物理選修靜電場知識點(diǎn)總結(jié)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物理選修靜電場知識點(diǎn)總結(jié)物理選修靜電場知識點(diǎn)總結(jié)分布；熟練將運(yùn)動學(xué)和力學(xué)的規(guī)律應(yīng)用到電場中，分析、解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題.課標(biāo)領(lǐng)航課標(biāo)領(lǐng)航第1頁/共67頁一、三種起電方式1、摩擦起電2、感應(yīng)起電（實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移）3、接觸起電 近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷同種電荷電量平分， 異種電荷先中和后平分二、電荷守恒定律三、元電荷三、元電荷最小的電荷量最小的電荷量所有帶電體的電荷量都是所有帶電體的電荷量都是e e的整數(shù)的整數(shù)倍倍1.1 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律qm第2頁/共67頁1.2 庫侖定律 1、內(nèi)容： 2、表達(dá)式：221rqqkF q1q2+rFFk 叫靜電力常量 :

2、 229/CmN100 . 9 k 3、適用范圍： 真空（空氣中近似）真空（空氣中近似） 靜止點(diǎn)電荷（理想化模型）靜止點(diǎn)電荷（理想化模型）r r：球心間：球心間距距4、說明：庫侖力是矢量 大?。捍雚1q2的絕對值計算 方向：同斥異吸第3頁/共67頁類型類型一一電荷間的相互作用圖111第4頁/共67頁【答案】BC第5頁/共67頁圖112第6頁/共67頁解析：選D.第7頁/共67頁)類型類型二二起電方式的應(yīng)用圖113第8頁/共67頁【答案答案】ACD第9頁/共67頁類型類型三三用驗電器判斷物體的帶電情況圖114第10頁/共67頁【答案】AB第11頁/共67頁圖115第12頁/共67頁解析：選D.

3、A球帶正電，靠近驗電器B時，發(fā)生靜電感應(yīng)，驗電器的金屬球帶負(fù)電，金屬箔片帶正電而張開.第13頁/共67頁nC4.5105C,4.5105C,3.0105CnD5.0105C,5.0105C,2.0105C類型類型四四電荷守恒定律的應(yīng)用 【答案】C第14頁/共67頁一、電場一、電場第15頁/共67頁2QE = KrFE=q場強(qiáng)的定義式，場強(qiáng)的定義式，適用任何電場適用任何電場 唯一性：唯一性： 電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)是確定的電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)是確定的場強(qiáng)的決定式，場強(qiáng)的決定式，適用真空中點(diǎn)電荷適用真空中點(diǎn)電荷二、電場強(qiáng)度方向性方向性 ：正試探電荷的受力方向正試探電荷的受力方向三、場強(qiáng)的疊加原理：三、場強(qiáng)的

4、疊加原理：遵循平行四邊形定則遵循平行四邊形定則第16頁/共67頁1.起于正電荷（無窮遠(yuǎn)處），終于負(fù)電荷（無窮遠(yuǎn)處）2.不閉合，不相交。第17頁/共67頁第18頁/共67頁1.4 1.4 電勢能和電勢電勢能和電勢 第19頁/共67頁將電荷將電荷q q從從A A沿任何路徑移至沿任何路徑移至B B，靜電力做功相靜電力做功相同同EB+MAFq+WAB=qE|AM|第20頁/共67頁：靜電力做功與無關(guān),由位置來決定.電場力做功的過程是電勢能電場力做功的過程是電勢能轉(zhuǎn)化的過程。轉(zhuǎn)化的過程。第21頁/共67頁1 1、定義：電荷在電場中具有的勢能。、定義：電荷在電場中具有的勢能。3、相對性：大地或無窮遠(yuǎn)為電勢

