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文檔簡介

22整第一章靜電場§1.1電荷及其守恒定律、庫侖定律、電場強(qiáng)度1、了解元電荷的含義,理解電荷守恒定律的不同表述。2、掌握庫侖定律,能夠解決有關(guān)的問題。3、理解電場強(qiáng)度及其矢量性,掌握電場強(qiáng)度的疊加,并進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4、知道用電場線描述電場的方法。理解引入電場線的意義?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、電荷及電荷守恒TOC\o"1-5"\h\z1、自然界中存在電荷,正電荷和負(fù)電荷,同種電荷相互,異種電荷相互。電荷的多少叫做,單位是庫侖,符號(hào)是C。所有帶電體的帶電量都是電荷量e=的整數(shù)倍,電荷量e稱為。2、(1)點(diǎn)電荷是一種模型,當(dāng)帶電體本身和對研究的問題影響不大時(shí),可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。真正的點(diǎn)電荷是不存在的,這個(gè)特點(diǎn)類似于力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)的概念。3、使物體帶電有方法:摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電,其實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移。4、電荷既不能,也不能,只能從一一個(gè)物體到另一一個(gè)物體,或從物體的轉(zhuǎn)移到,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量,這就是電荷守恒定律。二、庫侖定律

1、真空中兩個(gè)之間的相互作用力F的大小,跟它們的電荷量Q「Q2的乘積成,跟它們的距離r的成反比,作用力的方向沿著它們的。公式F二其中靜電力常量k適用范圍:真空中的。4、庫侖定律與萬有引力定律的比較如下表:定律共同點(diǎn)區(qū)別影響大小的因素萬有引力定律(1)都與距離的二次方成反比(2)都有一個(gè)常量與兩個(gè)物體、有關(guān),只有力m,m,r12庫侖定律與兩個(gè)物體、有關(guān),有力,也有力Q,Q,r12三、電場強(qiáng)度1、電場和電場強(qiáng)度電場電場是電荷之間發(fā)生相互作用的媒介物質(zhì),周圍存在電場,電場強(qiáng)度和定義式放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的跟該電荷所帶的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度公式:,單位:,或V/m物理意義是描述電場力的性質(zhì)的物理量,能夠反映電場的強(qiáng)弱相關(guān)因素E的大小和的大小無關(guān),是由電場決定的,只與形成電場的電荷和該點(diǎn)有關(guān),與試探電荷無關(guān)矢標(biāo)性電場強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)所受電場力的方向相同,與受電場力的方向相反,幾個(gè)場強(qiáng)疊加時(shí),需按矢量的運(yùn)算法貝1」,即定則。2、電場強(qiáng)度的幾個(gè)公式(1)E=—是電場強(qiáng)度的定義式,適用于的靜電場。q(2)E=kQ是點(diǎn)電荷在真空中形成的電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的計(jì)算r2式,只適用于在真空中形成的電場。(3)E=匕是勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)的計(jì)算式,只適用于,d其中,d必須是沿的距離。3、電場的疊加電場需按矢量的運(yùn)算法則,即按平行四邊形定則進(jìn)行運(yùn)算。四、電場線(1)電場線:在電場中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的方向都跟該點(diǎn)的方向一致,這樣的曲線就叫做電場線。電場線是人們?yōu)榱嗣枋龆藶榈禺嫵鰜淼?,電場中并非真正存在著這樣一些曲線。它可以形象直觀地反映電場的和。(2)電場線的性質(zhì):電場線起始于(或無窮遠(yuǎn)處);終止于(或無窮遠(yuǎn)處)。其上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的方向一致。疏密程度反映了電場的,電場線密集的地方場強(qiáng)_;電場線稀疏的地方場強(qiáng)_。在沒有電荷的空間,電場線不能,兩條電場線不能。(3)與電勢的關(guān)系:在靜電場中,電場線和等勢面且由電勢較的等勢面指向電勢較低的等勢面。順著電場線的方向電勢越

來,但順著電場線的方向場強(qiáng)越來越小。(4)電場線和電荷在電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡是的,它們只有在一定的條件下才能重合。即:電場線是。電荷的初速度為零或不為零,但速度方向和電場線。電荷僅受電場力作用或受其他力的方向和電場線平行。只有同時(shí)滿足這三個(gè)條件,軌跡才和電場線重合?!镜湫屠}】例1:如圖1T所示,有兩個(gè)帶電小球,電量分別為+Q和+9Q,在真空中相距0?4m。如果引進(jìn)第三個(gè)帶電小球,正好使三個(gè)小球都處于平衡狀態(tài),第三個(gè)小球帶的是哪種電荷?應(yīng)放在什么地方?電量是Q的幾倍?Qq9QACB(圖1-1)(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程初速度為u的帶電粒子,從A點(diǎn)射入電場,例2:(2004?廣西模擬)如圖初速度為u的帶電粒子,從A點(diǎn)射入電場,沿虛線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),判斷:1)粒子帶什么電?2)粒子加速度如何變化?(3)畫出A、B兩點(diǎn)的加速度方向。圖1-2(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程例3:如圖1-3所示,A、B兩點(diǎn)放有電荷量+Q和+2Q的點(diǎn)電荷,A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上,且AC=CD=DB,將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn),則()A、電場力一直做正功B、電場力先做正功再做負(fù)功+Q+2c、電場力一a—直做d負(fù)功圖1-3D、電場力先做負(fù)功再做正功(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程【針對訓(xùn)練】1、真空中有兩個(gè)相同的金屬小球A和B,相距為r,帶電量分別是q和2q,但帶何種電荷未知,它們之間的相互作用力大小為F,有一個(gè)跟A、B相同的不帶電的金屬球C,當(dāng)C跟A、B依次各接觸一次后移開,再將A、B間距離變?yōu)?r,那么A、B間的作用力大小可能是()

