高中物理選修3-1知識點及典型例題

1、電荷及其守恒定律一、 學習目標1.知道兩種電荷及其相互作用，知道電量的概念。2.知道摩擦起電和感應起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開。3.知道電荷守恒定律。4.知道什么是元電荷。二、知識點說明1、電荷守恒定律和元電荷1.兩種電荷：(1)正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷；(2)負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷。2.電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。3.使物體帶電方法：(1)摩擦起電；(2)接觸帶電；(3)感應起電。4.摩擦起電：(1)本質：電荷的轉移；(2)原因：原子核對核外電子的束縛能力不同。(3)結果：兩個相互摩擦的物理帶上了等量異種電荷。5.自由電子：

2、金屬中，最外層電子脫離原子核束縛在金屬中自由活動的電子，失去電子的原子變成為了帶正電的離子。6.靜電感應：把電荷移近不帶電的異體，可以使導體帶電的現象。利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電。當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。7.電荷守恒定律：電荷既不會產生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變。(一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和保持不變)8.元電荷：(1)最小的電荷量，用e表示，單位：庫侖，簡稱

3、庫，符號用C表示。正電荷的電荷量為正值，負電荷的電荷量為負值。(2)比荷：電子的電荷量e與電子的質量之比，。注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。9.驗電器：(1)作用：檢驗物體是否帶電。(2)原理：同種電荷相互排斥。三、典型例題例1關于摩擦起電和感應起電的實質，下列說法正確的是：（ ）A.摩擦起電現象說明了機械能可以轉化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷B.摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉移到另一個物體C.感應起電說明電荷可以從物體的一個部分轉移到物體另一個部分D.感應起電說明電荷從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體上去了解析:摩擦起電的

4、實質是：當兩個物體相互摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶上負電，失去電子的物體帶上正電。即電荷在物體之間轉移。感應起電的實質是：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷之間的相互吸引或排斥，導致導體中的自由電荷趨向或遠離帶電體，使導體上靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離的一端帶同種電荷。即電荷在物體的不同部分之間轉移。由電荷守恒定律可知：電荷不可能被創(chuàng)造。答案:BC 例2絕緣細線上端固定，下端懸掛一個輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現在使a帶電，則：（ ）A.a、b之間不發(fā)生相互作用

5、B.b將吸引a，吸住后不放C.b立即把a排斥開D.b先吸引a，接觸后又把a排斥開解析：當a帶上電荷后，由于帶電體要吸引輕小物體，故a將吸引b。這種吸引是相互的，故可以觀察到a被b吸引過來。當它們相互接觸后，電荷從a轉移到b，它們就帶上了同種電荷，根據電荷間相互作用的規(guī)律，它們又將互相排斥。答案：D 例3如圖所示，將帶電棒移近兩個不帶電的導體球，兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是 （ ）A先把兩球分開，再移走棒B先移走棒，再把兩球分開C先將棒接觸一下其中的一個球，再把兩球分開D棒的帶電荷量不變，兩導體球不能帶電 解析：帶電棒移近導體球但不與導體球接觸，從而使導體

6、球上的電荷重新分布，甲球左側感應出正電荷，乙球右側感應出負電荷，此時分開甲、乙球，則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷，故A正確；如果先移走帶電棒，則甲、乙兩球上的電荷又恢復原狀，則兩球分開后不顯電性，故B錯；如果先將棒接觸一下其中的一球，則甲、乙兩球會同時帶上和棒同性的電荷，故C正確可以采用感應起電的方法使兩導體球帶電，而使棒的帶電荷量保持不變，故D錯誤。答案：AC 庫侖定理一、學習目標1掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量2會用庫侖定律的公式進行有關的計算。3知道庫侖扭秤的實驗原理二、知識點說明1.內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用，與它們

7、的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.靜電力(庫侖力)：靜止點電荷之間的相互作用力。3.點電荷：帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀大小以及電荷分布狀況可以忽略，這樣的帶電體就叫做點電荷，它是一種理想模型。4.計算公式：。k是比例系數，叫靜電力常量，r是電荷間的距離。單位:q的單位是庫侖(C)，力的單位是牛頓(N)，距離單位是米(m)，。微觀粒子間的萬有引力遠小于庫侖力，萬有引力可以忽略不計。5.方向：點電荷之間的庫侖力方向在兩者連線上。三、典型例題例1：如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上a和c帶正

8、電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b的小已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是( ) AF1 BF2CF3 DF4解析：選B.據“同電相斥、異電相引”規(guī)律，確定電荷c受到a和b的庫侖力方向，考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量，因此Fb大于Fa，Fb與Fa的合力只能為F2，故選項B正確。答案：B 例2：如圖所示，兩個質量均為 m 的完全相同的金屬球殼 a和b，其殼層的厚度和質量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離 l 為球半徑的3倍若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么關于a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達式正確的是( )

