上海高中物理選修

1、電場(chǎng)的描述-高二物理拓展課2008電場(chǎng)真空中的庫(kù)侖定律：F=kQ1Q2/r2 電場(chǎng)力的性質(zhì)基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用電場(chǎng)強(qiáng)度定義式：E=F/q 點(diǎn)電荷電場(chǎng)：E=kQ/r2勻強(qiáng)電場(chǎng)：E=U/d電場(chǎng)疊加形象描繪：電場(chǎng)線電場(chǎng)線特點(diǎn) 電場(chǎng)能的性質(zhì)基本性質(zhì)：電勢(shì)、電勢(shì)差電容器定義式：勻強(qiáng)電場(chǎng)：U=WAB/qU=Ed對(duì)放入其中的電荷有力的作用 如何區(qū)別基本電荷、點(diǎn)電荷、檢驗(yàn)電荷這三類(lèi)電荷？哪些類(lèi)電荷屬理想模型？ 基本電荷是指所帶的電量e=1.601019C的電荷。 點(diǎn)電荷是指不考慮形狀和大小的帶電體。 檢驗(yàn)電荷是指電量很小的點(diǎn)電荷，當(dāng)它放入電場(chǎng)后不會(huì)影響該電場(chǎng)的性質(zhì)。 點(diǎn)電荷和檢驗(yàn)電荷屬理想

2、模型。 借助于檢驗(yàn)電荷，從力和能兩個(gè)角度研究電場(chǎng)，得出了那些結(jié)果？ 對(duì)電場(chǎng)研究得到了表征電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)物理量：電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì);。 對(duì)處在電場(chǎng)中的電荷研究得到了描述電荷性質(zhì)的兩個(gè)物理量：電場(chǎng)力和電勢(shì)能。 一、從力的角度研究電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(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=kQr2（點(diǎn)電荷電場(chǎng)）； 勻強(qiáng)電場(chǎng)：E=U/d1、E=F/q（定義式） 注意：E與q無(wú)關(guān)，不能認(rèn)為E與_， E= F_（對(duì)比R=，C=） 2、電場(chǎng)的兩種特例： 注意：E的矢量性，求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)用平行四邊形法則，Q只代表絕對(duì)值。 二、 從能的角度研究電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)電勢(shì)也是電場(chǎng)本身的一種特性，與檢驗(yàn)電

3、荷存在與否無(wú)關(guān)。是標(biāo)量。 通常規(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。例：在+Q（Q）的電場(chǎng)中，0（0）。 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的區(qū)別電場(chǎng)強(qiáng)度E 電勢(shì) U 1 描述電場(chǎng)的力的性質(zhì) 描述電場(chǎng)的能的性質(zhì) 2定義電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正電荷所受的電場(chǎng)力F跟正電荷電量q的比值。E=F/q.E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)等于該點(diǎn)跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢(shì)）間的電勢(shì)差，U=W/qU在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢(shì)能3矢量標(biāo)量4單位：N/c, V/mV（1V=1J/C)5聯(lián)系：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB=Ed電勢(shì)沿電場(chǎng)強(qiáng)度的方向降落 三.電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所組成

4、的系統(tǒng)共有的。 規(guī)定：無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零。方法一: 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）；方法二: 將q、U帶符號(hào)代入=qU計(jì)算，若0，則電勢(shì)能增加。如何比較電荷電勢(shì)能的大小呢？如何比較電場(chǎng)中任兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呢？判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的幾種方法：方法一: 由定義式E=Fq決定；方法二: 在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，E=kQr2；方法三: 電力線密（疏）處強(qiáng)大（小）;方法四: 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)處處相等； 。判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的幾種方法：方法一:根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場(chǎng)力的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；方法二: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；方法三:電場(chǎng)線降低