A、5F/64BA、5F/64B、5F/32C、3F/64D、3F/16r端懸9旁有所2、如圖1-4所示,絕緣的細(xì)線上端固定,下掛一個(gè)輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜,在a的近一絕緣金屬球b,開始時(shí),a、r端懸9旁有所A、a、b間不發(fā)生相互作用B、b將吸引a,吸住后不放開C、b立即把a(bǔ)排斥開D、b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開3、有關(guān)電場強(qiáng)度的理解,下述正確的是()A、由EF可知,電場強(qiáng)度E跟放入的電荷q所受的電場力成正比。qB、當(dāng)電場中存在試探電荷時(shí),電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì),才存在電場強(qiáng)度C、由E=Kq/r2可知,在離點(diǎn)電荷很近,r接近于零,電場強(qiáng)度達(dá)無窮大D、電場強(qiáng)度是反映電場本身特性的物理量,與是否存在試探電荷無關(guān)。4、一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為Q的正電荷,另一電荷量為q的帶正電的點(diǎn)電荷放在球心0上,由于對稱性,點(diǎn)電荷的受力為零,現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r的小圓孔,則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為(已知靜電力常量為k),方向能力訓(xùn)練】1、如圖1-5所示為電場中的一根電場線,在該電場線上有a、b兩點(diǎn),用Ea、Eb分別表示兩處場強(qiáng)的大小,則()A、a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同B、因?yàn)殡妶鼍€由a指向b,所以Ea>EbC、因?yàn)殡妶鼍€是直線,所以C、因?yàn)殡妶鼍€是直線,所以Ea二Eb圖1-5D、因?yàn)椴恢繿、b附近的電場線分布情況,所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系。2、在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q,另一個(gè)帶負(fù)電弋2,且Q1=2Q2,用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場強(qiáng)大小,則在x軸上()E1=E2之點(diǎn)只有一個(gè),該處的合場強(qiáng)為零12E=E12=E2之點(diǎn)共有兩處,一處合場強(qiáng)為零,另一處合場強(qiáng)為12E=E12之點(diǎn)共有三處,其中兩處合場強(qiáng)為零,另一處合場強(qiáng)為2E22E2E=E12之點(diǎn)共有三處,其中一處合場強(qiáng)為零,另兩處合場強(qiáng)為如圖1-6所示,用兩根細(xì)繩把兩個(gè)帶同種電荷的小球懸掛在一點(diǎn),A球質(zhì)量大于B球的質(zhì)量,所帶的電荷A球所帶的電荷量大于B球量。兩球靜止時(shí),A2E2E=E12之點(diǎn)共有三處,其中一處合場強(qiáng)為零,另兩處合場強(qiáng)為如圖1-6所示,用兩根細(xì)繩把兩個(gè)帶同種電荷的小球懸掛在一點(diǎn),A球質(zhì)量大于B球的質(zhì)量,所帶的電荷A球所帶的電荷量大于B球量。兩球靜止時(shí),A、B兩球處在同一水平面上,懸線與豎直線的偏角分別為,則()A、a>0C、a=0D、無法確定4、如圖1-7所示,直線A、B是一條電場線,在其上某點(diǎn)P處由靜止開始釋放一負(fù)試探電荷時(shí),它沿直線向B處運(yùn)動(dòng),對此現(xiàn)象,下列AP判斷正確的是(不計(jì)電荷重力)A、電荷一定向B做勻加速運(yùn)動(dòng)B、電荷一定向B做加速度越來越小的運(yùn)動(dòng)B、電荷一定向B做加速度越來越小的運(yùn)動(dòng)C、電荷一定向B做加速度越來越大的運(yùn)動(dòng)圖1-7D、電荷向B做加速運(yùn)動(dòng),加速度的變化情況不能確定。AcdB5、如圖所示,A、B為帶電量分別是Q和-Q的兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,c、d為A、*B連線上的兩個(gè)點(diǎn),且Ac=Bd,貝I」c、d圖*01兩點(diǎn)電場強(qiáng)度6、如圖1-9所示,半徑為r的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d,空間有與x軸正方向同的勻強(qiáng)電場,同時(shí),在0點(diǎn)固定一個(gè)電荷量+Q的點(diǎn)電荷,如果把一個(gè)帶電量為-q的試探電荷放在c點(diǎn),則恰好處于平衡,那么該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為,a、d兩點(diǎn)的合場強(qiáng)大小分別為、。7、(2004?廣東)已經(jīng)證實(shí),質(zhì)子、中子都是由稱為上夸克和下夸克的兩種夸克組成的,上夸克帶電為2e,下夸克帶電為—1e,e為電33子所帶電荷量的大小,如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的,且各個(gè)夸克之間的距離為L,L=1.5X10-翊。試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力()8、兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球可視為質(zhì)量,用長度都是L的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn),使它們帶上等量同種電荷,平衡時(shí)兩懸線的夾角為20,求每個(gè)小球所帶的電量。9、一粒子質(zhì)量為m,帶電量為+q,以初速度V,跟水平方向成45角斜向上進(jìn)入勻強(qiáng)電場區(qū)域,粒子恰沿直線運(yùn)動(dòng),求這勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的最小值,并說明其方向。10、用三根長均為L的細(xì)絲線固定兩個(gè)質(zhì)量為m、帶電量分別為q和-q的小球,如圖1-10所示,若加一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場,使絲線都被拉緊且處于平衡狀態(tài),則所加電場E的大小應(yīng)滿足什么條件?§1.2電場能的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解電場力做功特點(diǎn),掌握電場力做功和電勢能的變化的關(guān)系2、理解電勢能、電勢的概念及相互關(guān)系。3、理解等勢面的概念及等勢面和電場線的關(guān)系。4、理解電勢差的定義及正負(fù)值的定義。5、會(huì)用U=9-9?及U二W/q進(jìn)行有關(guān)計(jì)算ABABABAB6、理解勻場電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系U=EdAB7、會(huì)用U=Ed或E=U/d解決有關(guān)問題ABAB【自主學(xué)習(xí)】一、電勢差、電勢、電勢能電勢差定義電荷q在電場中的兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場力所做的功Wb與電荷量q的比值公式物理意義描述電場能的性質(zhì),兩點(diǎn)間的電勢差在數(shù)值上等于在兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)電場力的功電勢定義電場中某點(diǎn)的電勢是指該點(diǎn)與零電勢點(diǎn)之間的電勢差,符號(hào):申物理意義電場中某點(diǎn)的電勢等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢點(diǎn)時(shí)電場力的功,描述電場能的性質(zhì)與電勢差的關(guān)系類似于高度差和高度的關(guān)系電勢能定義電荷在電場中由其相對位置決定的能(類似重力勢能)2、(1)電場中確定的兩點(diǎn)間的電勢差是的,和零電勢參考點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn))的選取。(2)電勢是相對量,它的大小和電勢零點(diǎn)選取(3)在選取了參考點(diǎn)以后,在確定的電場中的確定點(diǎn)的電勢是,和該點(diǎn)有無試探電荷無關(guān)。(4)正電荷由靜止開始僅在電場力作用下一定由電勢處向電勢處運(yùn)動(dòng);負(fù)電荷由靜止開始僅在電場力的作用下一定由向運(yùn)動(dòng)。二、電場力的功1、特點(diǎn)電場力做功與路徑,只與有關(guān)。2、計(jì)算方法(1)由公式W=qE?s(s為電荷初末位置在電場方向上的位移)(2)由公式W二qU(U為電荷初末位置間電勢差的大?。〢BABAB(3)由電場力做功和電勢能的變化的關(guān)系:W二E-E(E.E分ABPAPBPAPB別是電荷電場中A、B兩點(diǎn)的電勢能)(4)由動(dòng)能定理W+W=E電場力其他力口K三、等勢面1、定義:電場中構(gòu)成的面叫等勢面。2、等勢面與電場線的關(guān)系(1)電場線總是與等勢面垂直,且從等勢面指向等勢面。(2)電場線越密的地方,等勢面也。(3)沿等勢面移動(dòng)電荷,電場力做功,沿電場線移動(dòng)電荷,電場力做功。(4)電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具(5)實(shí)際中測量等電勢點(diǎn)較容易,所以往往通過描繪等勢線來確定電場線。四、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1、勻強(qiáng)電場中電勢差U和電場強(qiáng)度E的關(guān)系式為U=2、說明(1)U=Ed只適用勻強(qiáng)電場的計(jì)算,對非勻強(qiáng)場可以用來定性分析,如非勻強(qiáng)電場中各相鄰的等勢面的電勢差一定時(shí),E越大處,d,即等勢而越(2)式中d的含義是某兩點(diǎn)距離或兩點(diǎn)所在等勢面間的距離。由此可知電場強(qiáng)度的方向是電勢降落最的方向。(3)勻強(qiáng)電場中相互平行的方向上相等的距離上電勢降落