9、 AF引，F庫BF引，F庫CF引，F庫DF引，F庫解析：由于a、b 兩球所帶異種電荷相互吸引，使它們各自的電荷分布不均勻，即相互靠近的一側電荷分布較密集，又l3r，不滿足lr的要求，故不能將帶電球殼看成點電荷，所以不能應用庫侖定律，故F庫.雖然不滿足lr，但由于其殼層的厚度和質量分布均勻，兩球殼可看成質量集中于球心的質點，可以應用萬有引力定律，故F引。答案：D 3.質量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上，相鄰球間的距離均為L，A球帶電量10q；B球帶電量q。若在C球上加一個水平向右的恒力F，如圖7所示，要使三球能始終保持L的間距向右運動，問外力F為多大？C球帶電性質是什么？

10、 解析：由于A、B兩球都帶正電，它們互相排斥，C球必須對A、B都吸引，才能保證系統(tǒng)向右加速運動，故C球帶負電荷。以三球為整體，設系統(tǒng)加速度為a，則F3ma隔離A、B，由牛頓第二定律可知：對A：ma對B：ma聯立、得F。答案： 負電荷 電場強度一、學習目標1知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質形態(tài)。2理解電場強度的概念及其定義式，會根據電場強度的定義式進行有關的計算，知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的。3能根據庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關的計算。4知道電場的疊加原理，并應用這個原理進行簡單的計算。二、知識

11、點說明1.電場：(1)電場：電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質；電荷間通過電場相互作用。(2)電磁場：有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統(tǒng)一體的總稱。(3)靜電場：靜止電荷產生的磁場。2.電場強度：(1)試探電荷(檢驗電荷)：1內容：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的帶點小球；2條件：A電荷量和尺寸必須充分小；B對金屬球上的電荷分布不產生明顯影響。(2)場源電荷(源電荷)：激發(fā)電場的帶電小球所帶的電荷。(3)定義：放入電場中某點的電荷所受靜電力F跟它的電荷量比值，叫做該點的電場強度。(4)物理意義：1描述電場強弱的物理量；2描述電場的力的性質的物理量。3電場強度的大小取決與電場本身

12、，或者說取決于激發(fā)電場的電荷，與電場中的受力電荷無關。(5)定義式：。(F為電場對試探電荷的作用力，q為放入電場中某點的檢驗電荷(試探電荷)的電荷量)(6)單位：牛(頓)每庫(侖)，符號為；或者伏(特)每米，符號為；1=。(7)方向：電場強度是矢量；規(guī)定為放在該點的正電荷受到的靜電力方向；與正電荷受力方向相同，與負電荷受力方向相反。(8)適用條件：適用于一切電場。3.點電荷的電場以及電場強度的疊加。(1)點電荷的電場：1電場強度：。(只適用于點電荷；E是電場強度，k是靜電力常量，Q是點電荷的電量，r是源電荷與試探電荷的距離)2方向：如果以Q為中心作一球面，Q為正電荷，E方向沿半徑向外；Q為負電

13、荷，E方向沿半徑向外。(2)電場強度的疊加：電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和。4.電場力：。5.電場線：在電場中畫出一系列從正電荷或無窮遠處出發(fā)到負電荷或無窮遠處終止的曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，此曲線叫電場線。 電場線的特點： (1)電場線是起源于正電荷或無窮遠處，終止于負電荷或無窮遠處的有源線。 (2)電場線不閉合、不相交、不間斷的曲線。 (3)電場線的疏密反映電場的強弱，電場線密的地方場強大，電場線稀的地方場強小。 (4)電場線不表示電荷在電場中的運動軌跡，也不是客觀存在的曲線，而是人們?yōu)榱诵蜗笾庇^的描述電場而假想的曲線。 常見電場

14、的電場線電場電場線圖樣簡要描述正點電荷發(fā)散狀負點電荷會聚狀等量同號電荷相斥狀等量異號電荷相吸狀6.勻強電場：(1)定義：如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同，這個電場就叫做勻強電場。(2)特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線。(3)大?。?，U為兩點間電勢差，d為沿電場線方向的距離。(4) 物理意義：沿電場線方向單位長度的電勢降落，單位長度電壓越大，場強越大。例如，兩等大、正對且?guī)У攘慨惙N電荷的平行金屬板間的電場中，除邊緣附近外，就是勻強電場，如圖所示。 三、典型例題例1：下列說法正確的是（ ）A、 根據EF/q，可知，電場中某點的場強與電場力成正比B、 根據EkQ/r2 ，可知電場中

