高中物理電場復(fù)習(xí)課件

電場(diànchǎng)第一頁，共42頁。1一.三種帶電方式(fāngshì)(1)摩擦起電：(2)接觸起電：(3)感應(yīng)起電：電荷從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部元電荷(diànhè)電子或質(zhì)子(zhìzǐ)所帶的電荷量，-19C是最小電荷量比荷：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比第二頁，共42頁。2二、庫侖定律(kùlúndìnɡlǜ)靜電力常量(chángliàng)：k=9.0×109N·m2/C2q1q2均用絕對值代入，方向(fāngxiàng)另行判定。真空中〔空氣中近似成立〕兩點電荷之間如果是電荷分布均勻的帶電球體或球殼，可以看成電量集中在球心的點電荷第三頁，共42頁。3三、電場(diànchǎng)強(qiáng)度1、定義(dìngyì)：2、單位(dānwèi)：3、電場強(qiáng)度是問：把試探電荷拿走，該點場強(qiáng)還存在嗎？〔顯示電場的力的性質(zhì)的物理量〕牛/庫〔N/C〕伏/米〔V/m〕矢量方向：規(guī)定電場中某點的場強(qiáng)方向為正電荷在該點處的受力方向第四頁，共42頁。4+Qaq推導(dǎo)(tuīdǎo)真空中點電荷的場強(qiáng)？結(jié)論(jiélùn)：真空中點電荷場強(qiáng)方向(fāngxiàng)？點電荷場強(qiáng)大?。赫c電荷電場方向背離正點電荷中心負(fù)點電荷電場方向指向負(fù)點電荷中心r第五頁，共42頁。5問1兩個等量(děnɡliànɡ)異種點電荷連線的垂直平分線上P點的電場強(qiáng)度？+Q-QPE1E2EP結(jié)論：從中點到無窮(wúqióng)遠(yuǎn)處，合場強(qiáng)不斷減小從O點到無窮遠(yuǎn)處(yuǎnchǔ)，合場強(qiáng)是如何變的？O電場強(qiáng)度的疊加矢量和第六頁，共42頁。6問2兩個等量(děnɡliànɡ)同種點電荷連線的垂直平分線上P點的電場強(qiáng)度？+Q+QPE1E2EP結(jié)論：從中點到無窮(wúqióng)遠(yuǎn)處，合場強(qiáng)先變大再變小從O點到無窮(wúqióng)遠(yuǎn)處，合場強(qiáng)是如何變的？O第七頁，共42頁。7四.靜電力做功(zuògōng)特點？只與初末位置有關(guān)(yǒuguān)與路徑無關(guān)勢能(shìnéng)靜電力對電荷做正功,電荷的電勢能減少靜電力對電荷做負(fù)功,電荷的電勢能增加WAB=-ΔEP

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第八頁，共42頁。8五.電勢(diànshì)能+Q+-Q電荷(diànhè)在某點的電勢能:等于靜電力把它從該點移動(yídòng)到零勢能位置時所做的功。(通常把離場源無限遠(yuǎn)處或大地外表的電勢能規(guī)定為零)EPA=EPA-EP0=WA0正電荷的電場中放入正電荷，電勢能為？問：假設(shè)把離場源無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零那么：正電荷的電場中放入負(fù)電荷，電勢能為？負(fù)電荷的電場中放入正電荷，電勢能為？負(fù)電荷的電場中放入負(fù)電荷，電勢能為？正正負(fù)負(fù)第九頁，共42頁。9六、電勢(diànshì)1、定義(dìngyì)(計算(jìsuàn)時要代入正負(fù)號)標(biāo)量式〔描述電場能的性質(zhì)的物理量〕1V=1J/C2、單位:伏特(V)3、電勢具有相對性正點電荷產(chǎn)生的電場電勢為負(fù)點電荷產(chǎn)生的電場電勢為假設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為零，正負(fù)問：將正電荷放入正〔負(fù)〕電荷場中電勢能？將負(fù)電荷放入正〔負(fù)〕電荷場中電勢能？第十頁，共42頁。104.電勢(diànshì)的疊加：代數(shù)和問1兩個等量異種(yìzhǒnɡ)點電荷連線的垂直平分線上P點的電場的電勢？零+Q-QOWAB=