的兩沿電場線向上運(yùn)【典型例題】的兩沿電場線向上運(yùn)例1圖1.2—1中,a、b為豎直向上的電場線上一帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)由靜止釋放,到b點(diǎn)恰好速度為零,下列說法中正確的是()A、帶電質(zhì)點(diǎn)在a、b兩點(diǎn)所受的電場力都是豎直向上的B、a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高C、帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能小D、a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程例2如圖1.2一2所示的勻強(qiáng)電場中,有a、b、c三點(diǎn),ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿電場方向,bc和電場方向成60°角,一個(gè)電量為q=4X10-8C的正電荷從a移到b電場力做功為W]=1.2X10-7J求:(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=?(2)電荷從b移到c,電場力做功W=?2(3)a、c兩點(diǎn)的電勢差U=?ac分析:(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)

2)(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程:例31.2—3如圖所示,在場強(qiáng)E=l.5X103N/C的勻強(qiáng)電場中,有A、B、C點(diǎn),AB垂直于電場線,BC平行于電場線,AB=3cm,BC=4cm,AC=5cm,A、B的電勢差U=0,B、C電勢差A(yù)BU與A、C電勢差U相等,U二U=60V,把一正電荷q=+i.Ox10-8cBCACBCAC放在A點(diǎn),求:(1)電荷q在A點(diǎn)受到的電場力為多大?方向怎樣?(2)電荷q沿AtBtC路線到達(dá)C點(diǎn),電場力各做了多少功?電場力做功有什么特點(diǎn)?電勢能怎樣變化?變化了多少?分析:(1)(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))解題過程:例4如圖1.2—4所示,兩平行金屬板A、B間接有直流電源,一電子從A板附近無初速釋放,當(dāng)電子到達(dá)B極板時(shí)速度為I,現(xiàn)將B板向左移動(dòng)一段距離,使A、B間距離變?yōu)樵瓉淼囊话?,仍讓電子從A板附近無初速釋放,當(dāng)電子到達(dá)B板時(shí)速度為v,A、v=v12A、v=v12B、v=2vC、v=—vD、v=\2v1212212分析(1)(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程:針對訓(xùn)練】1、如圖1.2—5所示,M、N兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)等量異種電荷,甬萍咯:*rA為它們連線的中點(diǎn),B為連線上靠近N的一點(diǎn),'C為連線中垂線上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn),在A、B、C三點(diǎn)中()A、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是B點(diǎn)B、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是C點(diǎn)c、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是B點(diǎn)D、場強(qiáng)最小的點(diǎn)是c點(diǎn),電勢最高的點(diǎn)是A點(diǎn)2、如圖1.2—6所示,Q是帶正電的點(diǎn)電荷,P「P2為其電場中的兩點(diǎn),若E「E2為P1和P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小,片、役為P]和卩2兩點(diǎn)的電勢,則()A、E〉E,甲〉申1212B、E〉E,9〈91212D、E〈E,9〈912123、如圖1.2—7所示為某一電場的電場線和等勢面,已知9=5V9=V3ab=be,則()acA、9二4VB、9〉4Vbb精心整理C、CP〈4VD、上述三種情況都有可能b4、在靜電場中,將一電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做了正功,則()A、電場強(qiáng)度的方向一定是由A點(diǎn)指向B點(diǎn)B、電場強(qiáng)度的方向一定是由B點(diǎn)指向A點(diǎn)C、電子在A點(diǎn)的電勢能一定比在B點(diǎn)高D、電子在B點(diǎn)的電勢能一定比在A點(diǎn)高5、某帶電粒子僅在電場力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1.所示,可以判定()A、粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度B、粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能C、粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能D、電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢【能力訓(xùn)練】1、如圖1.2—9所示,在真空中有兩個(gè)帶相等''一「I.i電荷量的正電荷qi和q2,它們分別固定在A、嘰」遙B12■■■■■—』%M兩點(diǎn),DC為AB連線的中垂線,現(xiàn)將正電荷q由3C沿CD移至無窮遠(yuǎn)處,在此過程中()A、q的電勢能逐漸增加B、q3的電勢能先逐漸增加,后逐漸減少C、q3受到電場力逐漸減小D、q3受到電場力先逐漸增大,后逐漸減小22整2、如圖1.2—10所示,在某電場中,沿ABCDA移動(dòng)一負(fù)電荷,電場力分別做功為則以下判斷正確的是A、D點(diǎn)的電勢最咼,且ABB、C點(diǎn)的電勢最高,且9(9ABC、B點(diǎn)的電勢最高,且9〈9ADD、A點(diǎn)的電勢最高,且9〈9DB3、如圖1.2—11所示,虛線a、b和C是某靜電場中的三個(gè)等TOC\o"1-5"\h\z勢面,它們的電勢分別為9、9和9,9〉9〉9-—一帶正abCabc'電的粒子射入電場中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所{t('\bjL電場力做負(fù)功電場力做負(fù)功電勢能增加動(dòng)能減少示,由圖可知()電場力做負(fù)功電場力做負(fù)功電勢能增加動(dòng)能減少A、粒子從K到L的過程中,B、粒子從L從M的過程中,C、粒子從K到L的過程中,D、粒子從L到M的過程中,4、一帶電粒子射入一固定在0點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場中,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如1.2—12圖中細(xì)線abc所示,中粗線是同心圓弧,表示電場等勢面,不計(jì)重力,以下判斷正確的有()A、此粒子一直受靜電斥力作用B、粒子在b點(diǎn)的電勢能一定大于a點(diǎn)的電勢能C、粒子在b點(diǎn)的速度一定和在c點(diǎn)的速度大小D、粒子在a,c兩點(diǎn)的動(dòng)能、速度大小相等5、如圖1.2—13中虛線表示等勢面相鄰兩等勢面間電勢差相等,有一帶正電的粒子在電場中運(yùn)動(dòng),實(shí)線表示該帶正電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能為20eV,運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2eV,若取c點(diǎn)為零勢點(diǎn),則當(dāng)粒子的電勢能為一6eV時(shí),它的動(dòng)能是(A、16eVB、14eVC、6ev.E-廠w"i1?Fr■J1F1「1D、4ev6、(山東濟(jì)南聯(lián)考題)如圖1.2—14所示,實(shí)線為勻強(qiáng)電場中的電場線,虛線為等勢面,且相鄰等勢面間的電勢差相等,一正電荷在等勢面A處的動(dòng)能為20J,運(yùn)動(dòng)到等勢面C處動(dòng)能為零,現(xiàn)取B等勢面為零電勢能面,則當(dāng)此電荷的電勢能為2J時(shí)的動(dòng)能是J,(不計(jì)重力和空氣阻力)7、(2005?湖北宜昌模擬)圖1.2—15中的虛線a、b、c、d表示勻強(qiáng)電場中的4個(gè)等勢面,兩個(gè)帶電粒子M、N(重力忽略不計(jì))以平行于等勢面的初速度射入電場,運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中MPN和NQM所示,已知M是帶正電的帶電粒子,則下列說法中正確的是(精心整理A、N一定也帶正電B、a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢,a點(diǎn)的場強(qiáng)大于b點(diǎn)的場強(qiáng)C、帶電粒子N的動(dòng)能減小,電勢能增大D、帶電粒子N的動(dòng)能增大,電勢能減小8、如圖1.2—16所示,帶電體Q固定,帶電體P的電荷量為q,質(zhì)量為m,與絕緣的水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩,將P在A點(diǎn)由靜止放開,則在Q的排斥下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停下,A、B相距為s,下列說法正確的是()A、若將P從B點(diǎn)由靜止拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功2卩mgsB、若將P從B點(diǎn)拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功ymgsC、P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢能增加卩mgsD、P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢能減少^mgs9、圖中虛線1.2—17所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4,相鄰的等勢面之間的電勢差相等,其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電熱能變?yōu)椤?eV時(shí),它的動(dòng)能為多大?10、一端固定的長為L的絕緣線,另一端拴住質(zhì)量為m帶電荷量為q的小球,放在水平向右的勻強(qiáng)電場中如圖1.2—18所示,把細(xì)線拉至水平,將小球從A點(diǎn)22整由靜止釋放,當(dāng)小球向下擺過60°角達(dá)B的位置時(shí)速度恰好為零,求:(1)A、B兩點(diǎn)間的電熱差(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)§1.3電容器與電容帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解電容器及電容的概念,常握平行板是容器的電容問題分析方法,認(rèn)識(shí)常用電容的結(jié)構(gòu)。2、掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)問題的處理方法,了解示波器的原理及應(yīng)用?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、電容器與電容1、電容器、電容(1)電容器:兩個(gè)彼此又互相的導(dǎo)體都可構(gòu)成電容器。(2)電容:①物理意義:表示電容器電荷本領(lǐng)的TOC\o"1-5"\h\z物理量。②定義:電容器所帶(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對值)與兩極板間[一「的比值叫電容器的電容。丄L_¥匸T一③定義式:C=Q=UQ「_1UnU2、電容器的充放電過程(1)充電過程特點(diǎn)(如圖1.3—1)

