第一篇：靜電場1-3節(jié)
靜電場1-3節(jié)
C．Q1是負(fù)電荷，Q2是正電荷，且| Q1| 7．帶電量分別為q和－q的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強(qiáng)大小E與x關(guān)系的是圖（）1.關(guān)于摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電，下列說法錯誤的是（）．．A．這是三種不同的起電方式 B．這三種方式都創(chuàng)造了電荷 C．這三種起電方式的實(shí)質(zhì)是一樣的，都是電子的轉(zhuǎn)移 D．這三種方式都符合電荷守恒定律 2．在真空中，兩個等量異種點(diǎn)電荷電荷量數(shù)值均為q，相距為r，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處放一帶電量為Q的正電荷，該電荷受庫侖力大小為（） A.0 B． C． D． 3.某同學(xué)為了探究影響電荷間相互作用力的因素，進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn): M是一個帶正電的物體，把系在絲線上的帶正電的輕質(zhì)小球先后掛在P1、P2、P3位置, 發(fā)現(xiàn)絲線偏離豎直方向的角度逐漸變小.這個實(shí)驗(yàn)說明電荷之間的作用力（）A.隨著電荷量的增大而增大 B.與兩電荷量的乘積成正比 C.隨著電荷間距離的增大而減小 D.與電荷間距離的平方成反比 4．如圖所示，A、B是兩個帶有絕緣支架的相互接觸的金屬球，它們原來 均不帶電。現(xiàn)使帶負(fù)電的橡膠棒C靠近A（C與A不接觸），然后先將 A、B分開，再將C移走。關(guān)于A、B的帶電情況，下列判斷正確的是 A．A帶正電，B帶負(fù)電 B．A帶負(fù)電，B帶正電 C．A、B均不帶電 D．A、B均帶正電 5．關(guān)于點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E＝KQ/r的幾種不同的理解，正確的是（） A．在點(diǎn)電荷Q的電場中，某點(diǎn)的場強(qiáng)大小與Q成正比，與r2成反比 B．當(dāng)r趨近0時，E趨近無窮大 C．點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，各點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定是背向點(diǎn)電荷Q D．以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上各處的場強(qiáng)相同 6．如圖所示，a、b是兩個點(diǎn)電荷，它們的電量分別為Q1，Q2，MN是ab連線的中垂線，P是中垂線上的一點(diǎn)，下列情況中能使P點(diǎn)場強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)的是（）A．Q1、Q2都是正電荷，且Q1>Q2 B．Q1是正電荷，Q2是負(fù)電荷，且Q1>|Q2| 8．如圖所示，真空中 點(diǎn)處固定一點(diǎn)電荷，同時在點(diǎn)通過絕緣 細(xì)線懸掛一帶電荷量為質(zhì)量為的小球，開始時細(xì)線與小球處在 水平位置且靜止，釋放后小球擺到最低點(diǎn)時，細(xì)線的拉力為，則電荷 在最低點(diǎn) 處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為（） A.B． C． D． 9．如圖所示，在真空中有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷 +Q和-Q。直線MN是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，O是 兩點(diǎn)電荷連線與直線MN的交點(diǎn)。a、b是兩點(diǎn)電荷 連線上關(guān)于O的對稱點(diǎn)，c、d是直線MN上的兩個點(diǎn)。下列說法中正確的是（） A．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由d，所受電場力先增大后減小 B．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大 C．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先增大后減小 D．a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)；將一檢驗(yàn)電荷沿MN由c移動到d，所受電場力先減小后增大 10．如圖所示是電場中某區(qū)域的電場線分布，a、b是電場中的兩點(diǎn)，則（） A.a 點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大 B.電荷在a 點(diǎn)受到電場力方向必定與場強(qiáng)方向一致 c移動到 C.同一點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)受到的電場力比放在b點(diǎn)時受到電場力小 D.正電荷放在a點(diǎn)靜止釋放，在電場力作用下運(yùn)動的軌跡與電場線一致 11.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場中，靜止時懸線 向左與豎直方向成θ角，重力加速度為g． ① 判斷小球帶何種電荷． ② 求電場強(qiáng)度E． ③ 若在某時刻將細(xì)線突然剪斷，求：經(jīng)過t時間小球的速度v 12.如圖所示，在絕緣的光滑水平面上有A、B兩個點(diǎn)電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，電荷量都是q，它們之間的距離為d。為使兩電荷在電場力作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，必須在水平方向加一個勻強(qiáng)電場。求：兩電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)時，A、B連線的中點(diǎn)處場強(qiáng)大小和方向．