第一篇:高三電學(xué)復(fù)習(xí)教案--1.靜電場(chǎng)(范文)
一、靜電場(chǎng)
教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)復(fù)習(xí)整理靜電場(chǎng)的規(guī)律、概念,建立靜電揚(yáng)的知識(shí)結(jié)構(gòu).利用場(chǎng)的思想、場(chǎng)疊加的思想認(rèn)識(shí)和解決電場(chǎng)問(wèn)題,加深對(duì)靜電場(chǎng)的理解.
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
靜電場(chǎng)部分的內(nèi)容概念性強(qiáng),規(guī)律內(nèi)容含義深刻,是有關(guān)知識(shí)應(yīng)用的基礎(chǔ).但由于概念和規(guī)律較抽象,對(duì)掌握這些概念和規(guī)律造成了一定的難度.所以,恰當(dāng)?shù)亟⒂嘘P(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu),處理好概念之間、規(guī)律之間的關(guān)系,是解決復(fù)習(xí)困難的有效方式.
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教師活動(dòng)
一、對(duì)規(guī)律和概念的回顧
從本節(jié)課開(kāi)始,我們復(fù)習(xí)靜電場(chǎng)的有關(guān)知識(shí),請(qǐng)同學(xué)們回顧一下,我們?cè)瓉?lái)學(xué)過(guò)的規(guī)律和概念都有哪些?(將學(xué)生分組,進(jìn)行回顧和整理)
學(xué)生活動(dòng)
學(xué)生按組,回憶已學(xué)的有關(guān)知識(shí),相互提醒,相互啟發(fā).
在教師的安排下,每組學(xué)生選擇一名代表,將他們整理的知識(shí)內(nèi)容寫(xiě)在黑板上.(安排3個(gè),由于內(nèi)容基本相同,其它組再做一些補(bǔ)充.)
學(xué)生代表上臺(tái). 建立知識(shí)結(jié)構(gòu):
從同學(xué)們整理出來(lái)的知識(shí)內(nèi)容上看,基本上能夠把靜電場(chǎng)的有關(guān)內(nèi)容列舉出來(lái),但一般來(lái)說(shuō),每個(gè)同學(xué)在整理知識(shí)時(shí),方式方法又有所區(qū)別.為了使知識(shí)在我們頭腦中更有利于理解和記憶,建立一個(gè)適合于自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是必要的和有效的.下面,我們來(lái)共同構(gòu)造這個(gè)靜電場(chǎng)部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò).
(帶領(lǐng)學(xué)生整理和建立靜電場(chǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu),知識(shí)結(jié)構(gòu)圖表見(jiàn)附圖)
二、靜電場(chǎng)概念的幾個(gè)問(wèn)題討論 1.場(chǎng)概念的鞏固
[問(wèn)題1]帶電小球A、C相距30cm,均帶正電.當(dāng)一個(gè)帶有負(fù)電的小球B放在A、C間連線的直線上,且B、C相距20cm時(shí),可使C恰受電場(chǎng)力平衡.A、B、C均可看成點(diǎn)電荷.①A、B所帶電量應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系?②如果要求A、B、C三球所受電場(chǎng)力同時(shí)平衡,它們的電量應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系?
學(xué)生讀題、思考,找學(xué)生說(shuō)出解決方法.
通過(guò)對(duì)此題的分析和求解,可以加深對(duì)場(chǎng)強(qiáng)概念和場(chǎng)強(qiáng)疊加的理解.學(xué)生一般從受力平衡的角度進(jìn)行分析,利用庫(kù)侖定律求解.在學(xué)生解題的基礎(chǔ)上做以下分析.
分析與解:①C處于平衡狀態(tài),實(shí)際上是要求C處在A、B形成的電場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方.
既然C所在處的合場(chǎng)強(qiáng)為零,那么,C所帶電量的正或負(fù)、電量的多或少均對(duì)其平衡無(wú)影響.
②再以A或B帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象,利用上面的方法分析和解決. 答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
[問(wèn)題2]如圖3-1-1所示,在方框區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng),已知UA=2V,UB=-6V,UC=-2V.試用作圖法畫(huà)出電場(chǎng)中電場(chǎng)線的方向.
學(xué)生讀題、思考.找學(xué)生在黑板上作圖.
通過(guò)此題的分析和解決,使學(xué)生對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的理解更深刻.
分析和解:據(jù)題A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為8V,A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為4V.所以,先將A、B兩點(diǎn)用直線連接,則A、B兩點(diǎn)間的中點(diǎn)的電勢(shì)為4V,與C點(diǎn)的 2
電勢(shì)相同.將這兩點(diǎn)連起來(lái),就是電勢(shì)為-2V的等勢(shì)線,電場(chǎng)線應(yīng)與該直線垂直,且由高電勢(shì)點(diǎn)指向低電勢(shì)點(diǎn).(如圖3-1-1所示)
大小,其單位為V/m.那么,單位N/C能否用在勻強(qiáng)電場(chǎng)中?如果能,其物理意義是什么?單位V/m能否用在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,如果能,其物理意義又是什么?
學(xué)生思考、討論,可以請(qǐng)學(xué)生談他們的認(rèn)識(shí)與理解. 通過(guò)對(duì)此問(wèn)題的討論,使學(xué)生準(zhǔn)確理解電場(chǎng)強(qiáng)度的物理含義. 2.問(wèn)題的是非討論:在靜電場(chǎng)中,①場(chǎng)強(qiáng)較大處,電勢(shì)也一定較高嗎?反之,電勢(shì)較高處,場(chǎng)強(qiáng)一定也較大嗎? ②場(chǎng)強(qiáng)為零處,電勢(shì)也一定為零嗎?反之,電勢(shì)為零處,場(chǎng)強(qiáng)一定也為零嗎? ③場(chǎng)強(qiáng)相等處,電勢(shì)也一定相等嗎?反之,電勢(shì)相等處,場(chǎng)強(qiáng)一定也相等嗎? 學(xué)生思考、討論,可以請(qǐng)學(xué)生談他們的認(rèn)識(shí)與理解.
討論中應(yīng)提示學(xué)生,如果要推翻一個(gè)結(jié)論,只需舉出一個(gè)反例.
分析與解:①以點(diǎn)電荷(正和負(fù))的電場(chǎng)為例.②以等量異號(hào)電荷的電場(chǎng)和等量同號(hào)電荷的電場(chǎng)為例.③以勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷的電場(chǎng)為例.
3.電場(chǎng)疊加問(wèn)題的討論
[問(wèn)題1] 如圖3-1-2所示,半經(jīng)為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷,其單位長(zhǎng)度上的帶電量為q,現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB,AB長(zhǎng)為
方向如何?
學(xué)生思考、討論,可以請(qǐng)學(xué)生談他們的認(rèn)識(shí)與理解.
通過(guò)本題的求解,使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)疊加的應(yīng)用能力和加深對(duì)疊加的理解. 分析與解:
解法之一,利用圓環(huán)的對(duì)稱(chēng)性,可以得出這樣的結(jié)果,即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),都與相對(duì)應(yīng)的一小段產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,相互疊加后為零.由于AB段被截掉,所以,本來(lái)與AB相對(duì)稱(chēng)的那一小段所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)就成為了
小段可以當(dāng)成點(diǎn)電荷,利用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可求出答案.