15、某點的場強與形成電場的點電荷的電荷量成正比C、 根據場強的疊加原理，可知合電場的場強一定大于分電場的場強D、 電場線就是點電荷在電場中的運動軌跡 解析：這個問題涉及到有關電場的基本概念。EF/q作為電場強度的定義式，給出了電場強度的一種測量方式或方法。而對于電場中的某一確定的點，放在該處的試探電荷的電荷量不同，電荷受到的電場力也不同，但電場力和電荷量的比值卻是不變的，即電場強度與電場力及試探電荷的電荷量無關，而由場源電荷及研究點在場中的位置決定。對于點電荷形成的電場，確定點的場強與形成電場的場源電荷的電量成正比。電場強度是矢量，合場強由平行四邊形法則確定，作為合場強的平行四邊形的對角線不一定比

16、作為分場強的平行四邊形的鄰邊長。只有當電場線是直線，帶電粒子只在電場力的作用下，電荷的初速度為零或初速度方向與電場線重合時，電荷的運動軌跡才會與電場線重合。答案：B 例2：如圖所示，以O為圓心，r為半徑的圓與坐標軸的交點分別為a、b、c、d，空間有與x軸正方向相同的勻強電場E，同時在O點固定一個電荷量為Q的點電荷，如果把一個帶電量為q的試探電荷放在c點，則恰好平衡，那么勻強電場的場強為多少？a、d兩點的實際場強為多少？解析：圖示空間有勻強電場和點電荷形成的電場，任何一點的場強都是兩個電場在該處場強的合場強。由帶電量為q的試探電荷在c處于平衡可得： 解得勻強電場的場強為：由正點電荷形成的電場場強

17、方向從圓心沿半徑方向向外。故在a點，點電荷場強方向沿x軸正方向；在d點，點電荷場強方向沿y軸的正方向。在a點，為兩個等大、同方向場強的合成，即 在b點，為兩個等大、互相垂直的場強的合成，即 例3：如圖所示，質量m2.010-3kg的帶電小球用絕緣細線豎直地懸掛于電場中，當小球的帶電量為q11.010-4C時，懸線中的張力為T11.510-2N，則小球所在處的場強為多大？當小球的帶電量為q21.010-4C時，懸線中的張力T2為多大？解析：小球的重力G=mg=2.010-2N由題意：繩子拉力T1=1.510-2NG故電場力F方向向上且有F+T1=G 得F=G-T1=510-3N小球處的場強E=當

18、q2=-1.010-4C時，電場力=F=510-3N，方向向下，此時繩中張力為T2=G+=2.510-2N。 電勢能和電勢一、 學習目標1.理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關系。2.理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質的物理量。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。了解電勢與電場線的關系，了解等勢面的意義及與電場線的關系。二、知識點說明1.電勢： 在電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差；也等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功，電勢記作，電勢是相對的，某點的電勢與零電勢點的選取有關，沿電場線的方向，電勢逐點降低。 說明：（1）

19、電勢的相對性。 （2）電勢是標量。電勢是只有大小、沒有方向的物理量，電勢的正負表示該點的電勢高于和低于零電勢。 2.電場力做功與電勢能變化的關系。 （1）電場力做功的特點 在電場中移動電荷時，電場力所做的功只與電荷的起止位置有關，與電荷經過的路徑無關，這一點與重力做功相同。 （2）電勢能 電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能，電勢能屬于電荷和電場系統(tǒng)所有。 （3）電場力做功與電勢能變化的關系 電場力的功與電勢能的數量關系 WAB=AB=。 電場力做正功時，電荷的電勢能減??；電場力做負功時，電荷的電勢能增加，電場力做了多少功，電荷的電勢能就變化多少，即=WAB=qUAB。3.等勢面的概念及特點 （1

20、）等勢面 電場中電勢相同的各點構成的曲面叫做等勢面。 （2）等勢面的特點 電場線與等勢面處處垂直，且總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面； 在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功； 處于靜電平衡的導體是一個等勢體，導體表面是一個等勢面； 導體表面的電場線與導體表面處處垂直。 （3）熟悉勻強電場、點電荷的電場、等量異種電荷的電場、等量同種點電荷的電場的等勢面的分布情況。 點電荷電場中的等勢面，是以電荷為球心的一簇球面； 等量同種點電荷電場中的等勢面，是兩簇對稱曲面 等量異種點電荷電場中的等勢面，是兩簇對稱曲面； 勻強電場中的等勢面，是垂直于電場線的一簇平面. 4.電勢與等勢面 （1）電勢是描述電