（已知靜電力常數(shù)為k） 13．兩根長均為L的絕緣細(xì)線下端各懸掛質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，帶電量分別為+q和―q。若加上水平向左的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場后，使連接AB的長也為L的絕緣細(xì)線繃緊，且兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E應(yīng)滿足什么條件？ 14.如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為，q2與q3之間的距離為，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。 （1）如果q2為正電荷，則q1為 電荷，q3為 電荷。 （2）證明：q1、q2、q3三者電荷量大小之比q1 ：q2 ：q3＝ ：1 ： 第七章、靜 電 場 一、兩個基本物理量（場強(qiáng)和電勢） 1、電場強(qiáng)度 ⑴、試驗(yàn)電荷在電場中不同點(diǎn)所受電場力的大小、方向都可能不同；而在同一點(diǎn)，電場力的大小與試驗(yàn)電荷電量成正比，若試驗(yàn)電荷異號，則所 受電場力的方向相反。我們就用F qF來表示電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，用 q E表示，即E? 對電場強(qiáng)度的理解： ①反映電場本身性質(zhì)，與所放電荷無關(guān)。 ②E的大小為單位電荷在該點(diǎn)所受電場力,E的方向?yàn)檎姾伤茈妶隽?的方向。 ③單位為N/C或V/m ④電場中空間各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向都相同稱為勻強(qiáng)電場 ⑵、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度 以點(diǎn)電荷Q所在處為原點(diǎn)O,任取一點(diǎn)P(場點(diǎn)),點(diǎn)O到點(diǎn)P的位矢為r,把試 驗(yàn)電荷q放在P點(diǎn),有庫侖定律可知,所受電場力為： E?F1Q? 2q4??0r⑶常見電場公式 無限大均勻帶電板附近電場： E??2?0 2、電勢 ⑴、電場中給定的電勢能的大小除與電場本身的性質(zhì)有關(guān)外，還與檢驗(yàn)電荷 有關(guān)，而比值Eqpa0則與電荷的大小和正負(fù)無關(guān)，它反映了靜電場中某給 定點(diǎn)的性質(zhì)。為此我們用一個物理量-電勢來反映這個性質(zhì)。即V?⑵、對電勢的幾點(diǎn)說明 ①單位為伏特V ②通常選取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢零點(diǎn)，則有: V?Eqp 0Eqp??E?dr p?0 即P點(diǎn)的電勢等于場強(qiáng)沿任意路徑從P點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)處的線積分。⑶常見電勢公式 點(diǎn)電荷電勢分布：V? 半徑為R的均勻帶點(diǎn)球面電勢分布：V?q4??0Rq4??0rq4??0r ?0?r?R? ?r?R? V?二、四定理 1、場強(qiáng)疊加定理 點(diǎn)電荷系所激發(fā)的電場中某點(diǎn)處的電場強(qiáng)度等于各個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時對 該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的矢量和。即 E?E1?E2?...?En 2、電勢疊加定理 V1、V2...Vn 分別為各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時在P點(diǎn)的電勢點(diǎn)電荷系 的電場中，某點(diǎn)的電勢等于各點(diǎn)電荷單獨(dú) 存在時在該點(diǎn)電勢的代數(shù)和。 3、高斯定理 在真空中的靜電場內(nèi)，通過任意封閉曲面的電通量等于該閉合曲面包圍的所 有電荷的代數(shù)和除以?0 說明： ①高斯定理是反映靜電場性質(zhì)的一條基本定理。 ②通過任意閉合曲面的電通量只取決于它所包圍的電荷的代數(shù)和。 ③高斯定理中所說的閉合曲面，通常稱為高斯面。 三、靜電平衡 1、靜電平衡 當(dāng)一帶電體系中的電荷靜止不動，從而電場分布不隨時間變化時，帶電 體系即達(dá)到了靜電平衡。說明： ①導(dǎo)體的特點(diǎn)是體內(nèi)存在自由電荷。在電場作用下，自由電荷可以移動，從而改變電荷分布；而電荷分布的改變又影響到電場分布。 ②均勻?qū)w的靜電平衡條件：體內(nèi)場強(qiáng)處處為零。③導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面。 ④導(dǎo)體外靠近其表面的地方場強(qiáng)處處與表面垂直。 2、靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布 在達(dá)到靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部處處沒有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表 面。說明： ①在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體表面之外附近空間的場強(qiáng)E與該處導(dǎo)體表面 的面電荷密度?的關(guān)系為：E??? 0③表面曲率的影響（孤立導(dǎo)體）表面曲率較大的地方（突出尖銳），?較 大；曲率較小的地方（較平坦），?