解法之二,將AB段看成是一小段帶正電和一小段帶負(fù)電的圓環(huán)疊放,這樣仍與題目的條件相符.而帶正電的小段將圓環(huán)補(bǔ)齊,整個(gè)帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為零;帶負(fù)電的一小段在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)可利用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式求出,這就是題目所要求的答案.
[問(wèn)題2]如圖3-1-3,等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為a,在它的頂點(diǎn)B、C上各有電量為Q(>0)的點(diǎn)電荷.試求三角形中心處場(chǎng)強(qiáng)E的大小和方向.
學(xué)生自己練習(xí)求解,以鞏固概念.
通過(guò)此題的求解,進(jìn)一步鞏固對(duì)場(chǎng)強(qiáng)矢量性的認(rèn)識(shí)和場(chǎng)強(qiáng)疊加理解.
三、電場(chǎng)中的導(dǎo)體、電容器 1.電場(chǎng)中的導(dǎo)體 組織學(xué)生整理、復(fù)習(xí).(1)什么是靜電感應(yīng)?
應(yīng)明確:靜電感應(yīng)是一個(gè)過(guò)程,是導(dǎo)體內(nèi)電荷重新分布的過(guò)程. 找學(xué)生描述靜電感應(yīng)過(guò)程.
(2)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),有哪些性質(zhì)? ①導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零;
②導(dǎo)體表面是個(gè)等勢(shì)面,導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體; ③凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面. 應(yīng)讓學(xué)生逐一說(shuō)明這些性質(zhì)的含義.(3)鞏固練習(xí)[問(wèn)題]觀察與解釋?zhuān)?/p>
引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察.
(配合演示實(shí)驗(yàn))①與毛皮摩擦過(guò)的膠棒靠近一個(gè)不帶電的靜電計(jì)上的小球,可以使靜電計(jì)的指針張開(kāi),解釋原因,此時(shí)靜電計(jì)指針上帶何種電荷?②若在此情況下,膠棒與小球接觸,指針會(huì)帶何種電荷?③若膠棒不與小球接觸,而是用手接觸一下小球,指針閉合,然后將膠棒拿開(kāi),指針又張開(kāi),解釋這個(gè)現(xiàn)象,并說(shuō)明此時(shí)指針帶何種電荷?
學(xué)生可以互相討論,然后給出解釋?zhuān)?/p>
[問(wèn)題2]如圖3-1-4所示,絕緣的導(dǎo)體球殼P上有一個(gè)小孔,用一根導(dǎo)線將球殼內(nèi)的小金屬球a和球殼外的小金屬球b連接起來(lái),P帶正電.靜電平衡時(shí),金屬球a、b是否帶電?分別帶何種電荷?
學(xué)生通過(guò)思考回答,如果有不同的解釋?zhuān)梢杂懻摻鉀Q. 通過(guò)對(duì)此題的分析,可使學(xué)生對(duì)靜電平衡的性質(zhì)的理解更準(zhǔn)確.
可提示學(xué)生:小球a和小球b與球殼P等電勢(shì),小球a可看成是球殼內(nèi)表面的一部分,而小球b應(yīng)是球殼P外表面的一部分.
2.電容器 復(fù)習(xí)要點(diǎn):
(2)電容器是一個(gè)儲(chǔ)存和釋放電能的元件.
(3)平行板電容器的電容由哪些因素決定?(重溫平行板電容器的研究的演示實(shí)驗(yàn))
讓學(xué)生做整理工作.
學(xué)生應(yīng)知道在演示實(shí)驗(yàn)中,靜電計(jì)指針指示的是指針與外殼之間 的電勢(shì)差,也是電容器兩板之間的電勢(shì)差. 學(xué)生讀題,思考后回答. 問(wèn)題討論:
[問(wèn)題1]如圖3-1-5所示,金屬板A、C平行放置,且均接地,設(shè)金屬板B帶有正電荷3×10-6C,將B插入A、C之間,并使
C板各帶電量多少?
此題可以鞏固靜電平衡和電容的有關(guān)概念.
答案:E1∶E2=2∶1;QA=2×10-6C,QC=1×10-6C.
[問(wèn)題2]如圖3-1-6所示,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=18V,電容CA=20μF,CA=10μF.
學(xué)生讀題,思考后回答.
(1)開(kāi)關(guān)S先接1,再接2,則QB=?
(2)在此基礎(chǔ)上,開(kāi)關(guān)S再接1,然后又接2,則QB=? 通過(guò)此題的分析和求解,加深對(duì)電容器儲(chǔ)存和釋放電荷功能的理解. 答案:(1)QB=1.2×10-4C;(2)QB=1.6×10-4C. 同步練習(xí)
一、選擇題
1.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.用E1和E2分別表示兩個(gè)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小,則在X軸上
[
] A.E1=E2之點(diǎn)只有一處,該處合場(chǎng)強(qiáng)為0 B.E1=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2E2 C.E1=E2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2E2
D.E1=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 2.一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi),在兩極板間有一正電荷(電量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn),如圖3-1-7所示,以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng),U表示電容器的電壓,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),將正極板移到圖中虛線所示的位置,則
[
]
A.U變小,E不變 B.E變大,W變大 C.U變小,W不變 D.U不變,W不變
3.一金屬球,原來(lái)不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN,如圖3-1-8所示,金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、EC,三者相比,則 [
]
A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
二、論述與計(jì)算
1.如圖3-1-9所示,a、b和c表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,某處由靜止釋放后,僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng).已知它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b的時(shí)候速率為V,則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面C時(shí)的速率為多大?
2.已知電子的質(zhì)量和電量分別為m、e,氫原子核外電子的軌道半徑為r.若認(rèn)為核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),庫(kù)侖力為其向心力,那么,氫的核外電子繞運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)環(huán)型電流的電流強(qiáng)度的大小是多大?
3.如圖3-1-10所示,某檢驗(yàn)電荷+q、質(zhì)量為m,在電場(chǎng)中受電場(chǎng)
從a至b速度方向轉(zhuǎn)過(guò)θ角.求a、b二點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向,a、b二點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab
4.在如圖3-1-11所示的電路中,電容器A的電容CA=30μF,電容器B的電容CB=10μF.在開(kāi)關(guān)S1、S2都是斷開(kāi)的情況下,分別給A、B充電,充電后,M點(diǎn)的電勢(shì)比N高5V,O點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)低5V.然后把S1、S2都接通,接通后M點(diǎn)的電勢(shì)與N點(diǎn)的電勢(shì)相比如何?
5.如圖3-1-12所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn),已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為UA=15V,UB=3V,UC=3V.由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)UD等于多少?
6.證明如圖3-1-13所示的電場(chǎng)線是不存在的.
附:靜電場(chǎng)規(guī)律概念部分知識(shí)結(jié)構(gòu) 1.靜電場(chǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)(1)電荷守恒定律.(2)庫(kù)侖定律.(3)電場(chǎng)疊加原理.
2.電場(chǎng)強(qiáng)度E(1)定義:電場(chǎng)中某點(diǎn)A的電場(chǎng)強(qiáng)度為電荷q在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力
(2)規(guī)定:正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的受力方向是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向.
(應(yīng)對(duì)靜電場(chǎng)中的五種電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布熟悉,能根據(jù)電場(chǎng)線的分布說(shuō)出電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的情況.)