5、最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向。 例題1如圖1所示，A、B兩點(diǎn)分別固定正、負(fù)電荷QA和Q，且QAQ，把電荷q引入，則下列判斷正確的是: QA Q ( 圖一 )走“近”高考例2：如圖所示，三個(gè)完全相同的的金屬小球 a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a和c帶正電，a所帶電量的大小比b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的一條來(lái)表示，它應(yīng)是 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4cabF4F3F2F1cabF4F3F2F1不要忘了QaQb如何比較電場(chǎng)中任兩點(diǎn)電勢(shì)的高低呢？方法一: 根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷，順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低；方法二: 根據(jù)電勢(shì)的定義式= W/q，從電勢(shì)的

6、物理意義上分析判斷;如：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；方法三: 根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向判斷，場(chǎng)強(qiáng)方向即為電勢(shì)降低最快的方向.方法四: 根據(jù)電勢(shì)差判斷，若UAB0，則AB方法五: 將q、W帶符號(hào)代入=W/q計(jì)算，若0，則電勢(shì)變高。題3是非題（并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。）（A）在電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方電勢(shì)越高。（B）若某區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均相等，則此區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電勢(shì)一定相等。（C）原靜止的點(diǎn)電荷在只受電場(chǎng)力時(shí)，一定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng)。 （D）兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零、電勢(shì)不為零。例題4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8.010

7、9焦。若將另一個(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9109焦，則正確的結(jié)果是：（A）UMUNU0 （B）UNUMU0（C）UNUMU0 （D）UMUNU0方法一: 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）；方法二: 將q、U帶符號(hào)代入=qU計(jì)算，若0，則電勢(shì)能增加。如何比較電荷電勢(shì)能的大小呢？題5是非題（并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。）（A）電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能一定減小。（B）檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力很大時(shí)，它在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能也一定大。 （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

8、荷在A、B兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能必定相同。 （E）將一電荷勻速地從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移至另一點(diǎn)，外力所做的功等于該電荷電勢(shì)能的變化量。 （F）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，而電荷的動(dòng)能不一定減小。 如圖所示A、B是正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（ ）A .A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B 負(fù)電荷在 B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在A點(diǎn)的大C 正電荷從B點(diǎn)到A點(diǎn)的電勢(shì)能一定增加D 負(fù)電荷從A點(diǎn)到B點(diǎn)的電勢(shì)能一定減少AB電子的電量為e，質(zhì)量為m，以速度V從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向射進(jìn)場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，若它到達(dá)B時(shí)速度為零，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 。 E B AA

9、CU=mV2/2e例題6：在上圖所示，為一點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中一個(gè)帶正電的粒子通過(guò)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，虛線表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面，則下面結(jié)論正確的是： (A)等勢(shì)面電勢(shì)UAUB，粒子動(dòng)能EKAUB，粒子動(dòng)能EKAEKB (C)等勢(shì)面電勢(shì)UAUB，粒子動(dòng)能EKAEKB (D)等勢(shì)面電勢(shì)UAEKBQBA把你的解題思路展示給大家答案是D四、本單元重要的科學(xué)研究方法:（1）用比值定義物理量 （2）類(lèi)比 （3）運(yùn)用形象思維 （4）尋求守恒規(guī)律 （5）實(shí)驗(yàn)檢測(cè)本單元中用比值定義的物理量有：電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/q電勢(shì)差UAB=WAB/q以往學(xué)習(xí)過(guò)的有：物質(zhì)的密度=m/V、比熱容 C=Q/mT、導(dǎo)體的電阻R=U/I等。電場(chǎng)與重力場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度（E=F/q）與重力場(chǎng)強(qiáng)度（即重力加速度g=G/m）電場(chǎng)力做功與重力做功的特點(diǎn)（與路徑無(wú)關(guān)）電勢(shì)能與重力勢(shì)能 用假想的電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的性質(zhì)（電場(chǎng)強(qiáng)弱、電勢(shì)高低）本單元新增了電荷守恒定律。由電勢(shì)能的參與而豐富了能量轉(zhuǎn)