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為其他他形式式的能能(3)電容容器帶帶的電電荷量量：是是指每每個極極板上上所帶帶電荷荷量的的__________．2.電電容容(1)定義義：電電容器器所帶帶的__________與與兩個個極板板間的的__________的比比值.(2)定義義式：：C＝______.(3)單位位：法法拉(F)、微微法(μF)、、皮法法(pF).1F＝________μμF＝＝________pF.(4)意義義：表表示電電容器器________________本領(lǐng)領(lǐng)的高高低．．(5)決定定因素素：由由電容容器本本身物物理條條件(大小小、形形狀、、相對對位置置及電電介質(zhì)質(zhì))決決定，，與電電容器器是否否________及帶帶電多多少無無關(guān)．．3.平行行板電容器器的電容(1)決定定因素：跟跟________成正比，，跟__________成成正比，跟跟____________成反比．．(2)決定定式：C＝________.2.帶電電粒子在電電場中的偏偏轉(zhuǎn)(1)運動動性質(zhì)：受受恒力作用用，是__________曲線運動動．三、示波管管的原理1.構(gòu)造造：①__________，②__________，③__________.2.工作作原理(如如圖所示)(1)如果果在偏轉(zhuǎn)電電極XX′和YY′之間都沒有有加電壓，，則電子槍槍射出的電電子沿直線線傳播，打打在熒光屏屏__________，并并產(chǎn)生一個個亮斑．(2)YY′上加的是待待顯示的__________電壓，，XX′上加的是機機器自身的的鋸齒形電電壓，叫做做__________電壓壓．若所加加掃描電壓壓和信號電電壓的周期期相同，就就可以在熒熒光屏上得得到待測信信號在一個個周期內(nèi)變變化的圖象象．自我校對一、1.(1)彼彼此絕緣(2)異異種電荷電電場能電電場能(3)絕絕對值2.(1)電荷量量Q電勢差U(2)(3)1061012(4)容納納電荷(5)帶電電3.(1)介電常常數(shù)ε正對面積S兩極板的距距離d(2)二、1.動動能(1)qEd(2)qU2.(1)勻變速速(2)勻速直線線運動勻勻加速直線線運動(4)三、1.①電子槍②偏轉(zhuǎn)電極③熒光屏2.(1)中心(2)信信號掃描描平行板電容容器的動態(tài)態(tài)分析(2009·福建卷卷)如圖所所示，平行行板電容器器與電動勢勢為E的直流電源源(內(nèi)阻不不計)連接接，下極板板接地．一一帶電油滴滴位于容器器中的P點且恰好處處于平衡狀狀態(tài)．現(xiàn)將將平行板電電容器的上上極板豎直直向上移動動一小段距距離，則()A.帶點點油滴將沿沿豎直方向向向上運動動B.P點的電勢將將降低C.帶電電油滴的電電勢能將減減小D.若電電容器的電電容減小，，則極板帶帶電量將增增大【解析】電電容器兩兩端電壓U不變，由公公式E＝U/d可可知場強變變小，電場場力變小，，帶電油滴滴將沿豎直直方向向下下運動，A錯誤；P到下極板距距離d不變，而強強場E減小，由公公式U＝Ed可知P與負極板的的電勢差變變小，且下下極板電勢勢不變，所所以P點的電勢變變小，B正正確；由于于電場力向向上，而電電場方向向向下，可以以推斷油滴滴帶負電，，又油滴向向下運動，，電場力做做負功，電電勢能增大大，C錯誤誤；圖中電電容器兩端端電壓U不變，電容容C減小時，由由公式Q＝CU可知帶電量量減小，D錯誤．【答案】B點睛筆記分析電容器器動態(tài)變化化類問題要要注意：(1)電容容器的帶電電量不變還還是電壓不不變，(2)分析析場強時應應用公式E＝U/d還是E∝Q/s.1.(1)例1中中在上極板板豎直上移移的過程中中，回路中中的電流是是順時針還還是逆時針針．