5、能零點(diǎn)。2、靜電力做的功等于電勢能的減少量。、靜電力做的功等于電勢能的減少量。（E Ep p）標(biāo)量）標(biāo)量PBPAABEEWEpAFAB+FEEB電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加第22頁/共67頁、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A.A.當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大B.B.當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大C.C.一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時，它們的一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時，它們的電勢能減小電勢能減小D.D.一個正電荷與另一個負(fù)電

6、荷相互靠近時，它們的一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時，它們的電勢能增大。電勢能增大。ABCABC第23頁/共67頁CDCD第24頁/共67頁3 3、如圖所示、如圖所示, ,在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中, ,它們連線的中垂面它們連線的中垂面abab上上, , 有一電子有一電子, ,從靜止開始由從靜止開始由a a運(yùn)運(yùn)動到動到b b的過程中的過程中(a(a、b b相對相對o o對稱對稱),),下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.電子的電勢能始終增多電子的電勢能始終增多B.B.電子的電勢能始終減少電子的電勢能始終減少C.C.電子的電勢能先減少后增加電子的電勢

7、能先減少后增加D.D.電子的電勢能先增加后減少電子的電勢能先增加后減少COab+-第25頁/共67頁4 4、一帶電油滴在豎直方向的勻強(qiáng)電場中的、一帶電油滴在豎直方向的勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動軌跡如圖虛線所示運(yùn)動軌跡如圖虛線所示, ,電場方向豎直向下電場方向豎直向下. .若不計若不計空氣阻力空氣阻力, ,則此帶電油滴從則此帶電油滴從a運(yùn)動到運(yùn)動到b b的過程中的過程中, ,能量能量變化情況為變化情況為( )( )A.A.動能減小動能減小B.B.電勢能增加電勢能增加C.C.動能和電勢能之和減少動能和電勢能之和減少D.D.重力勢能和電勢能之和增加重力勢能和電勢能之和增加EabCF電電GF合合第26頁/共67

8、頁電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值。它的電荷量的比值。qEP1. 1. 定義定義: :2. 2. 公式公式: :( (計算時要代入正負(fù)號計算時要代入正負(fù)號) )電場中某點(diǎn)的電勢大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與放不放電荷及放什么電荷無關(guān)。3. 標(biāo)量，正負(fù)表大小。 一般選無窮遠(yuǎn)或大地電勢為零。第27頁/共67頁5 5、如果把、如果把q=1.0q=1.01010-8-8C C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的的A A點(diǎn)，需克服電場力做功點(diǎn)，需克服電場力做功W=1.2W=1.21010-4-4J.J.那么那么 q q在在A A點(diǎn)的電勢能和在點(diǎn)

9、的電勢能和在A A點(diǎn)的電勢各是多少？點(diǎn)的電勢各是多少？ q q未移入電場前未移入電場前A A點(diǎn)的電勢是多少點(diǎn)的電勢是多少 ？VCJqEJEJEWPAAPAPAA48444102 . 1100 . 1102 . 1102 . 1102 . 10第28頁/共67頁6 6、如圖所示，電場中有、如圖所示，電場中有A A、B B兩點(diǎn)，則下列說法兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是（中正確的是（ ）A A、電勢、電勢A A B B 場強(qiáng)場強(qiáng)E EA AEEB BB B、電勢、電勢A A B B 場強(qiáng)場強(qiáng)E EA AEEEpBpBA AB BE EBC結(jié)論：正電荷沿電場線方向結(jié)論：正電荷沿電場線方向電勢能減少，負(fù)電荷

10、沿電場電勢能減少，負(fù)電荷沿電場線方向電勢能增加。線方向電勢能增加。第29頁/共67頁E+2 2、幾種常見的等勢面、幾種常見的等勢面1 1、定義：、定義：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面第30頁/共67頁等勢面的特點(diǎn)：等勢面的特點(diǎn)：5.沿電場線方向電勢降低最快。1.同一等勢面上各點(diǎn)電勢相等。2.在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功。3.電場線跟等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。4.不同等勢面不相交。20 15 1020 15 10ACB等差等勢面：相等差等勢面：相鄰的等勢面間電鄰的等勢面間電勢之差相等。勢之差相等。6.等差等勢面越密，場強(qiáng)越大。第31頁/共