較小 3、導(dǎo)體殼 ①腔內(nèi)無帶電體 當(dāng)導(dǎo)體殼內(nèi)沒有其他帶電體時，在靜電平衡下，導(dǎo)體殼的內(nèi)表面上處處 沒有電荷，電荷只能分布在外表面；空腔內(nèi)沒有電場 ②腔內(nèi)有帶電體 當(dāng)導(dǎo)體殼腔內(nèi)有其他帶電體時，在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體殼的內(nèi)表面所 帶電荷與腔內(nèi)電荷的代數(shù)和為0 ③靜電屏蔽 封閉導(dǎo)體殼（不論接地與否）內(nèi)部的電場不受外電場的影響； 接地封閉導(dǎo)體殼（或金屬絲網(wǎng)）外部的場不受殼內(nèi)電荷的影響。 四、電通量、電容及電場中的能量計(jì)算 1、電通量 取電場中任一面元ds，通過此面元的電場線條數(shù)即定義為通過這一面元的電 通量 d? ①通過任意曲面的電通量為：?e??d?e??E?ds s②對封閉曲面來說，?e??E?ds s 并且，對于封閉曲面，取其外法線矢量為正方向，即穿入為負(fù)、穿出為正。 2、電容 ①使導(dǎo)體每升高單位電勢所需要的電量 ②單位：法拉F、?F、pF ③電容C是與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)的一個常數(shù)，與q、V無關(guān) 3、電容器 兩個帶有等量異號電荷的導(dǎo)體所組成的系統(tǒng)。說明： ①電容器的電容與兩導(dǎo)體的尺寸、形狀、相對位置有關(guān) ②通常在電容器兩金屬極板間夾有一層電介質(zhì)，也可以就是空氣或真空。 電介質(zhì)會影響電容器的電容。 ③平行板電容器C??0Sd ④球形電容器 C? 4、靜電場中的能量 ?q??1?1? ?4????RARB?12①電容器的電能為：We?CU 21②能量密度(單位體積內(nèi)的電場能量)為:We??2E2 五、靜電場中的電介質(zhì) 電介質(zhì)即絕緣體。電介質(zhì)內(nèi)沒有可以自由移動的電荷。在電場作用下，電介質(zhì)中的電荷只能在分子范圍內(nèi)移動 1、電介質(zhì)的極化 ①在電場中，電介質(zhì)表面上出現(xiàn)電荷分布，由于這些電荷仍束縛在每個分 子中，故稱之為束縛電荷或極化電荷。 ②無極分子：分子正負(fù)電荷中心重合； 有極分子：分子正負(fù)電荷中心不重合。 2、極化強(qiáng)度矢量 電偶極子排列的有序程度反映了介質(zhì)被極化的程度，排列得越有序說明被 極化得越厲害。 ①量度了電介質(zhì)極化狀態(tài)（極化程度、極化方向） ②單位：C/m 3、電解質(zhì)極化規(guī)律 ①對于大多數(shù)各向同性介質(zhì)，有：P???0E 其中?為極化率，與電介 質(zhì)的種類有關(guān) 4、有電介質(zhì)時的高斯定理 定義?r?1??為相對電容率，???r?0為電容率，定義D??E??r?0E為 電位移矢量，有：?D?ds??q ss02 六、應(yīng)用 1、尖端放電：導(dǎo)體尖端附近的電場特別強(qiáng)，使空氣分子電離，產(chǎn)生放電現(xiàn) 象。 2、負(fù)離子發(fā)生器 3、靜電噴藥 4、靜電除塵 5、靜電復(fù)印 6、壓電晶體振蕩器 7、電聲換能器 靜電場復(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物體________帶上了__________、_________電荷。物體帶電種類具有_________。摩擦起電適用于_________體。4兩個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)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間的相互_______或_________，導(dǎo)體中的_________便會靠近或遠(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，此時近端_______，遠(yuǎn)端變?yōu)開______。與地連接的方式有1_______2_______。 7電荷既不能_______，也不能_______，只能從一個物體_______到另一個物體，或者從物體的一部分_______到物體的另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的_______保持不變，這個結(jié)論叫電荷守恒定律。 電荷守恒定律也常常表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的_______總是保持不變的。 二、庫侖定律 1．庫侖定律 （1）_______中的兩個_______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之為靜電力或庫倫力。計(jì)算公式為______________。 （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、電荷的分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以_______時，這樣的帶電體可以看做帶電的點(diǎn)，叫_______。類似于力學(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、電場的力的性質(zhì) 1試探電荷的條件是：一_______________，二_______________。2．電場強(qiáng)度 （1）定義：放入電場中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的_________跟它的_________的比值，叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。 （2）公式：_________此公式適用于__________電場。 （3）方向：電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟_______在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。與_______在電場中受的靜電力的方向相反。2．點(diǎn)電荷的電場 （1）公式：______ 此公式適用于______________電場，其中Q為_______。