充電電流:電流方向?yàn)榉较?,電流由大到?。浑娙萜魉鶐щ姾闪?③電容器兩板間電壓;④電容中電場強(qiáng)度;當(dāng)電容器充電結(jié)束后,電容器所在電路中電流,電容器兩極板間電壓與充電電壓⑤充電后,電容器從電源中獲取的能量稱為(2)放電過程特點(diǎn)(如圖1.3—2):①放電電流,電流方向是從正極板流出,電流由大變??;開始時(shí)電流最大TOC\o"1-5"\h\z②電容器電荷量;電容器兩極板間電壓;電容器中電場強(qiáng)度;電容器的轉(zhuǎn)化成其他形式的能注意:放電的過程實(shí)際上就是電容器極板正、負(fù)電荷中和的過程,當(dāng)放電結(jié)束時(shí),電路中無電流。3、平等板電容器(1)平行板電容器的電容計(jì)算式(即電容與兩板的正對面積成正比,與兩板間距離成為反比,與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比(2)帶電平行板電容器兩板間的電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場,且E=u蛆玄,壯用題容&滋A'.L:2沖?u蛆玄,壯用題容&滋A'.L:2沖?22整靜電計(jì)電容器充電后,兩板間有電勢差U,但U的大小用電壓表去測量(因?yàn)閮砂迳系恼⒇?fù)電荷會(huì)立即中和掉),但可以用靜電計(jì)測量兩板間的電勢差,如圖1.3—3所示靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的,靜電計(jì)由的兩部分構(gòu)成,靜電計(jì)與電容器的兩部分分別接在一起,則電容器上的電勢差就等于靜電計(jì)上所指示的,U的大小就從靜電計(jì)上的刻度讀出。注意:靜電計(jì)本身也是一個(gè)電容器,但靜電計(jì)容納電荷的本領(lǐng)很弱,即電容c很小,當(dāng)帶電的電容器與靜電計(jì)連接時(shí),可認(rèn)為電容器上的電荷量保持不變。5、關(guān)于電容器兩類典型問題分析方法:(1)首先確定不變量,若電容器充電后斷開電源,則_不變;若電容器始終和直流電源相連,則_不變。(2)當(dāng)決定電容器大小的某一因素變化時(shí),用公式判斷電容的變化。(3)用公式分析Q和U的變化。(4)用公式分析平行板電容兩板間場強(qiáng)的變化。二、帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)1、帶電粒子在電場中加速,應(yīng)用動(dòng)能定理,即2、(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法,類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)。①求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,②離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量,③離開電場時(shí)速度的大?、芤约半x開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角_