11、67頁8 8、關(guān)于等勢面，正確的說法是（、關(guān)于等勢面，正確的說法是（）A A電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功電荷在等勢面上移動時不受電場力作用，所以不做功B B等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C C等勢面一定跟電場線垂直等勢面一定跟電場線垂直D D兩等勢面不能相交兩等勢面不能相交C CD D第32頁/共67頁1.5 電勢差第33頁/共67頁一、電勢差與電勢的關(guān)系：電勢差：電場中兩點(diǎn)的電勢之差,也叫電壓。BAABUABBAUABABUU則有或者表示成顯然BA設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為，B點(diǎn)的電勢為第34頁/共67頁二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系：)(BAqPBPAABE

12、EW；BAABqUWqWUABBA即或BAqq 電荷q從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)：AB第35頁/共67頁1.電勢差UAB與q、WAB無關(guān),僅與電場中A、B兩位置有關(guān)。故電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。2.電勢差的單位:伏特(V) 1V=1J/C3.電勢差是標(biāo)量。三、說明：第36頁/共67頁1.8 1.8 電容器的電容電容器的電容第37頁/共67頁一、電容：一、電容：2 2、定義式：、定義式： QCU=1 1、物理意義：反映電容器容納電荷本、物理意義：反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。領(lǐng)大小的物理量。3、單位：法拉（F）常用：微法（F） 皮法（pF） 1F = 10-6F 1 pF =10-12F 第3

13、8頁/共67頁kdSCr4r：相對介電常數(shù)；k=9.0109Nm2/C2S：兩極板的正對面積，d：極板間距二、平行板電容器的電容二、平行板電容器的電容：決定式：第39頁/共67頁3、平行板電容器的動態(tài)分析（1 1）電容器與電源相連：）電容器與電源相連：U U不變。不變。（2 2）電容器充電后與電源斷開）電容器充電后與電源斷開：Q Q不變。不變。兩種基本情況：三個依據(jù)：4SCkdUQC dUE 第40頁/共67頁 知識簡析知識簡析 【例4】兩個較大的平行金屬板A、B相距為d,分別接在電壓為U的電源正、負(fù)極上,這時質(zhì)量為m,帶電量為q的油滴恰好靜止在兩極之間,如圖所示,在其它條件不變的情況下,如果

14、將兩極非常緩慢地錯開一些,那么在錯開的過程中（ ） A油滴將向上加速運(yùn)動，電流計中電流從b流向a。 B油滴將向下加速運(yùn)動，電流計中的電流從a流向b。 C油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向a。 D油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向b。解析: D正確 第41頁/共67頁J2459J2459學(xué)生示波器學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖第42頁/共67頁電場中的帶電粒子分類：1、基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，一般重力可忽略。（但并不能忽略質(zhì)量）2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、油滴、塵埃等。除有說明或暗示外,一般重力不可忽略。第43頁/共6

15、7頁二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022類平拋運(yùn)動與粒子比荷與粒子比荷q/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0平方成平方成反比反比與電場的屬性與電場的屬性U、l、d有關(guān)有關(guān)第44頁/共67頁二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0與粒子比荷與粒子比荷q/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0平方成平方成反比反比與電場的屬性與電場的屬性U、l、d有關(guān)有關(guān)0tanvvydmvqUl20類平拋運(yùn)動第45頁/共67頁+-v v+U

16、1U2v0 L LmqUv102可得：-qm- 帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)類平拋類平拋運(yùn)動運(yùn)動F20121mvqU U1U200:vLttvL可得勻速水平dmqUmEqa2豎直：勻加速第46頁/共67頁+-v vv0vy+U1U2v0 L L-qmy- 帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)FU200:vLttvL可得勻速水平dmqUmEqa2豎直：勻加速122022dULUdmvqLU2000mdveUlvatvvytan20121mvqU U1202222121dmvqLUaty1224dULU第47頁/共67頁 規(guī)律方法規(guī)律方法 【例4】一帶電粒子從靜止經(jīng)加速電壓U1的加