（2）以點(diǎn)電荷為中心，r為半徑做一球面，則球面上的個點(diǎn)的電場強(qiáng)度______相同______不同。3．電場強(qiáng)度的疊加 如果場源電荷不只是一個點(diǎn)電荷，則電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷_______時在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。4．電場線 （1）電場線是畫在電場中的一條條的_______的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向，表示該點(diǎn)的_______的方向，電場線不是實(shí)際存在的線，而是為了描述電場而_______的線。（2）電場線的特點(diǎn) 電場線從_______或從_______處出發(fā)，終止于_______或_______；電場線在電場中不_______；電場線在沒有電荷的地方不_______；導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面_______；在同一電場里，電場線越密的地方_______；勻強(qiáng)電場的電場線是均勻的______________線。 （3）電場線與運(yùn)動軌跡重合的條件是：一電場線_______，二初速度為_______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)電荷連線上電場的特點(diǎn)是______________，中垂線上電場的特點(diǎn)是_______。 等量異種點(diǎn)電荷連線上電場的特點(diǎn)是______________，中垂線上電場的特點(diǎn)是_______。 四、電勢能和電勢 1．電場力做功的特點(diǎn) 電場力做功與________無關(guān)，只與_____________________有關(guān)。2電勢能：電荷在電場中具有的能，叫做電勢能。電荷在電場中某點(diǎn)電勢能的大小，等于_______把它從_____點(diǎn)移動到_______位置時所做的功。電勢能的大小具有_______性，與_______有關(guān)。3電場力做功與電勢能的關(guān)系：電場力做_______功，電勢能_______；電場力做_______功，電勢能_______；公式WAB____________________。3．電勢（1）電勢是表征電場性質(zhì)的重要物理量，某點(diǎn)電勢等于電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值。 2）公式：__________（與試探電荷無關(guān)）計(jì)算時應(yīng)注意：____________________。（3）電勢與電場線的關(guān)系：沿著電場線電勢__________。 （4）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與__________的選擇有關(guān)，大地或無窮遠(yuǎn)處的電勢默認(rèn)為零。 電勢能和電勢都是______量，只有_______，沒有________。但有__________。3．等勢面 （1）定義：電場中電勢__________的點(diǎn)構(gòu)成的面。 （2）特點(diǎn)：一是在同一等勢面上的各點(diǎn)__________相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力__________；二是電場線一定跟等勢面__________，并且由電勢__________等勢面指向電勢__________等勢面。三是在電場線密集的地方，等差等勢面__________，在電場線稀疏的地方，等差等勢面__________。四是不同的等勢面永不_______。 （3）等量________點(diǎn)電荷電場中關(guān)于中垂線對稱點(diǎn)的電勢相等，等量_______點(diǎn)電荷電場中垂線上各點(diǎn)的電勢相等且為零（設(shè)無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)）。 五、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 1電勢差是指電場中兩點(diǎn)間電勢的差值。公式UAB__________，UBA__________，__________ 2電勢差與靜電力做功的關(guān)系：WAB____________________，UAB__________ 使用以上公式時應(yīng)注意____________________ 3電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系為_________________，此公式只適用于__________。其中d指_______________________。 4電勢降落最快的方向?yàn)開_________________，但電勢降落的方向不一定沿著____________。5在勻強(qiáng)電場中沿著任一條直線，電勢的降落都是____________。 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)部場強(qiáng)___________，指的是___________和___________的合場強(qiáng)為___________。（2）導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面___________，在導(dǎo)體表面移動電荷，電場力___________。（3）靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體是個___________，其表面是個___________ 2靜電平衡時，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__________，__________的位置幾乎沒有電荷。