(4)場(chǎng)強(qiáng)的疊加
在電場(chǎng)中,任意一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是電場(chǎng)中所有電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的共同貢獻(xiàn).按平行四邊形定則進(jìn)行矢量的疊加.
3.電勢(shì)、電勢(shì)差
(1)定義:靜電場(chǎng)中某點(diǎn)A的電勢(shì)為電荷q在A點(diǎn)所受具有的電
A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)之差:UAB=UA-UB; A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力所做的
(2)規(guī)定:以無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn).電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,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.電荷電勢(shì)能的變化量大小與電場(chǎng)力做功的數(shù)值相等.
(由于平等板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的邊界是一定的,所以其電勢(shì)能零點(diǎn)是根據(jù)具體情況規(guī)定的.)
(3)描述:等勢(shì)面.應(yīng)對(duì)靜電場(chǎng)中的五種電場(chǎng)的等勢(shì)面分布了解,能根據(jù)等勢(shì)面的分布大致說(shuō)出電場(chǎng)中電勢(shì)的情況.
4.場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的關(guān)系
(1)沿場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的方向.電場(chǎng)中,電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直并從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面.
dAB是A、B兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離.
第二篇:專(zhuān)題·靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)課·教案_4
專(zhuān)題·靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)課·教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面要求.
加深理解電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能、電容等重點(diǎn)概念. 2.在熟練掌握上述概念的基礎(chǔ)上,能夠分析和解決一些物理問(wèn)題.
3.通過(guò)復(fù)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生歸納知識(shí)和進(jìn)一步運(yùn)用知識(shí)的能力,學(xué)習(xí)一定的研究問(wèn)題的科學(xué)方法.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
概念的綜合性運(yùn)用.
三、教具
投影片(或小黑板).
四、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
(一)引入新課 1.提問(wèn):
靜電場(chǎng)一章中的概念有哪些?它們?nèi)绾伪硎觯克鼈冎g有什么聯(lián)系? 2.歸納上述內(nèi)容.如下表(見(jiàn)投影片).
適當(dāng)講述后,應(yīng)著重講清每個(gè)概念的物理含義以及概念間的聯(lián)系和區(qū)別.(二)主要教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1.靜電場(chǎng)特性的研究.
研究方法(一).用電場(chǎng)強(qiáng)度E(矢量).
從力的角度研究電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E是電場(chǎng)本身的一種特性,與檢驗(yàn)電荷存在與否無(wú)關(guān).E是矢量.要區(qū)別公式E=F/q(定義式)、E=kQ/r2(點(diǎn)電荷電場(chǎng))、E=U/d(勻強(qiáng)電場(chǎng))的物理意義和適用范圍.E既然是矢量,那么如何比較電場(chǎng)中任兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呢?
啟發(fā)學(xué)生用多種方法判斷.然后將學(xué)生回答內(nèi)容歸納.可能方法有:(1)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法. ①根據(jù)定義式E=F/q; ②點(diǎn)電荷電場(chǎng),E=kQ/r2;
③勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)處處相等,且滿(mǎn)足E=U/d; ④電場(chǎng)線密(疏)處場(chǎng)強(qiáng)大(小).(2)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的方法.
①正電荷所受電場(chǎng)力的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向; ②電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向;
③電勢(shì)降低最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向.是非題(投影片)(由學(xué)生口答并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由):(A)若將放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q改為-q,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向與原來(lái)相反.(×)(B)若取走放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)榱悖?×)
(C)無(wú)論什么電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)的方向總是由高電勢(shì)面指向低電勢(shì)面.(√)(D)已知 A、B為某一電場(chǎng)線(直線)上的兩點(diǎn),由此可知,A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,但EA和EB的大小無(wú)法比較.(√)(E)沿電場(chǎng)線方向,場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越小.(×)(F)若電荷q在A處受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)時(shí)大,則A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大.(√)(G)電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)線的方向,就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向.(×)研究方法(二):用電勢(shì)U(標(biāo)量).
從能的角度研究電場(chǎng),電勢(shì)U是電場(chǎng)本身的一種特性,與檢驗(yàn)電荷存在與否無(wú)關(guān).U是標(biāo)量.規(guī)定:無(wú)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)差的值是絕對(duì)的.實(shí)例:在+Q(-Q)的電場(chǎng)中,U>0(<0). 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(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零.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.實(shí)例:+q在+Q(-Q)的電場(chǎng)中,εP>0(<0);-q在+Q(-Q)的電場(chǎng)中,εP<0(>0).
提出的問(wèn)題:
(1)如何判斷電勢(shì)的高低?
啟發(fā)學(xué)生用多種方法判斷.然后將學(xué)生回答內(nèi)容歸納可能方法有:
①根據(jù)電勢(shì)的定義式U=W/q,將+q從無(wú)窮遠(yuǎn)處移至+Q電場(chǎng)中的某點(diǎn),外力克服電場(chǎng)力做功越多,則該點(diǎn)的電勢(shì)越高;
②將q、εP帶符號(hào)代入U(xiǎn)=εP/q計(jì)算,若U>0(<0),則電勢(shì)變高(低); ③根據(jù)電場(chǎng)線方向,順(逆)著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低(高); ④根據(jù)電勢(shì)差,若UAB>0(<O),則UA>UB(UA<UB); ⑤根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向,場(chǎng)強(qiáng)方向即為電勢(shì)降低最快的方向.(2)怎樣比較電勢(shì)能的多少?
啟發(fā)學(xué)生用多種方法判斷,將學(xué)生回答歸納,可能方法有:
①可根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷,若電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做正(負(fù))功,則電勢(shì)能減少(增加); ②將q、U帶符號(hào)代入εP=qU計(jì)算,若εP>0(<0),則電勢(shì)能增加(減少).
判斷題(投影片)現(xiàn)將一個(gè)正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn),電場(chǎng)力做功為6.0×10-7J.將另一個(gè)等量的負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為-8×10-7J,則正確的結(jié)果是 [
]
啟發(fā)學(xué)生分析:首先,從電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷該電場(chǎng)的性質(zhì)及其方向;然后,從電勢(shì)的物理意義確定M、N點(diǎn)的位置,可得正確答案為C.
判斷題(投影片).
1.以下說(shuō)法中至少有一個(gè)是正確的 [
].
A.將一電荷勻速地從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移至B點(diǎn),外力所做的功等于該電荷電勢(shì)能的變化量.
B.電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷的電勢(shì)能一定減小,但電荷的動(dòng)能不一定減?。?C.把兩個(gè)異號(hào)電荷靠近時(shí),電荷電勢(shì)能增大.
D.若電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零,則同一點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能必定相同.
2.如圖1所示,在點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中有一個(gè)帶電粒子通過(guò),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,虛線表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面,則
[
].
A.等勢(shì)面電勢(shì)UA<UB,粒子動(dòng)能EKA>EKB B.等勢(shì)面電勢(shì)UA>UB,粒子動(dòng)能EKA>EKB C.等勢(shì)面電勢(shì)UA>UB,粒子動(dòng)能EKA<EKB D.等勢(shì)面電勢(shì)UA<UB,粒子動(dòng)能EKA<EKB
啟發(fā)學(xué)生分析、討論,應(yīng)使每個(gè)問(wèn)題的回答,有一定的理論依據(jù),其中答案:1.A、B、D,2.A. 2.靜電場(chǎng)的應(yīng)用舉例.