(2)若例例1中電容容器充電后后與電源斷斷開，上極極板向右移移動，板間間油滴如何何移動．帶電粒子在在電場中的的直線運動動1.帶電電粒子的重重力是否可可以忽略的的條件(1)基本本粒子：如如電子、質(zhì)質(zhì)子、α粒粒子、離子子等，若無無說明或明明確暗示，，一般不計計重力(但但質(zhì)量不可可忽略)．．(2)帶電電顆粒：如如塵埃、液液滴、油滴滴、小球等等，若無說說明或明確確暗示，一一般要考慮慮重力．2.運動動性質(zhì)帶電粒子沿沿電場線平平行的方向向進入勻強強電場，受受到的電場場力與運動動方向在同同一直線上上，做勻加加(減)速速直線運動動．3.處理理方法(1)根據(jù)據(jù)帶電粒子子受到的電電場力，用用牛頓第二二定律計算算出加速度度，結(jié)合運運動學公式式確定帶電電粒子的速速度和位移移等．(2)用功功能關(guān)系分分析；電場場力對帶電電粒子做的的功等于帶帶電粒子動動能的增量量如圖甲所示示，兩平行行金屬板豎豎直放置，，左極板接接地，中間間有小孔，，右極板電電勢隨時間間變化的規(guī)規(guī)律如圖乙乙所示．電電子原來靜靜止在左極極板小孔處處(不計重重力作用)．下列說說法中正確確的是()【答案】A2.若例例題中在小小孔處釋放放的是帶負負電的粒子子，到達右右板的速度度為v，且到達右右板的時間間小于t＝T/2，，則()A.板間間距離越大大v越大B.板板間電壓越越大v越大C.粒子子電量越大大v越大D.粒子質(zhì)質(zhì)量越大v越大帶電粒子在在電場中的的偏轉(zhuǎn)質(zhì)量為m、帶電量為為q的帶電粒子子以初速度度沿垂直于于電場方向向，進入長長為L、間距為d、電壓為U的兩平行金金屬板間，，不計粒子子重力．1.運動動性質(zhì)：粒粒子在恒力力作用下做做勻變速曲曲線運動，，軌跡為拋拋物線(2011·濰坊測測試)如圖圖所示，真真空中水平平放置的兩兩個相同極極板Y和Y′長為L，相距d，足夠大的的豎直屏與與兩板右側(cè)側(cè)相距b.在兩板間間加上可調(diào)調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓壓U，一束質(zhì)量量為m、帶電量為為＋q的粒子(不不計重力)從兩板左左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向向射入電場場且能穿出出．(1)證明明粒子飛出出電場后的的速度方向向的反向延延長線與初初速度方向向交于兩板板間的中心心O點．(2)求兩兩板間所加加偏轉(zhuǎn)電壓壓U的范圍．(3)求粒粒子可能到到達屏上區(qū)區(qū)域的長度度．【點撥】(1)在在兩板內(nèi)粒粒子做勻變變速曲線運運動．(2)在兩兩板外粒子子做勻速直直線運動．．(3)當粒粒子恰好從從右板的邊邊緣飛出時時取最值．．【解析】此此題考查查帶電粒子子帶電場中中的偏轉(zhuǎn)分分析，涉及及帶電粒子子受力分析析、平拋運運動規(guī)律速速度偏轉(zhuǎn)方方向和位移移偏轉(zhuǎn)方向向分析．(1)如圖圖所示，設(shè)設(shè)粒子在運運動過程中中的加速度度大小為a，離開偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場時偏偏轉(zhuǎn)距離為為y，沿電場方方向的速度度為vy，偏轉(zhuǎn)角為為θ，其反向延延長線通過過O點，O點與板右端端的水平距距離為x，則有【答案】見見解析3.如圖圖所示，帶帶電粒子以以平行于極極板的速度度從左側(cè)中中央射入勻勻強電場(重力不計計)，粒子子恰能從右右側(cè)下極板板邊緣射出出電場，如如果粒子的的動能變?yōu)闉樵瓉淼?倍，要使使它們?nèi)詮膹臉O板中央央射入仍能能從下極板板邊緣射出出，可采取取的措施為為()A.將極極板長度變變?yōu)樵瓉淼牡?