(2)若電荷先經(jīng)電場加速然后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,則y=tan)二(U1為加速電壓,U2為偏轉(zhuǎn)電壓)3、處理帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)問題的方法(1)等效法:帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng),若不能忽略重力時(shí),可把電場和重力看作等效重力,這樣處理起來更容易理解,顯得方便簡捷。(2)分解法:帶電微粒在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)這種較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),可分解成沿初速方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿電場力方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來分析、處理。【典型例題】[例1]電容器C、電阻器R和電源E連接成如圖1.3—4所示的電路,當(dāng)把絕緣板P從電容器極板a、b之間拔出的過程中,電路里A、沒有電流產(chǎn)生B、有電流產(chǎn)生,方向是從a極板經(jīng)過電阻器R流向b極板C、有電流產(chǎn)生,方向是從b極板經(jīng)過電阻器R流向a極板D、有電流產(chǎn)生,電流方向無法判斷(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))3)解題過程[例2]如圖1.3—5所示的電路中,電容器的N板接地,在其兩板間的P點(diǎn)固定一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷,求以下過程后,電容器的帶電荷量Q、兩極間的電壓U、兩極間的場強(qiáng)E,P點(diǎn)的電勢9、負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢能Ep各如何變化?S接通后再將M板上移一小段距離。S接通后再斷開,再將N板上移一小段距離。審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))解題過程[例3]為研究靜電除塵,有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器,容器側(cè)面是絕緣的透明的機(jī)玻璃,它的上下底面是面積A=0.04m2金屬板,間距L=0.05m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí),能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場,如圖所示,現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒1013個(gè),假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)顆粒帶電量為q=+1.0x10一17C,質(zhì)量為m二2.0X10-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力,求合上電鍵后:經(jīng)過多長時(shí)間煙塵顆粒可以被全部吸附?除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功?(3)經(jīng)過多長時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大?審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))解題過程[例4]如圖A所示為示波管的原理圖,圖b表示熒光屏的界面,從發(fā)熱的燈絲射出的電子初速度很小,可視為零,在燈絲和極板P之間所加電壓為在兩對偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'上所加的電壓分別為匕和若U1>0,U2=U3=0,則經(jīng)過加速后的電子束將打在熒光屏的中心0點(diǎn),如果U=0,匕的大小隨時(shí)間變化,其規(guī)律如下圖C所示,則屏上將出現(xiàn)一條亮線,已知U「2500V,每塊偏轉(zhuǎn)極板的長度l都等于4cm,兩塊正對極板之間的距離d=lcm,設(shè)極板之間的電場是勻強(qiáng)電場,且極板外無電場,在每個(gè)電子經(jīng)過極板的極短時(shí)間內(nèi),電場視為不變,X,X'極板的右端到熒光屏的距離L=8cm,熒光屏界面的直徑D=20cm,要使電子都能打在熒光屏上,U2的最大值是多少伏?(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程【針對訓(xùn)練】1、圖1.3—8所示是一個(gè)由電池、電

阻R、電鍵S與平板電容器組成的串.聯(lián)電路,電鍵閉合,在增大電容器兩;

極板間距離的過程中()?A、電阻R中沒有電流B、電容器的電容變大C、電阻R中有從a流向b的電流D、電阻R中有從b流向a的電流2、如圖1.3-9所示,兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開關(guān)S閉合,電容器兩板間有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的微粒靜止不動(dòng),下列敘述中正確的是()A、微粒帶的是正電mgdB、電源電動(dòng)勢的大小等于爲(wèi)—C、斷開開關(guān)S,微粒將向下做加速運(yùn)動(dòng)D、保持開關(guān)S閉合,把電容器兩極板距離增大微粒將向下做加速運(yùn)動(dòng)3、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平

行放置,構(gòu)成一平行板電容器,與它相連接的

電路如圖所示,接通開關(guān)K,電源即給電容器充電。()A、保持K接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減小B、保持K接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢

差減小C、斷開K,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢差減小D、斷開K,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則兩極板間的電勢差增大a粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4倍,們從靜止開始經(jīng)同一電場加速后,4a粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4倍,們從靜止開始經(jīng)同一電場加速后,4、電荷量是質(zhì)子的2倍,它獲得的速度大小之比為A、1:2B、1:邁邁:15、如圖1.3-11所示,平行金屬板內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以v°從A點(diǎn)水平射入電場,且剛好以速度電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以v°從A點(diǎn)水平射入電場,且剛好以速度v從B點(diǎn)射)。則它剛好以速度A、若該粒子以速度“-u°”從A點(diǎn)射出B、若將q的反粒子則它剛好以速度“-u”0C、若將q的反粒子"-u”從B點(diǎn)射入,(-q、m)以速度-u”從B點(diǎn)射入,從A點(diǎn)射出(-q、m)以速度"-U”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-u”從A點(diǎn)射出D、若該粒子以速度“-u°”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-u”從A點(diǎn)射出6、圖甲所示為示波器的部分構(gòu)造,真空室中電極K連續(xù)不斷地發(fā)射的電子(不計(jì)初速)經(jīng)過電壓為U的加速電場后,由小孔f沿水平金屬板A、B間的中心軸線射入板間,板長為1,兩板相距為d,電子穿過兩板后,打在熒光屏上,屏到兩板邊緣的距離為L,屏上的中點(diǎn)為O,屏上a、b兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為S/2,若在A、B兩板間加上變化的電壓,在每個(gè)電子通過極板的極短時(shí)間內(nèi),電場可視為恒定的,現(xiàn)要求t=0時(shí),進(jìn)入兩板間的電子打在屏上的a點(diǎn),然后經(jīng)時(shí)間T亮點(diǎn)勻速上移到b點(diǎn),在屏上形成一條直亮線,電子的電量為e,質(zhì)量為m。(1)求A、B間電壓的最大值;(2)寫出在時(shí)間0到T時(shí)間內(nèi)加在A、B兩板間的電壓U與時(shí)間t的關(guān)系式;(3)在圖乙中畫出0到T時(shí)間內(nèi)的U-t圖象示意圖。【能力訓(xùn)練】1、在如圖1.3—14所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,:胡冷L平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計(jì)相接,極板A接地,若極板A稍向上移動(dòng)一點(diǎn),由觀察到的靜電計(jì)指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是()A、兩極板間的電壓不變,極板上的電量變小B、兩極板間的電壓不變,極板上的電量變大C、極板上的電量幾乎不變,兩極板間的電壓變小D、極板上的電量幾乎不變,兩極板間的電壓變大2、一平行板電容器,兩板之間的距離d和兩板面積S都可以調(diào)節(jié),電容器兩板與電池相連接,以Q以調(diào)節(jié),電容器兩板與電池相連接,以Q表示電容器的電荷量,E表示兩極間的電場強(qiáng)度,則A、增大、不變時(shí),減小B、增大、不變時(shí),Q增大,增大C、減小、增大時(shí),增大D、增大、減小時(shí),Q不變、不變3、圖中1.5—15所示是一個(gè)平行板電容A、增大、不變時(shí),減小B、增大、不變時(shí),Q增大,增大C、減小、增大時(shí),增大D、增大、減小時(shí),Q不變、不變3、圖中1.5—15所示是一個(gè)平行板電容器,其電容為C,帶電量為Q,上極板帶正電,現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)連線AB與極板間F到B點(diǎn),如圖所示,A、B兩點(diǎn)間的距離為S,的夾角為30°,則電場力對試探電荷q所做的功等于()qCsA、QdqQsqQsB、~CdC、2CdqCsD、2Qd垂直于電場線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場,4、初速度均為零的質(zhì)子和a粒子,被同一加速電場加速后,在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)垂直于電場線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場,A、兩種粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間相同B、質(zhì)子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間較短C、兩種粒子的偏轉(zhuǎn)角相等D、aC、兩種粒子的偏轉(zhuǎn)角相等D、a粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的動(dòng)能較大5、在電場中,電子在只受電場力的作用大,可能做A、勻速直線運(yùn)動(dòng)B、勻變速直線C、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