請(qǐng)學(xué)生舉例,然后歸納,最后重點(diǎn)討論以下內(nèi)容:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題;(2)帶電粒子在電場(chǎng)中的非平衡問(wèn)題;(3)電容器. 師生共同分析討論:(1)平衡問(wèn)題.
注意:共點(diǎn)力平衡條件; 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件.
例題(投影片)用兩根輕質(zhì)細(xì)線把兩個(gè)質(zhì)量未知的帶電小球懸掛起來(lái),a球帶電+q,b球帶電-2q,且兩球間的庫(kù)侖力小于b球受的重力,即兩根線都處于豎直繃緊狀態(tài).若突然增加一個(gè)如圖2中所示的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),待最后平衡時(shí),表示平衡狀態(tài)的圖可能是
[
].
分析及解答:
先要求學(xué)生回答.對(duì)a、b單獨(dú)分析有時(shí)易錯(cuò).可啟發(fā),a和b組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,進(jìn)行分析最為簡(jiǎn)捷.正確答案應(yīng)選D.圖3為D狀態(tài)時(shí)的受力圖,以示驗(yàn)證.其余留課后驗(yàn)證.
(2)非平衡問(wèn)題. 例題(投影片).
把一個(gè)帶正電荷q的小球用細(xì)線懸掛在兩塊面積很大的豎直平行板間的O點(diǎn).小球質(zhì)量m=2g,懸線長(zhǎng)L=6cm,兩板間距離d=8cm.當(dāng)兩板間加上U=2×103V的電壓時(shí),小球自懸線水平的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng).到達(dá)O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)時(shí)的速度剛好為零.如圖4所示.以后一直在A、B 間來(lái)回?cái)[動(dòng).(取g=10m/s2.)
求:
(1)小球所帶的電量.
(2)擺動(dòng)過(guò)程中小球的最大速度.
分析及解答:首先留給學(xué)生一定時(shí)間分析思考;然后可組織學(xué)生互相討論啟發(fā),以尋找解答本題的初步思路;最后由教師歸納學(xué)生的多種思路,進(jìn)行合理評(píng)價(jià),提出正確方案.
(1)取小球作研究對(duì)象.重力mg豎直向下,電場(chǎng)力Eq水平向左,繩的拉力T.
當(dāng)小球由A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力mg對(duì)小球做正功mgL,電場(chǎng)力Eq對(duì)小球做負(fù)功-EqL,拉力T隨時(shí)變化,但因拉力T與運(yùn)動(dòng)方向垂直,故不做功.因此,小球做變速運(yùn)動(dòng).起初于A點(diǎn)時(shí)速度為零,到達(dá)B點(diǎn)速度又是為零.
根據(jù)動(dòng)能定理∑W=△EK有
mg L-Eq L=0.
聯(lián)立兩式可得
(2)設(shè)在下落角為θ的C點(diǎn)處小球速度達(dá)最大值v,如圖5(a)所示.因在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,張力為變力,但此張力對(duì)小球所做的功恒等于零,故采用功能定理時(shí)可不考慮張力.
對(duì)小球自A至C的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理,有
當(dāng)mv2/2達(dá)極大值時(shí),左式也達(dá)極大值.如圖5(b)所示,在△MNO中,代入*式,則其左式變?yōu)?/p>
顯然,當(dāng)θ+φ=π/2時(shí),左式達(dá)極大值,即∠NMO=θ=tan-1(mg/qE),代入數(shù)據(jù),得θ=π/4;再代入*式解得
v≈0.7m/s.
引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題與平衡問(wèn)題的解題思路與方法. 為此,請(qǐng)看下例(投影片).
一場(chǎng)強(qiáng)E大小未知的水平勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E隨時(shí)間t變化的情況如圖6所示.t=0時(shí),一正離子在未知電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)2t1時(shí)間,正離子剛好回到最初t=0時(shí)的位置,此時(shí)它的動(dòng)能為E,求在0~t和t1~2t1兩段時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)力對(duì)正離子做的功各是多少?
解:處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的再一條思路是:從沖量的觀點(diǎn)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)量定理的知識(shí),求解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.
把上述思路用于本題,在0~t1時(shí)間內(nèi),設(shè)正離子的質(zhì)量為m,受到的電場(chǎng)力大小為F1,發(fā)生的位移大小為s,所達(dá)到的速度大小為v1,在這段時(shí)間t1內(nèi),電場(chǎng)力F1對(duì)正離子做正功,同時(shí)對(duì)正離子施以了沖量,據(jù)動(dòng)能定理和動(dòng)量定理分別有
在t1~2t2時(shí)間內(nèi),設(shè)正離子受到的電場(chǎng)力大小為F2,回到最初位置時(shí)速度的大小為v2,在這段時(shí)間內(nèi),正離子的位移為-s,與它受到的電場(chǎng)力F2方向相同,故電場(chǎng)力F2對(duì)正離子仍做正功,同時(shí)對(duì)正離子也施以了沖量.同理有
由①②③④⑤式解得:F2=3F1,(F1+F2)s=E,據(jù)此兩段時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)正離子做的功分別為
從本題還可看出,在運(yùn)用沖量的觀點(diǎn)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí),往往需要同時(shí)運(yùn)用能量的觀點(diǎn),即同時(shí)運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理求解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,對(duì)于這一運(yùn)用特點(diǎn)和思路要注意領(lǐng)會(huì)和掌握.
(3)平行板電容器
在單個(gè)平行板電容器的問(wèn)題中,有一些不僅是涉及電容定義式和決定式綜合運(yùn)用的內(nèi)容,而且還要涉及對(duì)兩板間電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)、電荷的電勢(shì)能分析比較的內(nèi)容,分析處理這類(lèi)電容器問(wèn)題的思路要點(diǎn)是:
①先分析電容器的不變量.這里所說(shuō)的不變量是指:若電容器的兩板始終接在電源的正負(fù)極上,加在電容器兩板間的電壓U則是不變的;若電容器充電后與電源分離,電容器所帶的電量Q則是不變的.
電壓U的變化(當(dāng)Q不變時(shí)).
E的變化,分析P點(diǎn)電勢(shì)時(shí),先分析P點(diǎn)與接地極板間電勢(shì)差UPO=Ed'(d'為P點(diǎn)到接地極板的距離)的變化,若P點(diǎn)電勢(shì)高于零電勢(shì),再由UPO=UP-UO分析P點(diǎn)電勢(shì)UP的變化;若P點(diǎn)電勢(shì)低于零電勢(shì),則由UPO=UO-UP分析P點(diǎn)電勢(shì)UP的變化.(請(qǐng)看投影片)如圖7,平行板電容器充電后與電源分離,上板帶負(fù)電,下板帶正電且與大地相接,在兩板間固定著一個(gè)負(fù)電荷(電量很小),現(xiàn)將電容器兩板水平錯(cuò)開(kāi)一段距離(兩板間距保持不變),則
[
].