21、場中單個點的電場性質，而等勢面是描述電場中各點的電勢分布。 （2）電場線是為了描述電場而人為引入的一組假想線，但等勢面卻是實際存在的一些面，它從另一角度描述了電場。 （3）等勢面的性質 同一等勢面上任意兩點間的電勢差為零； 不同的等勢面一定不會相交或相切； 電場強度方向垂直等勢面且指向電勢降低的方向。5.比較電荷在電場中某兩點電勢能大小的方法 (1)場源電荷判斷法 離場源正電荷越近，試驗正電荷的電勢能越大，試驗負電荷的電勢能越小 離場源負電荷越近，試驗正電荷的電勢能越小，試驗負電荷的電勢能越大 (2)電場線法 正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減??；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大

22、 負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小 (3)做功判斷法 無論正、負電荷，電場力做正功，電荷從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方。6、電場中電勢高低的判斷和計算方法 (1)根據電場線方向判斷因沿電場線方向各點電勢總是越來越低，而逆著電場線方向電勢總是逐漸升高。 (2)根據等勢面的分布和數值，都畫在同一圖上，直接從圖上判定電勢高低。 (3)根據電場力做功公式判定當已知q和WAB時，由公式WAB=qUAB，則UAB=WAB/q判定。7、電勢能與電勢的關系 (1)電勢是反映

23、電場電勢能的性質的物理量還可以從能的角度定義電勢：電場中某點的電荷具有的電勢能跟它的電荷量的比值，叫做該點的電勢，即或者=q，某點的電勢與該點是否有電荷無關。 (2)正電荷在電勢為正值的地方電勢能為正值，在電勢為負值的地方電勢能為負值；負電荷在電勢為正的地方電勢能為負值，在電勢為負的地方電勢能為正值。 (3)電勢是由電場決定，電勢能是由電場和電荷共同決定的它們都是標量、相對量當零勢點確定以后，各點電勢有確定的值。由于存在兩種電荷，則在某一點不同種電荷的電勢能有的為正值，也有的為負值。 (4)在實際問題中，我們主要關心的是電場中兩點間的電勢差UAB和在這兩點間移動電荷時，電荷電勢能的改變量AB。

24、UAB和AB都與零電勢點的選擇無關，有關系式：AB=qUAB。8、電勢與場強的比較 (1)場強是反映電場力的性質，電勢是反映電場能的性質，它們都是由比值定義的物理量，因而它們都是由電場本身確定的，與該點放不放電荷無關。 (2)電場強度是矢量，電場確定后，各點的場強大小和方向都惟一地確定了。(即各點場強大小有確定的值) 電勢是標量，是相對量電場確定后，各點電勢的數值還可隨零電勢點的不同而改變。 (3)電場線都能描述它們，但又有所不同： 電場線的密度表示場強的大小，電場線上各點的切線方向表示場強的方向。 沿電場線的方向，電勢越來越低，但不能表示電勢的數值。 三、 典型例題例1：如圖所示，當帶電體A

25、靠近一個絕緣導體B時，由于靜電感應，B兩端感應出等量異種電荷。將B的左端接地，絕緣導體B帶何種電荷？解析：因為導體B處于正電荷所形成的電場中，而正電荷所形成的電場電勢處處為正，所以導體B的電勢是正的，UBU地；而負電荷在電場力的作用下總是從低電勢向高電勢運動，B左端接地，使地球中的負電荷（電子）沿電場線反方向進入高電勢B導體的右端與正電荷中和，所以B導體將帶負電荷。答案：B導體將帶負電荷 例2：如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負檢驗電荷在這個電場中的軌跡，若電荷是從a處運動到b處，以下判斷正確的是( )A電荷從a到b加速度減小Bb處電勢能大Cb處電勢高D電荷在b處速度小解析：由圖

26、可知b處的電場線比a處的電場線密，說明b處的場強大于a處的場強。根據牛頓第二定律，檢驗電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項錯。由圖可知，電荷做曲線運動，必受到不等于零的合外力，即Fe0，且Fe的方向應指向運動軌跡的凹向。因為檢驗電荷帶負電，所以電場線指向是從疏到密。再利用“電場線方向為電勢降低最快的方向”判斷a，b處電勢高低關系是UaUb，C選項不正確。根據檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于90，可知電場力對檢驗電荷做負功。功是能量變化的量度，可判斷由ab電勢能增加，B選項正確；又因電場力做功與路徑無關，系統(tǒng)的能量守恒，電勢能增加則動能減小，即速度減小，D選項正確。答案：D 例3：將