6、如圖1.3—16所示,在A板附近有一電子由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng),則關(guān)于電子到達(dá)B板時(shí)的速率,下列解釋正確的是A、A、B、兩板間距越小,加速度就越大,則獲得的速率越大CB、兩板間距越小,加速度就越大,則獲得的速率越大C、與兩板間的距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)以上解釋都不正確7、如圖1.3—17所示,水平放置的兩個(gè)平行金屬板,上板帶負(fù)電,下板帶等量的正電,三個(gè)質(zhì)量相等,分別帶正電、電和不帶電的粒子從極板的左側(cè)P點(diǎn)以相的水平初速度進(jìn)入電場中,分別落在正極的a、b、c三處,由此可知()粒子a帶正電,b不帶電,c帶負(fù)三個(gè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等三個(gè)粒子在電場中的加速度aVaVaabc三個(gè)粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能E>E>Ekakbkc電子8、圖1.3—18是一個(gè)說明示波管工作原理的示意圖,電子經(jīng)電壓[加速后以速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h,兩平行板間的距離為d,電勢差U2,板長L,為了提高示波管的靈敏度(每位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量U2,板長L,為了提高示波管的靈敏度(每位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量U2)()單可采用的方法是A、增大兩板間電勢差B、盡可能使板長L短些C、盡可能使板間距離d小一些D、使加速電壓U升高一些9、在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系,Oy表示豎直向上方向,如圖1.3—19所示,已知該平面內(nèi)存在沿X軸正向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場,一個(gè)帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)0沿Oy方向以4J的初動(dòng)能豎直向上拋出,不計(jì)空氣阻力,它到達(dá)的最高點(diǎn)位置如圖中M點(diǎn)表示。求:(1)小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E;KM(2)設(shè)小球落回跟拋出點(diǎn)同一水平面時(shí)的位置為N,求小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E。kN10、右圖所示為真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計(jì)),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓[加速,從A板中心孔沿中心線K0射出,然后進(jìn)入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場),電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場兵器打在熒光屏上的P點(diǎn),已知M、N兩板間的電壓為匕,兩板間的距離為d,板長為\,板右端到熒光屏的距離為L2,電子的質(zhì)量為m,電小;側(cè)移荷量為e。求:??;側(cè)移(1)電子穿過A板時(shí)的速度大(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的量;3)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。X1《電場》章末測試(一)一、選擇題(5X10)1、M、O、N、P四個(gè)點(diǎn)在同一條直線上,且現(xiàn)在O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷Q,如圖A—1所示,則M、N兩點(diǎn)場強(qiáng)相同M、N兩點(diǎn)電勢相等把檢驗(yàn)電荷q從M移到P比從N移到MO=ON=NP,

)A、B、C、—汕fi.-VP圖A—1把檢驗(yàn)電荷q從M移到P與從N移到電場力做功多電場力做功相如圖A—2所示,A、B兩點(diǎn)相距d=10cm,它們的連線與勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向夾角60。,把電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),需克服電場力做功20eV,則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)等于(A、B、C、

D、3、)800N/C400N/C400J3N/C800花N/C一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點(diǎn),如圖A—3所示,若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到如圖中虛線的位置,則正電荷在P點(diǎn)的電勢能()不變變大A、B、C、D4、變小條件不夠,不能確定如何變化如圖A—4所示,a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球,用絕緣細(xì)線掛于同一點(diǎn),兩球靜止時(shí),它們離水平地面的高度相等,繩與豎直方向夾角a、p,且a<p,同時(shí)剪斷細(xì)線不計(jì)空氣阻力,兩球帶電量不變,則a、b同時(shí)落地落地時(shí)兩球動(dòng)能相等落地時(shí)a球水平飛行的距離比b小在空中飛行過程中,a球受到的沖量比b球受到的沖量大下列粒子從初速度為零狀態(tài),經(jīng)過加速電壓為U的電場后,粒子中速度最大的是()C、氚核D、a粒子6、勻強(qiáng)電場方向水平向右,一帶電顆粒沿圖A—5中虛線所示,在電場中沿斜向上方向做直線運(yùn)動(dòng)。帶電顆粒從A到B的過程中,關(guān)于其能量變化及帶電情況的說法正確的是()A、B、C、

D、5、A、質(zhì)子B、氘核A、顆粒一定帶負(fù)電B、顆??赡軒д奀、顆粒的機(jī)械能減小,電勢能增大D、顆粒的機(jī)械能減小,動(dòng)能增大不計(jì),則(A、若電子是在B板運(yùn)動(dòng)B、若電子是在而向B板運(yùn)動(dòng),C、若電子是在)t=0時(shí)刻進(jìn)入的,它將一直向7、A、B是一對平行金屬板,A板接地,如圖A一6所示,在兩板間加上一周期為T的交變電壓U,使B板的電勢U隨時(shí)間變化規(guī)律為:在O到T/2時(shí)間內(nèi),u=U(正的常數(shù));在T/2到T的時(shí)間內(nèi)U=-U;在T到3T/2的時(shí)間內(nèi)U=U不計(jì),則(A、若電子是在B板運(yùn)動(dòng)B、若電子是在而向B板運(yùn)動(dòng),C、若電子是在)t=0時(shí)刻進(jìn)入的,它將一直向t=T/8時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)—時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上t=3T/8時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上D、若電子是在t=T/2時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上8、將平行板電容器與靜電計(jì)連接,充電后撤去電源,靜電計(jì)指針張開某一角度9,如圖A—7所示,若將電容器兩極間距離增大,則A則A、B、C、兩極板間電勢差不變,9不變兩極板間電勢差減小,9減小電容器電容減小,9變小D電容器電容減小,9變大9、關(guān)于電勢與電勢能的四種說法中,正確的有(9、關(guān)于電勢與電勢能的四種說法中,正確的有(A、在電場中,電勢較高的地方,電荷在那一點(diǎn)具有的電勢能較大B、在電場中某一點(diǎn),若放入電荷的電量越大,它具有的電勢能越大C、在正的點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn),正檢驗(yàn)電荷具有的電勢能一定大于負(fù)檢驗(yàn)電荷具有的電勢能D、在負(fù)的點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn),負(fù)檢驗(yàn)電荷具有的電勢能一定大于正檢驗(yàn)電荷具有的電勢能10、如圖A—8所示,斜面和水平面都是絕緣粗糙的,有一個(gè)帶電量+q、質(zhì)量為m的小物體,從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放,它在水平面上運(yùn)動(dòng)后停止,若在此空間加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場,再由該點(diǎn)靜止釋放,則它在水平面上運(yùn)動(dòng)s后停止,則()2A、sBsC、=sD、無法確定S1>2、S1<2S12