A.電容器兩板間電壓變大 B.電容器兩板間的場(chǎng)強(qiáng)變大 C.負(fù)電荷所在處的電勢(shì)升高 D.負(fù)電荷的電勢(shì)能變大
先組織討論,然后歸納,根據(jù)上述思路,本題中電容器所帶的電量Q不變,當(dāng)電容器兩板水平錯(cuò)開(kāi)時(shí),兩極板的正對(duì)面積S減?。挥呻娙輿Q定式判知,電容器的電容C變小,再由電容定義式判知,電容器兩板
由“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低”判知,負(fù)電荷所在處的電勢(shì)低于零電勢(shì),故負(fù)電荷所在處的電勢(shì)Uq=-Ed',式中d'為負(fù)電荷所在處到電容器下板(即電勢(shì)零點(diǎn))的距離.由此式可判知,隨著兩板間場(chǎng)強(qiáng)E的變大,負(fù)電荷所在處的電勢(shì)降低,再由“負(fù)電荷放于電勢(shì)低處比放于電勢(shì)高處電勢(shì)能大”判知,該負(fù)電荷的電勢(shì)能變大.
綜上可知選項(xiàng)A、B、D正確.
通過(guò)以上問(wèn)題的分析、討論,使學(xué)生基本能夠搞清楚幾個(gè)主要表達(dá)式之間的關(guān)系.為了進(jìn)一步說(shuō)明電容器的電容與相關(guān)量的變化規(guī)律,還可提出以下問(wèn)題.打出下一個(gè)投影片.
如圖8所示,當(dāng)平行板電容器帶電后,靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度.若不改變A、B兩極板帶的電量而減少兩極板間的距離,同時(shí)在兩極板間插入電介質(zhì),那么靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度
[
].
A.一定減小 B.一定增大 C.一定不變 D.可能不變
首先,組織學(xué)生討論: ①靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一定角度; ②不改變A、B板帶電量; ③減少兩板間距離; ④在兩板間插入電介質(zhì).
以上內(nèi)容,各表達(dá)了哪些物理量的變化情況?它們之間是如何影響的? 學(xué)生通過(guò)思考,列方程、討論分析結(jié)果,會(huì)找出答案,選A. 將上述內(nèi)容歸納后看投影片.
如圖9所示,把電容為C的電容器接在電壓為U的電路中,討論在下列情況下,電容器的電容、帶電量和電勢(shì)差的變化.
(1)接通S,使電容器的兩極板間距離減為原來(lái)的一半.
(2)S接通后再斷開(kāi),使電容器兩極板的正對(duì)面積減為原來(lái)的一半.
首先,請(qǐng)同學(xué)思考,然后同桌互相交流啟發(fā),最后找兩個(gè)學(xué)生將討論過(guò)程及結(jié)果寫(xiě)在黑板上.(1)U不變.由C∝1/d,且d'=d/2,故C'=2C.由C∝Q知,Q'=2Q.(2)Q不變.由C∝S,且S'=S/2,故C'=C/2.由C∝1/U知,U'=2U. 最后做課堂小結(jié).
五、教學(xué)說(shuō)明
1.本次復(fù)習(xí)內(nèi)容,只是做了重點(diǎn)復(fù)習(xí).內(nèi)容較多,也有一定難度,建議可用兩課時(shí)完成,學(xué)生基礎(chǔ)較好,可安排一定量的補(bǔ)充練習(xí).
第三篇:靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)學(xué)案
靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)學(xué)案
一、電荷及其守恒定律
1物體帶電的實(shí)質(zhì)是__________的得失。得到_______的物體帶____電荷,失去_______到的物體帶____電荷。
2使物體帶電的方式有_____________,______________,_______________。
3摩擦起電是使相互摩擦的兩個(gè)物體________帶上了__________、_________電荷。物體帶電種類(lèi)具有_________。摩擦起電適用于_________體。4兩個(gè)完全相同的小球相互接觸后,總電荷量_________。
5靜電感應(yīng)是指:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間的相互_______或_________,導(dǎo)體中的_________便會(huì)靠近或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶_________電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶_________電荷,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。結(jié)果使得:導(dǎo)體兩端________帶上了__________、_________電荷。
6當(dāng)導(dǎo)體與地連接時(shí),此時(shí)近端_______,遠(yuǎn)端變?yōu)開(kāi)______。與地連接的方式有1_______2_______。
7電荷既不能_______,也不能_______,只能從一個(gè)物體_______到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分_______到物體的另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的_______保持不變,這個(gè)結(jié)論叫電荷守恒定律。
電荷守恒定律也常常表述為:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的_______總是保持不變的。
二、庫(kù)侖定律
1.庫(kù)侖定律
(1)_______中的兩個(gè)_______的_______之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比,作用力的方向在他們的連線上。電荷之間的相互作用力稱(chēng)之為靜電力或庫(kù)倫力。計(jì)算公式為_(kāi)_____________。
(2)當(dāng)帶電體的距離比他們的自身大小大得多以至于帶電體的形狀、大小、電荷的分布狀況對(duì)它們之間的相互作用力的影響可以_______時(shí),這樣的帶電體可以看做帶電的點(diǎn),叫_______。類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),也是一種_______的模型。
2三電荷在同一直線上達(dá)到平衡的條件是:兩_____夾_____,兩_____夾_____。
三、電場(chǎng)的力的性質(zhì)
1試探電荷的條件是:一_______________,二_______________。2.電場(chǎng)強(qiáng)度
(1)定義:放入電場(chǎng)中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的_________跟它的_________的比值,叫該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
(2)公式:_________此公式適用于__________電場(chǎng)。
(3)方向:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,規(guī)定某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟_______在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。與_______在電場(chǎng)中受的靜電力的方向相反。2.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)
(1)公式:______ 此公式適用于______________電場(chǎng),其中Q為_(kāi)______。(2)以點(diǎn)電荷為中心,r為半徑做一球面,則球面上的個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度______相同______不同。3.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加
如果場(chǎng)源電荷不只是一個(gè)點(diǎn)電荷,則電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷_______時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。4.電場(chǎng)線
(1)電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條的_______的曲線,曲線上每點(diǎn)的切線方向,表示該點(diǎn)的_______的方向,電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線,而是為了描述電場(chǎng)而_______的線。(2)電場(chǎng)線的特點(diǎn)
電場(chǎng)線從_______或從_______處出發(fā),終止于_______或_______;電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不_______;電場(chǎng)線在沒(méi)有電荷的地方不_______;導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面_______;在同一電場(chǎng)里,電場(chǎng)線越密的地方_______;勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是均勻的______________線。
(3)電場(chǎng)線與運(yùn)動(dòng)軌跡重合的條件是:一電場(chǎng)線_______,二初速度為_(kāi)______或初速度的方向沿_______,三物體只受_______或還受其他力,但其他力的和力______________。
(4)等量同種點(diǎn)電荷連線上電場(chǎng)的特點(diǎn)是______________,中垂線上電場(chǎng)的特點(diǎn)是_______。
等量異種點(diǎn)電荷連線上電場(chǎng)的特點(diǎn)是______________,中垂線上電場(chǎng)的特點(diǎn)是_______。
四、電勢(shì)能和電勢(shì) 1.電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)
電場(chǎng)力做功與________無(wú)關(guān),只與_____________________有關(guān)。2電勢(shì)能:電荷在電場(chǎng)中具有的能,叫做電勢(shì)能。電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)能的大小,等于_______把它從_____點(diǎn)移動(dòng)到_______位置時(shí)所做的功。電勢(shì)能的大小具有_______性,與_______有關(guān)。3電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系:電場(chǎng)力做_______功,電勢(shì)能_______;電場(chǎng)力做_______功,電勢(shì)能_______;公式WAB____________________。3.電勢(shì)(1)電勢(shì)是表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量,某點(diǎn)電勢(shì)等于電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能與它的電荷量的比值。