27、一電量為的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A, 電場力做功 ,求A點的電勢。解析：設場外一點P的電勢為從P 到A,電場力做的功答案：20V 電勢差一、學習目標1.理解電勢差的概念。2.會計算點電荷在電場力作用下，從電場中一點移動到另一點時電場力所做的功。二、知識點說明 1、電勢差：（又叫電壓）（1）定義：電荷q在電場力作用下由A點移到另一點B的過程中，電場力做的功WAB與電荷量q的比值，叫A、B兩點之間的電勢差UAB。（2）定義式：（3）單位：伏特，符號V，1V=1J/C（4）物理意義：電勢差的值即為電場力作用下兩點間移動一庫侖的正電荷電場力做的功。 說明：（1）定義式中，為q從初位置A移動

28、到末位置B電場力做的功，可為正值，也可為負值，q為電荷所帶的電量，正電荷取正值，負電荷取負值。 （2）電場中兩點的電勢差，由這兩點本身的初、末位置決定。與在這兩點間移動電荷的電量、電場力做功的大小無關。在確定的電場中，即使不放入電荷，任何兩點間的電勢差都有確定的值，不能認為與成正比，與q成反比。只是可以利用、q來計算A、B兩點電勢差。 （3）公式適用于任何電場。2.電勢與電勢差的比較：（1）電勢差是電場中兩點間的電勢的差值， 。（2）電場中某一點的電勢的大小，與選取的參考點有關；電勢差的大小，與選取的參考點無關。（3）電勢和電勢差都是標量，單位都是伏特，都有正負值；電勢的正負表示該點比參考點的

29、電勢大或??；電勢差的正負表示兩點的電勢的高低。3、應用計算時，相關物理量用正、負值代入，其結果：0，電場力做正功；0，電場力做負功；0，；0， 三、典型例題例1：下圖是一勻強電場，已知場強E=2102N/C現讓一個電量q=4108C的電荷沿電場方向從M點移到N點，MN間的距離s=30cm試求： (1)電荷從M點移到N點電勢能的變化 (2)M，N兩點間的電勢差 解析：(1)由圖可知，負電荷在該電場中所受電場力F方向向左因此從M點移到N點，電荷克服電場力做功，電勢能增加，增加的電勢能E等于電荷克服電場力做的功W。電荷克服電場力做功為W=qEs=410821020.3J=2.4106J。即電荷從M點

30、移到N點電勢能增加了2.4106J。(2)從M點到N點電場力對電荷做負功為WMN=2.4106J。 則M，N兩點間的電勢差為。即M，N兩點間的電勢差為60V。 例2：將一個電量為2108C的點電荷，從零電勢點S移到M點要反抗電場力做功4108J，則M點電勢M=_，若將該電荷從M點移到N點，電場力做功14108J，則N點電勢N=_，MN兩點間的電勢差UMN=_。解析：本題可以根據電勢差和電勢的定義式解決，一般有下列三種解法： 解法一：嚴格按各量的數值正負代入公式求解。 由WSM=qUSM得： 。 而USM=SM，M=SUSM=(02)V=2V。由WMN=qUMN得：。而UMN=MN，N=MUMN

31、=2(7)V=5V。 解法二：不考慮各量的正負，只是把各量數值代入公式求解，然后再用其他方法判斷出要求量的正負。 由WSM=qUSM得。 電場力做負功，負電荷q受的電場力方向與移動方向大致相反，則場強方向與移動方向大致相同，故SM，而S=0，故M=2V。同理可知：UMN=7V，N=5V。 解法三：整體法求N點電勢時把電荷從S點移到M點再移動N點，看成一個全過程，在這個過程中，由S到N電場力做的總功等于各段分過程中電場力做功的代數和,即WSN=WSMWMN=(410814108)J=10108J。 由WSN=qUSN得： 。而S=0，N=5V。 電勢差與電場強度的關系一、學習目標1.理解勻強電場

32、中電勢差與電場強度的定性、定量關系。對于公式 要知道推導過程2.能夠熟練應用 解決有關問題。 二、知識點說明1.第一種表示方法：1勻強電場中，兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。2表達式：。2.第二種表示方法：1在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強度方向距離的比值。2表達式：。 三、典型例題例1：如圖所示，虛線a、b、c表示電場中的三個等勢面與紙平面的交線，且相鄰等勢面之間的電勢差相等實線為一帶正電粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點，則下面說法中正確的是（ ） A三個等勢面中，a的電勢最高B對于M、N兩點，帶電粒子

33、通過M點時電勢能較大C對于M、N兩點，帶電粒子通過M點時動能較大D帶電粒子由M運動到N時，加速度增大解析：由于帶電粒子做曲線運動，所受電場力的方向必定指向軌道的凹側，且和等勢面垂直，所以電場線方向是由c指向b再指向a根據電場線的方向是指電勢降低的方向，故UcUbUa，選項A錯。 帶正電粒子若從N點運動到M點，場強方向與運動方向成銳角，電場力做正功，即電勢能減少；若從M點運動到N點，場強方向與運動方向成鈍角，電場力做負功，電勢能增加故選項B錯。 根據能量守恒定律，電荷的動能和電勢能之和不變，故粒子在M點的動能較大，選項C正確。由于相鄰等勢面之間電勢差相等，因N點等勢面較密，則ENEM，即qENq