、填空題(5x4分)11、質(zhì)子和a粒子垂直場強(qiáng)方向射入同一勻強(qiáng)電場中,若射出電場時(shí)它們的偏轉(zhuǎn)角相同,則質(zhì)子和a粒子入射時(shí)的動(dòng)能之比為.(不計(jì)重力)12、如圖A—9,在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,有兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球,電量分別為+2q和-q,兩小球用絕緣絲線相連,另用絕緣絲線系住帶正電的小球懸掛于O點(diǎn),處于平衡狀態(tài)。若絲線對懸點(diǎn)O的拉力為3mg則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為?13、如圖A—10,a、b、c為某電場中的三個(gè)等勢面,相鄰兩個(gè)等勢面間的電勢差相同,其中等勢面b的電勢為零,一電子進(jìn)入該電場中運(yùn)動(dòng),經(jīng)等勢面c時(shí)動(dòng)能為20J,到達(dá)等勢面動(dòng)能減為零。則當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到動(dòng)能為15J時(shí),其電勢到達(dá)等勢面能為?14、如圖a—11,平行板電容器的兩板分別接在r電源的正、負(fù)極上在兩板間的電場中有一帶電液滴恰好保持靜止。若把電容器兩板間距加倍,則帶電液滴將向運(yùn)動(dòng),其加速度的大小為12所示,在光滑絕緣豎直細(xì)桿上,套有一個(gè)三、計(jì)算題(運(yùn)動(dòng),其加速度的大小為12所示,在光滑絕緣豎直細(xì)桿上,套有一個(gè)15、如圖A有小孔的小球,小球質(zhì)量為m、帶電量為-q,桿與以正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn),小球從A點(diǎn)無初速度釋放,已知AB=BC=h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為3gh。求小球滑到C點(diǎn)時(shí)的速度大小及AC兩點(diǎn)間的電勢差。'16、如圖A—13所示為光滑絕緣水平的直線軌道,在軌道的豎直平面內(nèi)加一個(gè)斜向上方的勻強(qiáng)電場,有一質(zhì)量為1.0Xio_2kg、帶電量為+1.0Xio_4C的可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,從軌道上的A點(diǎn)無初速釋放,沿直線運(yùn)動(dòng)0.2m到達(dá)軌道上的B點(diǎn),此時(shí)速度為2m/s。(g取10m/)求:(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢差US2;AB

(2)場強(qiáng)大小可能的取值范圍。17、相距為d的M、N兩平行金屬板與電池相連接,如圖所示,一帶電粒子從M極板邊緣,垂直于電場方向射入,并打到N板的中心,現(xiàn)欲使粒子原樣射入,但能射出電場,不計(jì)重力,就下列兩種情況,分別求出N板向下移動(dòng)的距離。(1)開關(guān)S閉合;(2)把閉合的開關(guān)S打開。18(選做題10分)在足夠大的真空空間中,存在水平方向向右的勻強(qiáng)電場,若用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m的帶正電小球懸掛在電場中,靜止時(shí)細(xì)線與堅(jiān)直方向夾角9=37。。再將該小球從電場中的某點(diǎn)豎直向上拋出,拋出的初速度大小為°,如圖A一15所示,求:0(1)小球在電場內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中的最小速率。2)小球從拋出至達(dá)到最小速率的過程中,電場力對小球做的功。?電場》測試(二)一、選擇題(40分1、如圖所示直線CD是真空中的一條電場線,若將一電子從A點(diǎn)由靜止釋放,電子沿電場線從A到B運(yùn)動(dòng)中速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示,則A、B兩點(diǎn)的電勢場強(qiáng)E、E及電子在A、B兩點(diǎn)電勢能E、、EB的大小關(guān)系是(蚩、―9A'PB9A>咒C、E>ED、EVE2、如、圖所示A—根B用絕緣材料制成的輕彈簧,勁度系數(shù)為K,一端固定,另一端與質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球相連,靜止在光滑絕緣水面上,當(dāng)施加水平向右的勻強(qiáng)電場E后,小球開始運(yùn)動(dòng),關(guān)于小球B、Epa>Epb的運(yùn)動(dòng)的正確說法是()A、運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度為qE/mB、從靜止向右運(yùn)動(dòng)距離為qE時(shí)速度最大KC、小球的機(jī)械能守恒D、小球的動(dòng)能、彈性勢能、電勢能之和保持不變3、氘核貼著水平的平行板電容器的一塊極板,以速度v從左端平行極板射入極板間的電強(qiáng)是場中,恰能貼著另一極板離開電場。今將粒子入射速度增加到程v,且仍能從另一板的右端點(diǎn)離開可采取的措施是()只是將入射的氘核換作氦核只是將入射的氘核換作氫核只是將偏轉(zhuǎn)電壓增加到原來的2倍只是將板間距離變?yōu)樵瓉淼?/2如圖所示一勻強(qiáng)電場的直角坐標(biāo)系A(chǔ)、B、C、