2)公式:__________(與試探電荷無(wú)關(guān))計(jì)算時(shí)應(yīng)注意:____________________。(3)電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系:沿著電場(chǎng)線電勢(shì)__________。
(4)零電勢(shì)位置的規(guī)定:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的數(shù)值與__________的選擇有關(guān),大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)默認(rèn)為零。
電勢(shì)能和電勢(shì)都是______量,只有_______,沒(méi)有________。但有__________。3.等勢(shì)面
(1)定義:電場(chǎng)中電勢(shì)__________的點(diǎn)構(gòu)成的面。
(2)特點(diǎn):一是在同一等勢(shì)面上的各點(diǎn)__________相等,所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力__________;二是電場(chǎng)線一定跟等勢(shì)面__________,并且由電勢(shì)__________等勢(shì)面指向電勢(shì)__________等勢(shì)面。三是在電場(chǎng)線密集的地方,等差等勢(shì)面__________,在電場(chǎng)線稀疏的地方,等差等勢(shì)面__________。四是不同的等勢(shì)面永不_______。
(3)等量________點(diǎn)電荷電場(chǎng)中關(guān)于中垂線對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的電勢(shì)相等,等量_______點(diǎn)電荷電場(chǎng)中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)相等且為零(設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn))。
五、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
1電勢(shì)差是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值。公式UAB__________,UBA__________,__________ 2電勢(shì)差與靜電力做功的關(guān)系:WAB____________________,UAB__________ 使用以上公式時(shí)應(yīng)注意____________________ 3電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為_(kāi)________________,此公式只適用于__________。其中d指_______________________。
4電勢(shì)降落最快的方向?yàn)開(kāi)_________________,但電勢(shì)降落的方向不一定沿著____________。5在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿著任一條直線,電勢(shì)的降落都是____________。
六、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用
1靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征
(1)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)___________,指的是___________和___________的合場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)__________。(2)導(dǎo)體表面的電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面___________,在導(dǎo)體表面移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力___________。(3)靜電平衡狀態(tài)下,導(dǎo)體是個(gè)___________,其表面是個(gè)___________ 2靜電平衡時(shí),導(dǎo)體上的電荷分布為:一導(dǎo)體內(nèi)部____________電荷只分布在__________。二在導(dǎo)體表面越_________的位置,電荷的密度越__________,__________的位置幾乎沒(méi)有電荷。3靜電屏蔽,把一個(gè)電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里,即使殼外有電場(chǎng),由于靜電感應(yīng),殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)___________,外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)的儀器__________產(chǎn)生影響。金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽。4注意,當(dāng)金屬殼未接地時(shí),金屬殼只能屏蔽_______對(duì)_______的影響,當(dāng)金屬殼接地時(shí),金屬殼既能屏蔽_______對(duì)_______的影響,又能屏蔽_______對(duì)_______的影響。
5當(dāng)一帶電小球與一金屬殼的內(nèi)表面接觸時(shí),此時(shí),帶電小球被看作___________的一部分,電荷全部分布在______________,這時(shí)原來(lái)的帶電小球_______。七電容器的電容
1.電容器:任何兩個(gè)彼此_______又____________的導(dǎo)體都可以看成是一個(gè)電容器。(最簡(jiǎn)單的電容器是平行板電容器,金屬板稱(chēng)為電容器的兩個(gè)_______,絕緣物質(zhì)稱(chēng)為_(kāi)______)
2.電容器充電的方式為:______________,充電時(shí)電流_______由流向_______,充電結(jié)束后,兩極板分別帶上了______________,電荷分布在相對(duì)的兩極板的_______側(cè)。兩極板間的電壓為_(kāi)_________。兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng):___________充電實(shí)質(zhì)上是___________的過(guò)程。
3電容器放電的方式為:______________,放電時(shí)電流_______由流向_______,放電時(shí),兩極板上的電荷相互_______。放電實(shí)質(zhì)上是___________的過(guò)程。
4.電容:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值
表達(dá)式:_____________,此公式適用于_____________,其中Q指_____________ 5.平行板電容器電容公式:_____________,此公式適用于_____________。6.若平行板電容器的電壓恒定時(shí),Q=___________,E=___________ 7.若平行板電容器的電荷量恒定時(shí),U=___________,E=___________ 8注意:在電容器中插入金屬板(金屬導(dǎo)體)或玻璃(絕緣體)都會(huì)引起C發(fā)生變化,但改變電容的原因不一:插入玻璃(絕緣體)會(huì)使電容器中的__________變大,致使C_____;插入厚度為L(zhǎng)的金屬板,由于靜電感應(yīng),金屬板內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度__________,由U=__________,得,金屬板上下表面間沒(méi)有電勢(shì)降,因此電容器兩極板間的距離不再是d,而是d-L。所以插入金屬板,相當(dāng)于通過(guò)__________距離,而使電容器的電容C__________。
八、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.加速:____________________,若初速度為零,末速度V=__________。
2.偏轉(zhuǎn):當(dāng)帶點(diǎn)粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),若平行板的長(zhǎng)度為L(zhǎng),寬度為d。那么:
粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間_________ 粒子在y方向獲得的速度_________ 粒子在y方向的位移__________________ 粒子的偏轉(zhuǎn)角:tanθ=________________ 若加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2,粒子在y方向的位移___________,粒子的偏轉(zhuǎn)角:tanθ=____________。
3.初速度為_(kāi)______的不同的帶電粒子經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)的加速和同一電場(chǎng)的的偏轉(zhuǎn)后,帶電粒子在電場(chǎng)中的____________和____________總相同。
4.示波器的核心部件是示波管,示波管的結(jié)構(gòu)大致分為三部分:___________、___________、___________。
第四篇:高三物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題教案
高二物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)(魯教版)
【本講教育信息】
一.教學(xué)內(nèi)容:
電學(xué)實(shí)驗(yàn)(2)
二.半偏法測(cè)電阻:
1.電路:
2.測(cè)量值: 1)Rv測(cè)?R1
2)Rg測(cè)?R1
3.真實(shí)值:
1)中:
RV?RR21??RV?R21??E?RV?IV?RV?R21?R22?r??RV?R21 ?(RV?R1)?R21??RV?R1?R21I?E?(RV?R1)?V?2?(RV?R1)R21?R?r22??RV?R1?R21經(jīng)復(fù)雜計(jì)算可得:
RV?R1?R21?(R22?r)?R1???RV測(cè)
R21?R22?r即:測(cè)量值偏大 誤差根源:
R21,R22與r的電阻影響 RV?R1?R21?(R22?r)
R21?(R22?r)11?R21R22?r減小誤差的方法: ?R1?1
減小R21,R22的阻值,但不能無(wú)限制減少,當(dāng)R22?0時(shí),僅剩R21與r分E,此時(shí)誤差最小。
2)中:
E?I??gR?R?rg2??R1?Rg? ?IR?R11g?g??E??2R1?RgRg??R2?rR1?Rg??經(jīng)復(fù)雜計(jì)算得: 方法一:Rg? R1?(R2?r)
(R2?r)?R1R1?R1?R測(cè) R11?R2?r?