17、速電場加速后進(jìn)入板間距離為d，板間電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場，當(dāng)它飛出偏轉(zhuǎn)電場時，偏轉(zhuǎn)角為，要使偏轉(zhuǎn)角增大，則需要（ ）A使粒子的荷質(zhì)比（q/m）變大B其它條件不變，只使U1變大 C其它條件不變，只使U2變大 D其它條件不變，只使d變大解析： U1q=mv02 tan=vy/v0=(qU2/dm)(L/v0)/v0= qU2L/mdv02得tan=U2L/2dU1,即偏轉(zhuǎn)角與m與q無關(guān)所以A錯B錯，C對，D錯 第48頁/共67頁下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，哪種粒子動能最大 （ ） 哪種粒子速度最大 （ ） A、質(zhì)子 B、電子C、氘核 D、氦核 例與練例與練mqUv2qUmvEk221

18、與電量成正比與比荷平方根成正比第49頁/共67頁如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v ，則下述方法能滿足要求的是（ ）A、使M、N間電壓增加為2U B、使M、N間電壓增加為4U C、使M、N間電壓不變，距離減半 D、使M、N間電壓不變，距離加倍 例與練例與練MMN NU Ud d+ +mqUv2v與電壓平方根成正比第50頁/共67頁如圖M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m電量為-q的帶電粒子，以初速度V0由小孔進(jìn)入電場

19、，當(dāng)M、N間電壓為U時，粒子剛好能到達(dá)N板，如果要使這個帶電粒子能夠到達(dá)M、N兩板間距的1/2處返回，則下述方法能滿足要求的是（ ）A、使初速度減半B、使M、N間電壓加倍C、使M、N間電壓提高4倍D、使初速度和M、N間電壓都加倍例與練例與練MMN NU Ud d- -v0qUmv2021dU 第51頁/共67頁如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB100V，一個質(zhì)量為m=2.010-12kg、電量為q=-5.010-8C的帶電粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時的速率。（不計粒子重力）例與練例與練A A- -v0B BABABqUW202212

20、1mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq為負(fù)第52頁/共67頁6、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是（ ） A、如果偏轉(zhuǎn)電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25 B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25 C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25 D、如果帶電粒子的初動能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25例與練例與練dmvqUl20tan偏轉(zhuǎn)角正切與比荷

21、成正比偏轉(zhuǎn)角正切與初動能成反比偏轉(zhuǎn)角正切與電壓成正比第53頁/共67頁7、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為 ，側(cè)移之比為 。例與練例與練tandmvqUl20dmvqUly2022與電量成正比與電量成正比第54頁/共67頁8、三個電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（ ） A、 b和c同時飛離電場 B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上 C、進(jìn)入電場時，c速度最大，a速度最小 D、c的動能增量最小， a和b的動能增量一樣大 例與練例與練第55頁/共67頁析與解

22、析與解dmvqUly2022bcyy 而bcvv000vlt 又bayy ball 而bavv00qEyWEkkckbkaEEEbctt 221aty 又batt 第56頁/共67頁9、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是 （ ）A、U1變大、U2變大 B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小 D、U1變小、U2變小例與練例與練第57頁/共67頁20121mvqU 1202qUmvdmvleU202t

23、an析與解析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：dUlU122與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)dUlUy1224第58頁/共67頁10、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（ ） A、側(cè)移相同 B、偏轉(zhuǎn)角相同 C、到達(dá)屏上同一點(diǎn) D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)例與練例與練ydUlU1224與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)第59頁/共67頁11、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點(diǎn)沿直線離開電場的。 例與練例與練dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx第60頁/共67頁12、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線