3靜電屏蔽，把一個電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里，即使殼外有電場，由于靜電感應(yīng)，殼內(nèi)場強(qiáng)___________，外電場對殼內(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，金屬殼只能屏蔽_______對_______的影響，當(dāng)金屬殼接地時，金屬殼既能屏蔽_______對_______的影響，又能屏蔽_______對_______的影響。 5當(dāng)一帶電小球與一金屬殼的內(nèi)表面接觸時，此時，帶電小球被看作___________的一部分，電荷全部分布在______________，這時原來的帶電小球_______。七電容器的電容 1．電容器：任何兩個彼此_______又____________的導(dǎo)體都可以看成是一個電容器。（最簡單的電容器是平行板電容器，金屬板稱為電容器的兩個_______，絕緣物質(zhì)稱為_______） 2.電容器充電的方式為：______________，充電時電流_______由流向_______，充電結(jié)束后，兩極板分別帶上了______________，電荷分布在相對的兩極板的_______側(cè)。兩極板間的電壓為__________。兩極板間的勻強(qiáng)電場：___________充電實(shí)質(zhì)上是___________的過程。 3電容器放電的方式為：______________，放電時電流_______由流向_______，放電時，兩極板上的電荷相互_______。放電實(shí)質(zhì)上是___________的過程。 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，Q=___________，E=___________ 7.若平行板電容器的電荷量恒定時，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）會使電容器中的__________變大，致使C_____；插入厚度為L的金屬板，由于靜電感應(yīng)，金屬板內(nèi)電場強(qiáng)度__________，由U=__________，得，金屬板上下表面間沒有電勢降，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__________距離，而使電容器的電容C__________。 八、帶電粒子在電場中的運(yùn)動 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)電場時，帶電粒子做類平拋運(yùn)動，若平行板的長度為L，寬度為d。那么： 粒子在電場中的運(yùn)動時間_________ 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U2，粒子在y方向的位移___________，粒子的偏轉(zhuǎn)角：tanθ=____________。 3.初速度為_______的不同的帶電粒子經(jīng)過同一電場的加速和同一電場的的偏轉(zhuǎn)后，帶電粒子在電場中的____________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：___________、___________、___________。 靜電場--知識點(diǎn) 一、庫倫定律與電荷守恒定律 1．庫侖定律 （1）真空中的兩個靜止的點(diǎn)電荷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。 （2）電荷之間的相互作用力稱之為靜電力或庫倫力。 （3）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、電荷的分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時，這樣的帶電體可以看做帶電的點(diǎn)，叫點(diǎn)電荷。類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，也時一種理想化的模型。2．電荷守恒定律 電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變，這個結(jié)論叫電荷守恒定律。 電荷守恒定律也常常表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的。 二、電場的力的性質(zhì) 1．電場強(qiáng)度 （1）定義：放入電場中的某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。該電場強(qiáng)度是由場源電荷產(chǎn)生的。 （2）公式：E?F q （3）方向：電場強(qiáng)度是矢量，規(guī)定某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。負(fù)電荷在電場中受的靜電力的方向跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向相反。2．點(diǎn)電荷的電場 （1）公式：E?KQ 2r（2）以點(diǎn)電荷為中心，r為半徑做一球面，則球面上的個點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，E的方向沿著半徑向里（負(fù)電荷）或向外（正電荷）3．電場強(qiáng)度的疊加 如果場源電荷不只是一個點(diǎn)電荷，則電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。4．電場線 （1）電場線是畫在電場中的一條條的由方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向，表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向，電場線不是實(shí)際存在的線，而是為了描述電場而假想的線。（2）電場線的特點(diǎn) 電場線從正電荷或從無限遠(yuǎn)處出發(fā)終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷；電場線在電場中不相交；在同一電場里，電場線越密的地方場強(qiáng)越大；勻強(qiáng)電場的電場線是均勻的平行且等距離的線。 