34、EM由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點運動到N點時，加速度增大，選項D正確。答案：C、D 例2：如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢差為50V，板間存在勻強電場，方向水平向左，板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的A點距P板4cm。求： (1)P板及A點的電勢。 (2)保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點的電勢將變?yōu)槎嗌? 解析：板間場強方向水平向左，可見Q板是電勢最高處Q板接地，則電勢Q=0，板間各點電勢均為負值。利用公式可求出極板間勻強電場的場強，再由U=Ed可求出各點與Q板間的電勢差，即各點的電勢值。 (1)場強。 QA間電勢差=Ed=5102(104)102V=30

35、V。 A點電勢A=30V，P點電勢P=50V。 (2)當Q板向左平移5cm時，兩板間距離d1=10cm5cm=5cm。 Q板與A點間距離變?yōu)閐=(104)cm5cm=lcm。 電場強度。 Q、A間電勢差=Ed=1.01031.0102V=10V。所以A點電勢A=10V。 靜電現象的應用一、學習目標1.知道靜電感應產生的原因，理解什么是靜電平衡狀態(tài)。2.理解靜電平衡時，靜電荷只分布在導體表面且內部場強處處為零。3.知道靜電屏蔽及其應用。二、知識點說明1.靜電平衡狀態(tài)下導體的特點：內部場強處處為零（不為0則自由電子將繼續(xù)移動直至合場強為0）導體中沒有自由電荷定向移動凈電荷分布在導體表面，實驗證明：

36、法拉第圓筒實驗導體表面附近電場線與表面垂直理論證明：中性導體帶電后，由于同種電荷相互排斥，凈電荷只能分布在表面反證法：若內部有自由電荷，則內部場強不為0，導體就不是處于靜電平衡狀態(tài)2.靜電平衡時導體周圍電場分布： 上圖空間實際電場分布，不會出現虛線電場線3.空腔導體的特點： 凈電荷只分布在外表面，內表面不帶電，空腔內沒有電場4.應用電學儀器和電子設備外面套有金屬罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網衣通訊工具在鋼筋結構房屋中接收信號弱三、典型例題例1：使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開。下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是（ ） 解析：帶電的金屬球靠近不帶

37、電的驗電器時，在驗電器上感應出異種電荷，A、D錯誤。驗電器的頂端帶上了正電荷，金屬箔片則帶上了負電荷，故B正確，C錯誤。答案：B 例2：如圖所示，不帶電的導體B在靠近帶正電的導體A后，P端及Q端分別感應出負電荷和正電荷，則以下說法正確的是( ) A若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶負電B若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電C若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導體B將不帶電D若用導線將P端接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電解析：用導線將Q接地后，導體B與地球構成一個大導體，其距A較近的為P端，仍帶感應負電荷；其距A較遠處，不再是Q端，而是地球

38、，將感應出正電荷；而Q端成為大導體的中間部分將不會有感應電荷。所以，導體B將帶負電荷。答案：A 例3：圖中接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電荷量為Q，到球心的距離為r。該點電荷的電場在球心處產生的感應電場的場強大小等于( ) A BC0 D解析：由內部合場強為零可知，感應電荷產生的場強與Q在該點產生的場強等大反向，故。答案：D 電容器的電容一、學習目標1.知道什么是電容器及常見的電容器。2.知道電場能的概念，知道電容器充電和放電時的能量轉化。3.理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進行有關的計算。4.知道平行板電容器的電容與哪些因素有關，有什么關系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論

39、有關問題。二、知識點說明1.電容器的電容、平行板電容器的電容 (1)電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導體可構成一個電容器. (2)電容：電容器所帶的電荷量Q(一個極板所帶電荷量的絕對值)與兩個極板間的電勢差U的比值，即電容是表示電容器容納電荷本領的物理量. (3)常用電容器：紙質電容器、電解電容器、平行板電容器、可變電容器.其中電解電容器連接時應注意其“”、“”極. (4)平行板電容器：平行板電容器的電容C跟介電常數成比，跟兩板正對面積S成正比，跟兩板間距離d成反比，即 (5)對電容器電容的兩個公式的理解. 公式是電容的定義式，適用于任何電容器.對于一個確定的電容器，其電容只由本身的因素決定，