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=5.電場力做功(zuògōng)與電勢變化的關(guān)系標(biāo)量式6、沿著電場線，電勢降低第十一頁，共42頁。11從電場線可知(kězhī)：1、場強(qiáng)大小(dàxiǎo)〔疏密〕2、場強(qiáng)方向(fāngxiàng)〔該點的切線方向(fāngxiàng)〕3、電勢上下〔沿電場線方向，電勢降低；逆電場線方向，電勢升高〕AB第十二頁，共42頁。12特點2.在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷(diànhè)，電場力不做功．特點4.電場線總是從電勢(diànshì)較高的等勢面指向電勢(diànshì)較低的等勢面.特點3.等勢面一定(yīdìng)與電場線垂直,即跟場強(qiáng)的方向垂直．一般來講，相鄰等勢面的電勢差是一個定值7等勢面特點1.任意兩個等勢面在空間不相交。畫出勻強(qiáng)電場和點電荷電場的等勢面第十三頁，共42頁。13勻強(qiáng)電場(diànchǎng)的等勢面第十四頁，共42頁。14點電荷電場(diànchǎng)中的等勢面以點電荷為球心的一簇(yīcù)球面問：等勢面的間隔一定(yīdìng)相等嗎？場線密的地方等勢面也密第十五頁，共42頁。158、電勢差？第十六頁，共42頁。16電荷q從電場中A點移到B點，AB即或9、靜電力做功(zuògōng)與電勢差的關(guān)系為標(biāo)量(biāoliàng)式，正負(fù)號一并帶入計算第十七頁，共42頁。17電場強(qiáng)度和電勢(diànshì)都是描述電場的物理量場強(qiáng)相等，電勢(diànshì)一定相等嗎？場強(qiáng)為零，電勢(diànshì)一定為零嗎？電勢相等，場強(qiáng)一定相等嗎？電勢為零，場強(qiáng)一定為零嗎？第十八頁，共42頁。1810、電勢差與電場(diànchǎng)強(qiáng)度的關(guān)系EA..BdEA..B.Cd一定(yīdìng)沿場強(qiáng)方向，d是兩等勢面間的垂直距離。d第十九頁，共42頁。19問：點電荷場中假設(shè)(jiǎshè)兩個相鄰的等勢面間電勢差相等，為什么等勢面間距不相等？假設(shè)(jiǎshè)AB=BC，UAB和UBC的電勢差誰較大？ABC電場線密，等勢面密；電場線疏，等勢面疏.UBC>UAB第二十頁，共42頁。20求電場力做功(zuògōng)的方法：〔1〕W=Fs只適用(shìyòng)于勻強(qiáng)電場〔2〕適用于任何(rènhé)電場〔3〕只有電場力做功時，電勢能和動能之和守恒，可以用動能的變化來求電場力做功大小第二十一頁，共42頁。21把一個不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到場強(qiáng)為E0的電場(diànchǎng)中會怎樣？自由電子的定向(dìnɡxiànɡ)移動會一直進(jìn)行下去嗎？八、靜電(jìngdiàn)平衡狀態(tài)當(dāng)感應(yīng)電場的附加場強(qiáng)=外場強(qiáng)時，自由電子不再定向移動在導(dǎo)體內(nèi)部和外表自由電子不再發(fā)生定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。----++++第二十二頁，共42頁。22處于靜電平衡狀態(tài)(zhuàngtài)下的導(dǎo)體，特點(tèdiǎn)2、電場線與導(dǎo)體外表處處垂直。特點1、內(nèi)部(nèibù)的場強(qiáng)處處為零。E附加=-E外施感電荷和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果.施感電荷和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果.特點3、整個導(dǎo)體是個等勢體，它的外表是個等勢面。第二十三頁，共42頁。23特點(tèdiǎn)4導(dǎo)體上電荷的分布具有兩個特點(tèdiǎn)：1導(dǎo)體(dǎotǐ)內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體(dǎotǐ)的外外表2在導(dǎo)體外表(wàibiǎo)，越鋒利的位置，電荷的面密度越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷實驗驗證：法拉第圓筒實驗均勻球形導(dǎo)體第二十四頁，共42頁。24靜電屏蔽(jìnɡdiànpínɡbì)定義(dìngyì)：導(dǎo)體殼或金屬網(wǎng)罩〔無論接地與否〕可以把外部電場遮住，使其內(nèi)部不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽．是否真的外電場(diànchǎng)無法進(jìn)入到網(wǎng)罩內(nèi)部？第二十五頁，共42頁。25九電容器平板電容器結(jié)構(gòu)？帶電(dàidiàn)？電場？參量？額定電壓擊穿電壓電容兩塊彼此絕緣，平行，互相靠近(kàojìn)的金屬板組成+Q-Q第二十六頁，共42頁。26〔一〕電容(diànróng)正對面積(miànjī)板間距(jiānjù)表示電容器容納電荷的本領(lǐng)2平板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？單位法拉，簡稱法〔F〕