三、電場的能的性質(zhì) 1．電勢能 電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān)，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。2．電勢 （1）電勢是表征電場性質(zhì)的重要物理量，通過研究電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值得出。 （2）公式：??EP（與試探電荷無關(guān)）q（3）電勢與電場線的關(guān)系：電勢順線降低。 （4）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點(diǎn)的電勢的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān)，大地或無窮遠(yuǎn)處的電勢默認(rèn)為零。3．等勢面 （1）定義：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。 （2）特點(diǎn)：一是在同一等勢面上的各點(diǎn)電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功二是電場線一定跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。4．電場力做功 （1）電場力做功與電荷電勢能變化的關(guān)系： 電場力對電荷做正功，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負(fù)功，電荷電勢能增加。電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。（2）電場力做功的特點(diǎn)： 電荷在電場中任意兩點(diǎn)間移動時，它的電勢能的變化量勢確定的，因而移動電荷做功的 值也勢確定的，所以，電場力移動電荷所做的功與移動的路徑無關(guān)，僅與始末位置的電勢差由關(guān)，這與重力做功十分相似。 四、電容器、電容 1．電容器 任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成是一個電容器。（最簡單的電容器是平行板電容器，金屬板稱為電容器的兩個極板，絕緣物質(zhì)稱為電介質(zhì)） 2．電容 （1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值 表達(dá)式：C?Q U（2）平行板電容器電容公式：C? 五、帶電粒子在電場中的運(yùn)動 1．加速：qu??S 4?Kd1122mv2?mv1 22L v2．偏轉(zhuǎn)：當(dāng)帶點(diǎn)粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場時，帶電粒子做類平拋運(yùn)動 粒子在電場中的運(yùn)動時間 t?粒子在y方向獲得的速度vy?qul mdv0qul2qul粒子在y方向的位移y?粒子的偏轉(zhuǎn)角：??arctan22mdv2mdv0 0 專題·靜電場復(fù)習(xí)課·教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識方面要求． 加深理解電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電勢能、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題． 3．通過復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生歸納知識和進(jìn)一步運(yùn)用知識的能力，學(xué)習(xí)一定的研究問題的科學(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)過程設(shè)計(jì) (一)引入新課 1．提問： 靜電場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(見投影片)． 適當(dāng)講述后，應(yīng)著重講清每個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)過程設(shè)計(jì) 1．靜電場特性的研究． 研究方法(一)．用電場強(qiáng)度E(矢量)． 從力的角度研究電場，電場強(qiáng)度E是電場本身的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(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)、E=U/d(勻強(qiáng)電場)的物理意義和適用范圍．E既然是矢量，那么如何比較電場中任兩點(diǎn)的場強(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，E=kQ/r2； ③勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)處處相等，且滿足E=U/d； ④電場線密(疏)處場強(qiáng)大(小)．(2)判斷電場強(qiáng)度方向的方法． ①正電荷所受電場力的方向即是該點(diǎn)的場強(qiáng)方向； ②電場線上每一點(diǎn)的切線方向即是該點(diǎn)的場強(qiáng)方向； ③電勢降低最快的方向就是場強(qiáng)的方向．是非題(投影片)(由學(xué)生口答并簡要說明理由)：(A)若將放在電場中某點(diǎn)的電荷q改為-q，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小不變，方向與原來相反．(×)(B)若取走放在電場中某點(diǎn)的電荷，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度變?yōu)榱悖?×) (C)無論什么電場，場強(qiáng)的方向總是由高電勢面指向低電勢面．(√)(D)已知 A、B為某一電場線(直線)上的兩點(diǎn)，由此可知，A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同，但EA和EB的大小無法比較．