40、而與其電荷量Q和電壓U無關. 公式是平行板電容器的決定式，只適用于平行板電容器.2、平行板電容器的動態(tài)分析 充電后平行板電容器兩極板間形成的電場，可認為是勻強電場，由于某種原因使電容C發(fā)生了改變，就會導致電容器的電荷量Q，兩板間電壓U，勻強電場的場強E發(fā)生相應的變化，這類問題常見于兩種情況： (1)電容器一直與電源相連接.此時電容器兩極板間電勢差U保持不變. (2)電容器充電后與電源斷開.此時電容器所帶的電荷量Q保持不變. 分析的基本思路是： 三、典型例題例1：平行板電容器所帶的電荷量為Q410-8C，電容器兩板間的電壓為U2V，則該電容器的電容為 ；如果將其放電，使其所帶電荷量為原來的一半，

41、則兩板間的電壓為 ，兩板間電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍，此時平行板電容器的電容為 。解析：由電容器電容的定義式得： 電容的大小取決于電容器本身的構造，與電容器的帶電量無關，故所帶電荷量為原來一半時，電容不變。而此時兩極板間的電壓為： 板間為勻強電場，由場強與電壓關系可得：答案：210-8C 、1V、1/2 、210-8C 例2：如圖電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計，開關S合上時，靜電計張開一個角度，下述情況中可使指針張角增大的是A、合上S，使A、B兩板靠近一些B、合上S，使A、B正對面積錯開一些C、斷開S，使A、B間距增大一些D、斷開S，使A、B正對面積錯開一些解析：圖中靜電計的

42、金屬桿接A板，外殼與B板均接地，靜電計顯示的是A、B兩板間的電壓，指針的張角越大，表示兩板間的電壓越高。當閉合S時，A、B兩板間的電壓等于電源兩端電壓不變。故靜電計的張角保持不變。當斷開S時，A、B兩板構成的電容器的帶電量保持不變，如果板間的間距增大，或正對面積減小，由平板電容器電容的決定式可知，電容都將減小，再由可知，板間電壓都將增大，即靜電計的張角應當變大。答案：C、D 例3：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地。兩板間有一個正電荷固定在P點，如圖所示，以E表示兩板間的場強，U表示電容器兩板間的電壓，W表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板向下移到圖示的虛線位置則：（

43、）A、U變小，E不變 B、E變小，W不變C、U變小，W不變 D、U不變，W不變解析：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，說明電容器的帶電量將保持不變，負極板為零電勢。當正極板向下移到圖示位置時，板間距變小，由E=可知板間的場強E不變，然而板間的電勢差U=Ed，U變小；由于P與下板間的距離不變，所以P與下板間的電勢差不變，P點的電勢不變，故在P點的正電荷的電勢能不變，即W不變。答案：AC 帶點粒子在電場中的運動一、學習目標1了解帶電粒子在電場中的運動只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。2重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。3知道示波管的主要構造和工作原理。二

44、、知識點說明1.帶電粒子在電場中加速 帶電粒子進入電場中加速，若不計粒子重力，根據動能定理，有 當初速度v0=0時，末速度v的大小只與帶電粒子的荷質比和加速電壓U有關，而與粒子在電場中的位移無關.2.帶電粒子在電場中的偏轉 帶電粒子沿垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動，如圖所示，設粒子的電荷量為q，質量為m，初速度為v0，兩平行金屬板間電壓為U，板長為L，板間距離為d，則平行于板方向的分運動是勻速直線運動，L=v0t 垂直于板方向的分運動是初速為零的勻加速直線運動 所以，側移距離 偏轉角滿足3.示波管的原理 (1)結構：示波管是由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成的，管內抽成真空. (2

45、)原理：如果在偏轉電極XX上加上掃描電壓，同時在偏轉電極YY上加上所要研究的信號電壓，若其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.4.帶電粒子在勻強電場中的運動 帶電粒子在勻強電場中的運動有兩類問題：一是運動和力的關系問題，常用牛頓第二定律結合運動學公式去分析解決；二是運動過程中的能量轉化問題，常用動能定理或能量守恒定律去分析解決. (1)在交變電場中的運動 在交變電場中做直線運動.粒子進入電場時的速度方向(或初速為零)跟電場力方向平行，在交變電場力作用下，做加速、減速交替變化的直線運動，通常運用牛頓運動定律和運動學公式分析求解. 在交變電場中的偏轉，粒子進入電場