即測(cè)量值偏小
誤差根源:R2的電阻值 減小誤差方法:增大R2的阻值
討論:R2阻值增大,導(dǎo)致電路電流減小,為使得電流為Ig,需增大電源的E。方法二:
RgR1??Rg
Rg1?R2即:測(cè)量值偏小
分析:要減少誤差應(yīng)增加R2,其它分析同方法一。方法三: 誤差=
Rg?R1Rg?IgE?Rg IgRgE的比值,由于IgRg為定值,只好增大E,此處與方法一、二 即:要減小誤差需減少的分析是統(tǒng)一的。
三.改裝電表:
(一)改裝電表的算法:
1.電流表改裝成電壓表
(1)原理:利用串聯(lián)電阻的分壓作用。(2)分壓電阻的計(jì)算:設(shè)電流表滿(mǎn)偏電流為Ig,內(nèi)阻為Rg,滿(mǎn)偏電壓為Ug,利用串聯(lián)電阻的分壓作用,可將電流表串一電阻R串使電流表改裝成電壓表,設(shè)電壓表量程為U,則Ig?UgRg?U?UgR串,分壓電阻R串?U?UgUgRg?(U?1)Rg。Ug
2.電流表擴(kuò)大量程
(1)原理:利用并聯(lián)電阻的分流作用。(2)分流電阻的計(jì)算:將電流的量程擴(kuò)大到I,要并聯(lián)的電阻為R并,由并聯(lián)電路電壓相等有,IgRg?(I?Ig)R并,R并?
(二)校對(duì)方法:
1.電路:
IgRgI?Ig。
2.計(jì)算:
|標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)?改裝表示數(shù)|?100%
標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù) 對(duì)改裝電表的影響:
(三)半偏法
1)中:R測(cè)?Rg ①對(duì)的影響
由R串?(V?1)Rg知 Vg所串入電阻偏大,導(dǎo)致電路電流偏小,②對(duì)由R并?的影響
示數(shù)偏小,即讀數(shù)偏小。
IgRgI?Ig知
所并入電阻偏大,分流偏小,2)中:R測(cè)?Rg ①對(duì)的影響:
示數(shù)偏大,即讀數(shù)偏大。
由R串?(V?1)Rg知 Vg示數(shù)偏大,即
讀數(shù)偏大。所串入電阻偏小,導(dǎo)致電路電流偏大,②對(duì)由R并?的影響:
IgRgI?Ig知
所并入電阻偏小,分流偏大,示數(shù)偏小,即讀數(shù)偏大。
【典型例題】
例1.如果兩個(gè)電流表的滿(mǎn)偏電流均為Ig?3mA,內(nèi)阻Rg?100?,欲將其改裝成量程分別為3V和15V的電壓表,則:
(1)分別串聯(lián)的電阻R1和R2為多大?
(2)將改裝后的電壓表串聯(lián)后測(cè)電路中電阻的電壓時(shí),指針的偏角?1和?2有何關(guān)系,示數(shù)U1和U2有何關(guān)系? 解題方略:
(1)Ug?IgRg?3?10?3?100?0.3V
改裝成3V應(yīng)串電阻
R1?U?UgIg?3?0.3??900? ?33?10 R2?U?UgIg?15?0.3??4900? ?33?10(2)將兩只電壓表串聯(lián)后測(cè)電壓,即如圖所示連接,因流過(guò)表頭的電流相同,故偏角而電壓表內(nèi)阻RV1、RV2有關(guān)系,RV1/RV2?1/5,故電壓表示數(shù)之比也為U1:U2=1:?1??2,5。
評(píng)點(diǎn):電流表改裝成電壓表的問(wèn)題要注意串聯(lián)電阻電壓的分配關(guān)系,同時(shí)注意電壓表的電壓到量程時(shí),表頭內(nèi)的電流就到滿(mǎn)偏。
例2.(2001年全國(guó)高考題)下圖中E為電源,其電動(dòng)勢(shì)為E,R1為滑線變阻器,R2為電阻箱,A為電流表,用此電路,經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得A的內(nèi)阻RA;①閉合K1,斷開(kāi)K2,調(diào)節(jié)R1,使電流表讀數(shù)等于其量程I0;②保持R1不變,閉合K2,調(diào)節(jié)R2,使電流表讀數(shù)等于I0,然后讀出R2的值,取RA?R2。2
(1)按上圖所示電路在下圖所給出的實(shí)物圖中畫(huà)出連接導(dǎo)線。
(2)真實(shí)值與測(cè)得值之差除以真實(shí)值叫做測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差,即
RA?R2。試導(dǎo)出它RA與電源電動(dòng)勢(shì)E、電流表量程I0及電流表內(nèi)阻RA的關(guān)系式。(3)若I0?10mA,真實(shí)值RA約為30Ω,要想使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差不大于5%,電源電動(dòng)勢(shì)最小應(yīng)為多少伏?
解題方略:首先題中給出了實(shí)驗(yàn)電路圖,讓連接實(shí)物圖,只要正確識(shí)別各元件的結(jié)構(gòu),找出兩圖中符號(hào)與實(shí)物元件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,連接相應(yīng)的導(dǎo)線即完成連接,第二要求相對(duì)誤差,就要理解什么是相對(duì)誤差,還需要弄清本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因,閉合K1,斷開(kāi)K2時(shí),電流表讀數(shù)I0?E;保持R1不變,閉合K2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)電流表讀數(shù)等于I0/2時(shí),題中R1?RA取RA?R2,即認(rèn)為R2中電流也為I0/2,總電流仍為I0,實(shí)際上,當(dāng)R2與RA并聯(lián)后,閉合電路的總電阻減小了,總電流I?I0,R2中電流大于I0/2,所以R2將小于RA,這就造成本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量值R2小于實(shí)際值RA,產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)誤差,只要我們利用兩個(gè)步驟的電路,用閉合電路歐姆定律,找出R2與RA的實(shí)際關(guān)系,問(wèn)題就解決了。答案:(1)連線如下圖所示
(2)由閉合電路歐姆定律對(duì)步驟①有
E?I0
R1?RA對(duì)步驟②有
IR2E??0
R?R2RA?R22R1?ARA?R2解得RA?R2I0?RA
RAEI0RA10?10?3?30I0?V?6V,(3)由(2)所得及題中要求,可知RA?5%因此,E?0.050.05E故電源電動(dòng)勢(shì)的最小值為6V。
例3.如圖所示,將一個(gè)改裝的電流表接入電路和進(jìn)行校準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)待測(cè)表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大一些,如表頭G的Ig是準(zhǔn)確的,出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的()
A.Rg的測(cè)量值比真實(shí)值偏大 B.Rg的測(cè)量值比真實(shí)值偏小
'C.所并聯(lián)的R并比公式R并?IgRgI?IgIgRgI?Ig'計(jì)算出的R并偏小
'D.所并聯(lián)的R并比公式R并?'計(jì)算出的R并偏大
解題方略:待測(cè)表的讀數(shù)偏大,表明通過(guò)待測(cè)表的G的電流比標(biāo)準(zhǔn)表的G的電流強(qiáng)度大,使G的指針偏轉(zhuǎn)較大,反映了R并支路分去的電流太少,即R并太大,由并聯(lián)電路Ug?U并,有IgRg?(I?Ig)R并,所以R并?IgRgI?Ig,在Ig與I準(zhǔn)確時(shí),R并的阻值偏大或偏小,直接反映了Rg的測(cè)量比真實(shí)值是偏大還是偏小,所以選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。
''同理,當(dāng)Rg為準(zhǔn)確的,則R并也相對(duì)準(zhǔn)確,由上述分析R并偏大,即R并?R并,此時(shí)通過(guò)G的電流大,待測(cè)表的指針偏轉(zhuǎn)就大,所以選項(xiàng)D正確。
答案:AD
【模擬試題】
1.如圖所示,一個(gè)電流表上裝有四個(gè)接頭A、B、C、D分別接到電流表G和兩個(gè)分流電阻R1和R2上,如果用一個(gè)銅片把B和C連接起來(lái),則電流表能夠量度的最大電流為1.5A,如果把A和B以及C和D分別用銅片連接起來(lái),則電流表能夠量度的最大電流為3A,已知R1?R2?R,求當(dāng)四個(gè)接頭不連結(jié)任何銅片時(shí),電流表所能量度的最大電流是_______A。
2.用標(biāo)準(zhǔn)安培表對(duì)改裝安培表
進(jìn)行校準(zhǔn),如圖所示電路,要求從10mA校準(zhǔn)到50mA,已知電源電動(dòng)勢(shì)2V,內(nèi)阻不計(jì),則定值電阻R2阻值應(yīng)是____________Ω,電阻R2的額定功率P2為_(kāi)_________W,滑動(dòng)變阻器R1阻值變化范圍是_________Ω。