(√)(E)沿電場線方向，場強(qiáng)一定越來越?。?×)(F)若電荷q在A處受到的電場力比在B點(diǎn)時大，則A點(diǎn)電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大．(√)(G)電場中某點(diǎn)電場線的方向，就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場力的方向．(×)研究方法(二)：用電勢U(標(biāo)量)． 從能的角度研究電場，電勢U是電場本身的一種特性，與檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)．U是標(biāo)量．規(guī)定：無限遠(yuǎn)處的電勢為零．電勢的正負(fù)和大小是相對的，電勢差的值是絕對的．實(shí)例：在+Q(-Q)的電場中，U＞0(＜0)． 電勢能是電荷和電場所組成的系統(tǒng)共有的．規(guī)定：無限遠(yuǎn)處的電勢能為零．電勢能的正負(fù)和大小是相對的，電勢能的差值是絕對的．實(shí)例：+q在+Q(-Q)的電場中，εP＞0(＜0)；-q在+Q(-Q)的電場中，εP＜0(＞0)． 提出的問題： (1)如何判斷電勢的高低？ 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)電勢的定義式U=W/q，將+q從無窮遠(yuǎn)處移至+Q電場中的某點(diǎn)，外力克服電場力做功越多，則該點(diǎn)的電勢越高； ②將q、εP帶符號代入U=εP/q計(jì)算，若U＞0(＜0)，則電勢變高(低)； ③根據(jù)電場線方向，順(逆)著電場線方向，電勢越來越低(高)； ④根據(jù)電勢差，若UAB＞0(＜O)，則UA＞UB(UA＜UB)； ⑤根據(jù)場強(qiáng)方向，場強(qiáng)方向即為電勢降低最快的方向．(2)怎樣比較電勢能的多少？ 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)電場力做功的正負(fù)判斷，若電場力對移動電荷做正(負(fù))功，則電勢能減少(增加)； ②將q、U帶符號代入εP=qU計(jì)算，若εP＞0(＜0)，則電勢能增加(減少)． 判斷題(投影片)現(xiàn)將一個正電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場中M點(diǎn)，電場力做功為6.0×10-7J．將另一個等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場中N點(diǎn)，電場力做功為-8×10-7J，則正確的結(jié)果是 [ ] 啟發(fā)學(xué)生分析：首先，從電場力做功的正負(fù)判斷該電場的性質(zhì)及其方向；然后，從電勢的物理意義確定M、N點(diǎn)的位置，可得正確答案為C． 判斷題(投影片)． 1．以下說法中至少有一個是正確的 [ ]． A．將一電荷勻速地從電場中的A點(diǎn)移至B點(diǎn)，外力所做的功等于該電荷電勢能的變化量． B．電荷在電場中移動時，若電場力對電荷做正功，電荷的電勢能一定減小，但電荷的動能不一定減小． C．把兩個異號電荷靠近時，電荷電勢能增大． D．若電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差為零，則同一點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)所具有的電勢能必定相同． 2．如圖1所示，在點(diǎn)電荷+Q形成的電場中有一個帶電粒子通過，其運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示，虛線表示電場的兩個等勢面，則 [ ]． A．等勢面電勢UA＜UB，粒子動能EKA＞EKB B．等勢面電勢UA＞UB，粒子動能EKA＞EKB C．等勢面電勢UA＞UB，粒子動能EKA＜EKB D．等勢面電勢UA＜UB，粒子動能EKA＜EKB 啟發(fā)學(xué)生分析、討論，應(yīng)使每個問題的回答，有一定的理論依據(jù)，其中答案：1．A、B、D，2．A． 2．靜電場的應(yīng)用舉例． 請學(xué)生舉例，然后歸納，最后重點(diǎn)討論以下內(nèi)容：(1)帶電粒子在電場中的平衡問題；(2)帶電粒子在電場中的非平衡問題；(3)電容器． 師生共同分析討論：(1)平衡問題． 注意：共點(diǎn)力平衡條件； 有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件． 例題(投影片)用兩根輕質(zhì)細(xì)線把兩個質(zhì)量未知的帶電小球懸掛起來，a球帶電+q，b球帶電-2q，且兩球間的庫侖力小于b球受的重力，即兩根線都處于豎直繃緊狀態(tài)．若突然增加一個如圖2中所示的水平向左的勻強(qiáng)電場，待最后平衡時，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a、b單獨(dú)分析有時易錯．可啟發(fā)，a和b組成的系統(tǒng)為研究對象，進(jìn)行分析最為簡捷．正確答案應(yīng)選D．圖3為D狀態(tài)時的受力圖，以示驗(yàn)證．其余留課后驗(yàn)證． (2)非平衡問題． 例題(投影片)． 把一個帶正電荷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L=6cm，兩板間距離d=8cm．當(dāng)兩板間加上U=2×103V的電壓時，小球自懸線水平的A點(diǎn)由靜止開始向下運(yùn)動．到達(dá)O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)時的速度剛好為零．如圖4所示．以后一直在A、B 間來回?cái)[動．(取g=10m/s2．) 求： (1)小球所帶的電量． (2)擺動過程中小球的最大速度． 分析及解答：首先留給學(xué)生一定時間分析思考；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)行合理評價，提出正確方案． (1)取小球作研究對象．