1F=106μF=1012pF1定義？其中C與Q、U無關(guān)，只取決于電容器的本身ε是充滿兩板間空間介質(zhì)的介電常數(shù)，空氣的介電常數(shù)為1第二十七頁，共42頁。27〔二〕實驗探測(tàncè)平行板電容器的電容Q一定(yīdìng)時如何(rúhé)顯示C的大??？第二十八頁，共42頁。28〔三〕、平行板電容器充電(chōngdiàn)后的兩種情況即保持電容器的兩極(liǎngjí)板與電源相連接d↑C↓Q↓E↓S↑C↑Q↑E不變ε↑C↑Q↑E不變插入(chārù)金屬板d↓C↑Q↑E↑即電容器充電后與電源斷開d↑C↓U↑E不變S↑C↑U↓E↓ε↑C↑U↓E↓1.U一定2.Q一定平板電容器兩板間的場強(qiáng)大小與板上電荷分布的面密度有關(guān)插入金屬板d↓C↑U↓E不變電荷面密度第二十九頁，共42頁。291、根本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確(míngquè)的暗示以外，一般都不考慮重力〔但并不忽略質(zhì)量〕2、帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明(shuōmíng)或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力十.帶電粒子在電場(diànchǎng)中的運(yùn)動第三十頁，共42頁。30幾類問題(wèntí)〔一〕平衡〔二〕沿電場方向射入：直線運(yùn)動求電子(diànzǐ)從P處穿出后的速度設(shè)電子(diànzǐ)剛剛離開金屬絲時的速度為零U第三十一頁，共42頁。312、用功能(gōngnéng)觀點分析：電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子動能的增量1、用運(yùn)動(yùndòng)規(guī)律分析這種分析(fēnxī)思路，僅僅適用于勻強(qiáng)電場此方程既適用于勻強(qiáng)電場，也適用于非勻強(qiáng)電場處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題的兩種解題思路第三十二頁，共42頁。32類平拋運(yùn)動(yùndòng)?！踩硯щ娏Ｗ拥钠D(zhuǎn)(piānzhuǎn)第三十三頁，共42頁。33①飛越電場(diànchǎng)所用的時間②側(cè)移距離(jùlí)③偏轉(zhuǎn)角β〔即末速v與初速(chūsù)v0的夾角〕⑤出射方向的反向延長線與入射方向一定交于金屬板的處∴離開電場時的位移方向？④離開電場時的速度？帶電粒子像是直接從L/2處射出的。第三十四頁，共42頁。34〔四〕帶電粒子先由加速電場加速，再進(jìn)入(jìnrù)偏轉(zhuǎn)電場經(jīng)電壓U1加速后的粒子(lìzǐ)，垂直于場強(qiáng)方向射入板間距離為d板間電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場中粒子(lìzǐ)對入射方向的偏距粒子對入射方向的偏轉(zhuǎn)角β第三十五頁，共42頁。35由上述兩式可以看出，經(jīng)同一(tóngyī)電場加速又經(jīng)同一(tóngyī)電場偏轉(zhuǎn)后，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角度都僅由加速電場和偏轉(zhuǎn)電場的情況決定，而與帶電粒子自身的性質(zhì)〔粒子的質(zhì)量m、電荷量q〕無關(guān)。不分第三十六頁，共42頁。36問：帶電粒子離開電場(diànchǎng)后作什么運(yùn)動？假設(shè)離極板(jíbǎn)水平距離為L處有熒光屏，那么亮斑發(fā)生的偏移y’？LU注意：如果偏轉(zhuǎn)電壓的大小、極性發(fā)生變化時，粒子的偏距也隨之變化，如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子穿越電場的時間〔T>>l/v0〕，那么在粒子穿越電場的過程中，仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場處理。因此，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為正弦波或鋸齒波時，連續(xù)射入的帶電粒子將以入射方向為中心上下(shàngxià)偏移，隨時間而展開的波形與偏轉(zhuǎn)電壓波形相似。勻速直線運(yùn)動l如偏轉(zhuǎn)電壓隨時間成正比，那么亮斑作何運(yùn)動？第三十七頁，共42頁。37三、示波管的原理(yuánlǐ)示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況(qíngkuàng)的一種電子儀器，其核心局部是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成〔如以下圖所示〕加在偏轉(zhuǎn)電極yy'上的電壓是所要研究(yánjiū)的信號電壓，如果信號電壓是周期性的，且周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線。第