3.有一個(gè)電壓表,量程已知,內(nèi)阻為RV。另有一電池(電動(dòng)勢(shì)未知,但不超過(guò)電壓表的量程,內(nèi)阻可忽略),請(qǐng)用這只電壓表和電池,再用一個(gè)電鍵和一些連接用的導(dǎo)線,設(shè)計(jì)測(cè)量某一高值電阻Rx的實(shí)驗(yàn)方法(已知Rx的值與RV相差不大)(1)在矩形框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)量步驟和需記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)出高值電阻Rx的計(jì)算式。
4.某電壓表的內(nèi)阻在20kΩ~50kΩ之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用器材:待測(cè)電壓表(量程3V),電流表
(量程200μA),電流表
(量程5mA),電流表(量程0.6A),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值1kΩ),電源E(電動(dòng)勢(shì)4V),電鍵K。
(1)所提供的電流表中,應(yīng)選用___________(填寫(xiě)字母代號(hào))。
(2)為了盡量減小誤差,要求測(cè)量多組數(shù)據(jù),試在下圖中畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖(其中電源和電鍵及其連線已畫(huà)出)。
5.從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表有盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)出多組數(shù)據(jù)。
器材(代號(hào))電流表(電流表(電壓表(電阻R1 電池(E)電鍵(S)導(dǎo)線若干)))規(guī)格 量程10mA,內(nèi)阻r1待測(cè)(約40Ω)量程500μA,內(nèi)阻r2=750Ω 量程10V,內(nèi)阻r3=10kΩ 阻值約100Ω,作保護(hù)電阻用 總阻值約50Ω 電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻很小 的內(nèi)阻r1,要求方法簡(jiǎn)捷,滑動(dòng)變阻器R2
(1)在虛線方框中畫(huà)出電路圖,標(biāo)明所用器材的代號(hào)。
(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算r1,則所用的表達(dá)式為r1=_____________,式中各符號(hào)的意義是:__________________。
試題答案
1.1A
2.40
0.1
0~160
3.(1)如圖
(2)Rx?U1?U2RV U2
4.(1)
(2)如圖
5.(1)如圖
(2)I2r2
I1表示通過(guò)電流表I1的電流,I2表示通過(guò)電流表的電流,r2表示電流表 的內(nèi)阻。
第五篇:靜電場(chǎng)全章復(fù)習(xí)課件
元電荷e =1.6×10-19C三種起電方式兩種電荷電荷守恒起電過(guò)程就是電子得失的過(guò)程庫(kù)侖定律KQ1Q2K=9.0 ×109N m2/c2F?。r2適用條件:真空中,點(diǎn)電荷靜電場(chǎng)力的性質(zhì)定義:E=F/Q,方向規(guī)定為正電荷的受力方向;電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)電荷電場(chǎng):E=KQ/r2;勻強(qiáng)電場(chǎng):E=U/d對(duì)電場(chǎng)的描述:切線表示方向,疏密表示強(qiáng)弱電場(chǎng)線電場(chǎng)線的特點(diǎn):由正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止幾種常見(jiàn)的電場(chǎng)線例題 靜電場(chǎng)電勢(shì):φA= φAo=W Ao/q對(duì)電場(chǎng)的描述;電勢(shì)處處相等,但場(chǎng)強(qiáng)不一定相等等勢(shì)面:等勢(shì)面特點(diǎn)與電場(chǎng)線垂直能的電勢(shì)差UAB= φA–φB = W AB/q性質(zhì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系W AB =qUAB電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系:W AB =EA-EB電荷在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),示波器軌跡:拋物線,類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)垂直電場(chǎng)線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律:沿電場(chǎng)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)電容:C=電容器εS平行板電容器的電容:C=4πkd。Q?Q=?U。U4.電勢(shì)差(電壓)?AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB在數(shù)值上等于將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)電場(chǎng)力所作的功WAB與檢驗(yàn)電荷電量q的比值(1)(2)UABWAB?qUAB=?A-?BUAB可以是正值(UA>UB),也可以是負(fù)值(UA<UB)。把電荷q從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),顯然電場(chǎng)力做功WAB=q(UA-UB)?qUAB。Ep?Wp?0電勢(shì)能電功W1?2?E1?E2?p?EpqEp?qUp?1??2?U12電勢(shì)W12U12?qW12?qU12電勢(shì)差U12??1??25.等勢(shì)面:等勢(shì)面是電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。?電荷沿等勢(shì)面移動(dòng),電勢(shì)能不變化,電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面一定和電場(chǎng)線垂直,電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向。電場(chǎng)線本身不能相交,等勢(shì)面本身也不能相交。點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一族球面;勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面是與電場(chǎng)線垂直的一族平行平面。說(shuō)明:電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沒(méi)有必然對(duì)應(yīng)的關(guān)系。?例如,電勢(shì)為零的地方電場(chǎng)強(qiáng)度可以不為零(電勢(shì)為零的地方可任意選取);?電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)可以不為零(如兩個(gè)帶同種等電量的點(diǎn)電荷,其連線的中點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)卻不為零)。?電場(chǎng)強(qiáng)度恒定的區(qū)域電勢(shì)有高低不同(如勻強(qiáng)電場(chǎng));?等勢(shì)面上的各點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度可以不相同(如點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面上,各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同)。2.經(jīng)常遇到的三個(gè)問(wèn)題?(1).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。?3.帶電粒子在電場(chǎng)中加速或減速的問(wèn)題,多應(yīng)用動(dòng)能定理、能量守恒定律求解。?4.帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題,如帶電粒子穿過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題,多應(yīng)用牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)合成知識(shí)求解。?(1).加速度?(2).側(cè)向速度?(3).偏向角?(4).側(cè)向位移?? qUa?mdqULvy?mdv0qULtg??2mdv0qUL2y?22mdv0Lytg?或tg??(5).側(cè)向位移與偏向角L22q2U2L2?Ek?(6).增加的動(dòng)能22md2v0y?