重力mg豎直向下，電場力Eq水平向左，繩的拉力T． 當(dāng)小球由A向B運(yùn)動過程中，重力mg對小球做正功mgL，電場力Eq對小球做負(fù)功-EqL，拉力T隨時變化，但因拉力T與運(yùn)動方向垂直，故不做功．因此，小球做變速運(yùn)動．起初于A點(diǎn)時速度為零，到達(dá)B點(diǎn)速度又是為零． 根據(jù)動能定理∑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)動過程中，張力為變力，但此張力對小球所做的功恒等于零，故采用功能定理時可不考慮張力． 對小球自A至C的過程運(yùn)用動能定理，有 當(dāng)mv2/2達(dá)極大值時，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，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)帶電粒子在電場中的平衡問題與平衡問題的解題思路與方法． 為此，請看下例(投影片)． 一場強(qiáng)E大小未知的水平勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E隨時間t變化的情況如圖6所示．t=0時，一正離子在未知電場中由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)2t1時間，正離子剛好回到最初t=0時的位置，此時它的動能為E，求在0～t和t1～2t1兩段時間內(nèi)，電場力對正離子做的功各是多少？ 解：處理帶電粒子在電場中運(yùn)動的再一條思路是：從沖量的觀點(diǎn)分析帶電粒子的運(yùn)動，運(yùn)用動量定理的知識，求解帶電粒子在電場中運(yùn)動的問題． 把上述思路用于本題，在0～t1時間內(nèi)，設(shè)正離子的質(zhì)量為m，受到的電場力大小為F1，發(fā)生的位移大小為s，所達(dá)到的速度大小為v1，在這段時間t1內(nèi)，電場力F1對正離子做正功，同時對正離子施以了沖量，據(jù)動能定理和動量定理分別有 在t1～2t2時間內(nèi)，設(shè)正離子受到的電場力大小為F2，回到最初位置時速度的大小為v2，在這段時間內(nèi)，正離子的位移為-s，與它受到的電場力F2方向相同，故電場力F2對正離子仍做正功，同時對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)此兩段時間內(nèi)電場力對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中的運(yùn)動時，往往需要同時運(yùn)用能量的觀點(diǎn)，即同時運(yùn)用動量定理和動能定理求解帶電粒子在電場中運(yùn)動的問題，對于這一運(yùn)用特點(diǎn)和思路要注意領(lǐng)會和掌握． (3)平行板電容器 在單個平行板電容器的問題中，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，而且還要涉及對兩板間電場中的場強(qiáng)、電勢、電荷的電勢能分析比較的內(nèi)容，分析處理這類電容器問題的思路要點(diǎn)是： ①先分析電容器的不變量．這里所說的不變量是指：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)． E的變化，分析P點(diǎn)電勢時，先分析P點(diǎn)與接地極板間電勢差UPO=Ed＇(d＇為P點(diǎn)到接地極板的距離)的變化，若P點(diǎn)電勢高于零電勢，再由UPO=UP-UO分析P點(diǎn)電勢UP的變化；若P點(diǎn)電勢低于零電勢，則由UPO=UO-UP分析P點(diǎn)電勢UP的變化．(請看投影片)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負(fù)電荷(電量很小)，現(xiàn)將電容器兩板水平錯開一段距離(兩板間距保持不變)，則 [ ]． A．電容器兩板間電壓變大 B．電容器兩板間的場強(qiáng)變大 C．負(fù)電荷所在處的電勢升高 D．負(fù)電荷的電勢能變大 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)電容器兩板水平錯開時，兩極板的正對面積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“沿電場線方向電勢降低”判知，負(fù)電荷所在處的電勢低于零電勢，故負(fù)電荷所在處的電勢Uq=-Ed＇，式中d＇為負(fù)電荷所在處到電容器下板(即電勢零點(diǎn))的距離．由此式可判知，隨著兩板間場強(qiáng)E的變大，負(fù)電荷所在處的電勢降低，再由“負(fù)電荷放于電勢低處比放于電勢高處電勢能大”判知，該負(fù)電荷的電勢能變大． 綜上可知選項(xiàng)A、B、D正確． 通過以上問題的分析、討論，使學(xué)生基本能夠搞清楚幾個主要表達(dá)式之間的關(guān)系．為了進(jìn)一步說明電容器的電容與相關(guān)量的變化規(guī)律，還可提出以下問題．打出下一個投影片． 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)生通過思考，列方程、討論分析結(jié)果，會找出答案，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、帶電量和電勢差的變化． (1)接通S，使電容器的兩極板間距離減為原來的一半． (2)S接通后再斷開，使電容器兩極板的正對面積減為原來的一半． 首先，請同學(xué)思考，然后同桌互相交流啟發(fā)，最后找兩個學(xué)生將討論過程及結(jié)果寫在黑板上．(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，建議可用兩課時完成，學(xué)生基礎(chǔ)較好，可安排一定量的補(bǔ)充練習(xí)．第二篇：大學(xué)物理靜電場總結(jié)
第三篇：靜電場復(fù)習(xí)學(xué)案
第四篇：高中物理靜電場知識點(diǎn)總結(jié)
第五篇：專題·靜電場復(fù)習(xí)課·教案_4
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