倍B.將極極板間距離離變?yōu)樵瓉韥淼?/2C.將極極板間電壓壓變?yōu)樵瓉韥淼?倍D.以上上均不對【答案】C公式W＝Uq中U指粒子加速速或偏轉(zhuǎn)過過程中初末末位置的電電勢差，不不一定是兩兩極板間的的電勢差，，當初始條條件發(fā)生變變化時，U往往也發(fā)生生變化，不不能憑想當當然認為不不變．在平行板電電容器之間間有勻強電電場，一帶帶電粒子以以速度v垂直電場線線射入電場場，在穿越越電場的過過程中，粒粒子的動能能由Ek增加到2Ek，若這個帶帶電粒子以以速度2v垂直進入該該電場，則則粒子穿出出電場時的的動能為多多少？【錯解】設(shè)設(shè)粒子的的質(zhì)量m，帶帶電電量量為為q，初初速速度度v；勻勻強強電電場場為為E，在在y方向向的的位位移移為為y，如如圖圖所所示示．．由動動能能定定理理得得：：Uq＝2Ek－Ek1＝Ek，速速度度增增大大后后，，有有Uq＝E′k－Ek2，所所以以E′k＝5Ek.認為為兩兩次次射射入入的的在在Y軸上上的的偏偏移移量量相相同同．．實實際際上上由由于于水水平平速速度度增增大大帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中的的運運動動時時間間變變短短．．在在Y軸上上的的偏偏移移量量變變小?。菊_確】】上上述述錯錯誤誤之之處處在在于于認認為為兩兩次次射射入入的的在在Y軸上上的的偏偏移移量量相相同同，，加加速速電電壓壓相相同同．．實實際際上上由由于于水水平平速速度度增增大大，，帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中的的運運動動時時間間變變短短．．在在Y軸上上的的偏偏移移量量變變小小，，加加速速電電壓壓變變小?。⒘⒅敝苯墙亲鴺藰讼迪?，，初初速速度度方方向向為為x軸方方向向，，垂垂直直于于速速度度方方向向為為y軸方方向向．．設(shè)設(shè)粒粒子子的的質(zhì)質(zhì)量量m，帶帶電電量量為為q，初初速速度度v，勻勻強強電電場場為為E，在在y方向向的的位位移移為為y.速速度度為為2v時通通過過勻勻強強電電場場的的偏偏移移量量為為y′，平平行行板板板板長長為為L.【答答案案】】4.25Ek六、、等等效效法法一、、方方法法簡簡介介在一一些些物物理理問問題題中中，，一一個個過過程程的的發(fā)發(fā)展展或或一一個個狀狀態(tài)態(tài)的的確確定定，，往往往往是是由由多多個個因因素素決決定定的的，，在在這這一一決決定定中中若若某某些些因因素素所所起起的的作作用用和和另另一一些些因因素素所所起起的的作作用用相相同同，，則則前前一一些些因因素素與與后后一一些些因因素素是是等等效效的的，，它它們們便便可可以以互互相相代代替替，，而而對對過過程程的的發(fā)發(fā)展展或或狀狀態(tài)態(tài)的的確確定定沒沒有有影影響響，，這這種種以以等等效效為為前前提提而而使使某某些些因因素素互互相相代代替替來來研研究究問問題題的的方方法法就就是是等等效效法法．．等效效思思維維的的實實質(zhì)質(zhì)是是在在效效果果相相同同的的情情況況下下，，將將較較為為復復雜雜的的問問題題變變換換為為簡簡單單的的熟熟悉悉問問題題，，以以便便突突出出主主要要因因素素，，抓抓住住它它的的本本質(zhì)質(zhì)，，找找出出其其中中規(guī)規(guī)律律．．因因此此應應用用等等效效法法時時往往往往是是用用較較簡簡單單的的因因素素代代替替較較復復雜雜的的因因素素，，以以使使問問題題得得到到簡簡化化而而便便于于求求解解．．二、、典典例例分分析析1.物物理理量量等等效效在高高中中物物理理中中，，小小到到等等效效勁勁度度系系數(shù)數(shù)、、合合力力與與分分力力、、合合速速度度與與分分速速度度、、總總電電阻阻與與分分電