46、時的速度方向跟電場力方向垂直，若粒子在電場中運動的時間遠小于交變電場的周期，可近似認為粒子在通過電場的過程中電場力不變，而做類平拋運動. (2)在勻強電場與重力場的復合場中運動 處理復合場有關問題的方法常有兩種： 正交分解法：將復雜的運動分解為兩個相互正交的簡單直線運動，分別去研究這兩個分運動的規(guī)律，然后運用運動合成的知識去求解復雜運動的有關物理量. 等效法：由于帶電微粒在勻強電場中所受到的電場力和重力都是恒力，因此，可將電場力F和重力G進行合成如圖所示，這樣復合場就等效為一個簡單場，將其合力F合與重力場的重力類比，然后利用力學規(guī)律和方法進行分析和解答. 三、典型例題例1、如圖所示，電子在電勢

47、差為U1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉角變大的是（ ） AU1變大，U2變大 BU1變小，U2變大CU1變大，U2變小 DU1變小，U2變小解析： 設電子經電場U1加速后獲得的速度為v0， 根據動能定理 設極板長為L，兩板間距離為d，電子進入偏轉電場后做類平拋運動，則 平行于極板方向：L=v0t 垂直于極板方向： 偏轉角滿足： 由以上各式可解得： 顯然，U1減小，U2增大時，一定增大.答案：B 例2、如圖所示，質量為m、電荷量為q的粒子(重力不計)，在勻強電場中的A點時速度為v，方向

48、與電場線垂直，在B點時速度大小為2v，已知A、B兩點間距離為d，求(1)A、B兩點間的電壓；(2)電場強度的大小和方向. 解析： (1)帶電粒子從A到B的過程中，由動能定理可得 將vA=v，vB=2v代入可解得 (2)帶電粒子從A到B做類平拋運動，設在垂直電場線和平行電場線方向上的位移分別為x和y。 由于A到B，粒子的動能增加，則電場力做正功，所以，場強方向應水平向左.答案： 例3、帶有等量異種電荷的兩個平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠小于板的長和寬)，一個帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質量為m，電荷量為q，如圖所示。在油滴的正上方距A板d處有一個質量也為m的

49、帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過A板上的小孔，進入兩金屬板間與油滴M相碰，并立即結合成一個大油滴.整個裝置處于真空環(huán)境中，若不計油滴M和N間的庫侖力和萬有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結合成的大油滴(油滴可視為質點)又不與金屬板B相碰。求： (1)兩個金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢高？ (2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少？ 解析： (1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢較高，電勢差 (2)若油滴N帶負電，則N與M相碰后，結合成大油滴無論其電性為正，還是為負，或者電荷量為零，都將向B板做加速運動而最終與B板相碰.因此，要不

50、落到B板上，油滴N必帶正電. 設油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設為v0，有： 油滴N能與M相碰： 油滴M和N相碰后，結合成大油滴，速度為v，有： 此后，大油滴向下運動，不碰到B板，須有 代入v和U的值，解得 油滴所帶電荷量是答案： B板電勢較高 (2)正電， 電源和電流一、學習目標1讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定電場的建立2知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量電流。3從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關系。二、知識點說明1.電流的一層含義（1）大量自由電荷定向移動形成電流的現象；（2）物體中有大量的自由電荷是形成電流的內因，電壓是形成電流的外因。

51、2.電流的另一層含義 （1）意義：表示電流強弱的物理量 （2）定義：通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間的比值叫電流。 （3）公式：（定義式） （4）單位：安培（A）、毫安（mA）、微安（A） （5）是標量，方向規(guī)定：正電荷定向移動的方向為電流的方向。 （6）方向不隨時間而改變的電流叫直流電：方向和強弱都不隨時間而改變的電流叫恒定電流。3.電流的微觀表達式：I=nqSvn單位體積內電荷數q自由電荷量S導體的橫截面v電荷定向移動的速率 三、典型例題例1：來自質子源的質子（初速度為零），經一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質子流。已知質子電荷e=1.6

52、010-19C。這束質子流每秒打到靶上的質子數為_。假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質子束中與質子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質子流，其中的質子數分別為n1和n2，則n1n2=_。解：按定義， 由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質子數為n個，則由。而解決該題的關鍵是：（1）正確把握電流強度的概念 IQ/t而 Qne。所以n=Q/e=It/e,（2）質子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比，因為IneSv，所以當電流I一定時，n與v成反比。 電動勢一、學習目標1.理解電動勢的概念及定義式，知道電動勢是表征電源特性的物理量。2.從能量轉化的角度理解電動勢的物

53、理意義。二、知識點說明1電源（更深層的含義）（1）電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置。（2）非靜電力在電源中所起的作用：是把正電荷由負極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉化為電勢能。2電動勢（1）定義：在電源內部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。（2）定義式：E=W/q（3）單位：伏（V）（4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉化為電能的本領大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉化成電能的數值就越多?！咀⒁狻浚?電動勢的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無關。電動勢在數值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓。電動勢