D4、*yXOY所在平面平行,電場中的的電勢分別為)沿+x偏下方向沿一y方向向(9二109二1V9=OabB、D、o、a、b三點(diǎn)-V,則場強(qiáng)方沿+x偏上方向沿+x方向B兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量正電荷個(gè)具有初速度的帶負(fù)電的粒子僅在這兩個(gè)電荷作用下可能做()勻速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示,真空中A、A、B、C、D、6、(+A(+B如圖為豎起放置的光滑半圓孤絕緣細(xì)管的圓心O處放帶電量為q的小球從圓弧管的水平直對管壁恰好一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m,徑端點(diǎn)由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),無壓力。則放于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為(E=mg/q2mg/q3mg/q不能確定A、B、C、D、7、如圖所示平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電源連接,S閉合一段時(shí)間后斷開,a處固定一帶電量很小的正點(diǎn)電荷點(diǎn)電勢,F(xiàn)a表示點(diǎn)電荷受的電場力,e表示在a點(diǎn)的電勢能,現(xiàn)將電容器B板向下移動(dòng)一小段距離使板間距離增大,則9變小,9a變大,9a不變,9a不變,如圖BA、B、C、D、8、Fa變大e變小Fa不變Epa變大Fa變小Epa不變,F(xiàn)a不變Ea不變—7所示平。行直線表示電場線,但未標(biāo)方向,帶電為+10-2C的電荷在電場中只受電場力作用,由A移至B點(diǎn),動(dòng)能損失0.J,若—10V,則()A、B點(diǎn)電勢9=10VB、電場方向從右向左9=aC、運(yùn)動(dòng)軌跡可能為1D、運(yùn)動(dòng)軌跡可能為29、如圖所示,A、B是質(zhì)量相同的帶等量同種電荷的小球,懸線長為L,B球固定。平衡時(shí),A球受的拉力為F,現(xiàn)其他條件不變,改變A的質(zhì)量,使A球在距Bx處再平衡,則A球受到繩的拉力為)2A、FB、2FC、4FD、8F10、如圖所示有兩個(gè)完全相同的金屬球A、B,B固定在絕緣地板上,A在離B高H的正上方由靜止釋放與B發(fā)生正碰后回跳至h處,若碰撞中無能量損失,空氣阻力不計(jì),則()A、若A、B帶等量同種電荷,則h>HB、若A、B帶等量異種電荷,則hVHC、若A、B帶等量異種電荷,則h>HD、若A、B帶等量異種電荷,則h=H二、填空11、如圖所示一根輕桿長40cm,可繞過中點(diǎn)O垂直于紙面的固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),兩端各固定一個(gè)m=1g,q=1.0X10-4C的異性小球,若E=5.0X104N/C,桿與電場成?角(sin=0.6)不計(jì)重力與摩擦,突然剪斷細(xì)線,小球的最大速率為恰好通過A點(diǎn),已知oA連線與ox軸夾角為30?A12、如圖所示在豎直平面內(nèi)存在方向豎起向下的勻強(qiáng)電場,質(zhì)量為m的帶電小球以Vo從O恰好通過A點(diǎn),已知oA連線與ox軸夾角為30?A13、如圖所示,一條長為1的細(xì)線上端固定在o點(diǎn),下端系一個(gè)質(zhì)量為m的球,置于一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)為E,水平向右,平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為?,若此時(shí)給球一個(gè)N?S的沖量才能使球在豎直平面內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng)。14、如圖所示板長為L的電容器與水平面成9角,板間有勻強(qiáng)電場,一個(gè)帶負(fù)荷電量為q,質(zhì)量為m的液滴,以速度V垂直于電場方向射入兩板間,射入后液滴沿直線運(yùn)動(dòng),則板間場強(qiáng)E=離開時(shí)速度為三、計(jì)算題15、如圖所示,一擺球的質(zhì)量為m,帶正電荷,電量為q,擺長為L,場強(qiáng)e=mg,水平向右,擺球平衡位置在C點(diǎn),與豎直夾

角為,開始時(shí)在水平位置A點(diǎn),無初速釋放,求擺球在C點(diǎn)時(shí)的速度及擺線的拉力。16、已知火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力F等于火箭在單位時(shí)間內(nèi)噴出的推進(jìn)劑的質(zhì)量J與推進(jìn)劑速度V的乘積,即:F=Jv。質(zhì)子發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的推進(jìn)劑是質(zhì)子,這種發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的質(zhì)子流電流1=1.0A,用于加速質(zhì)子的電壓u=5.0X兩板豎直放置,,-一104V,試求發(fā)動(dòng)機(jī)的推力,(已知質(zhì)子m=1.6X10-27kg,e=1.6X10-19C兩板豎直放置,,-一粒子受到的電場力x的值粒子到P時(shí),電容器移動(dòng)的距離S電容器獲得的最大第二章恒定電流§2.1導(dǎo)體中的電場和電流電動(dòng)勢17、如圖所示電容器c固定在絕緣底座總質(zhì)量為M,放于光滑水平面上,帶電量為Q,極板間距為d粒子受到的電場力x的值粒子到P時(shí),電容器移動(dòng)的距離S電容器獲得的最大第二章恒定電流§2.1導(dǎo)體中的電場和電流電動(dòng)勢(1)2)3)4)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、明確電源在直流電路中的作用,理解導(dǎo)線中恒定電場的建立,知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱的物理量電流。2、讓學(xué)生知道非靜電力在電路中的作用是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極,同時(shí)在該過程中非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能,理解電動(dòng)勢的概念。自主學(xué)習(xí)】1、分別帶正負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體,若用導(dǎo)線R連接,導(dǎo)線R中可能存在一個(gè)電流,若要保持持續(xù)的電流,AB需維持一定的。能使A、B間維持一定的電勢差的裝TOC\o"1-5"\h\z置稱為.2、達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),導(dǎo)線內(nèi)的電場是由、等電路元件所積累的電荷共同形成的,電荷的分布是的,電場的分布也是的,且導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線。3、有穩(wěn)定分布的所產(chǎn)生的穩(wěn)定的,稱為恒定電場?靜電場中的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系等在恒定電場中適用。4、我們把、都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。5、I表示電流,q表示在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,它們間的關(guān)系勢為:。6、在外電路中,正電荷由電源的極流向極,在電源的內(nèi)部靠“非靜電力”把靜電荷從極搬運(yùn)到極。7、電源是通過非靜電力做功把能轉(zhuǎn)化為的裝置。8、電動(dòng)勢是用來表示把其他形式的能轉(zhuǎn)化為本領(lǐng)的物理量。用E來表示,定義式為,其單位是決定,跟電源的體積,跟9決定,跟電源的體積,跟外電路。10、電源的重要參數(shù)有、、等?!镜湫屠}】例1、關(guān)于電流的說法正確的是()A、根據(jù)I=q/1,可知I與q成正比。B、如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量相等,則導(dǎo)體中的電流是恒定電流。C、電流有方向,電流是矢量D、電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位例2、如果導(dǎo)線中的電流為1mA,那么Is內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少?若算得“220V,60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA,則20s內(nèi)通過燈絲的橫截面的電子是多少個(gè)?例3、關(guān)于電動(dòng)勢,下列說法正確的是()A、電源兩極間的電壓等于電源電動(dòng)勢B、電動(dòng)勢越大的電源,將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大C、電源電動(dòng)勢的數(shù)值等于內(nèi)、外電壓之和D、電源電動(dòng)勢與外電路的組成無關(guān)【針對訓(xùn)練】1、關(guān)于形成電流的條件,下列說法正確的有()A、導(dǎo)體中的自由電子不停地運(yùn)動(dòng)B、導(dǎo)體接在電路上C、導(dǎo)體放置于電場中D、導(dǎo)體兩端存在著電壓2、在10s內(nèi),通過某金屬導(dǎo)體橫截面的電量為16C。求導(dǎo)體中的電流和每秒鐘通過橫截面的自由電子數(shù)。3、只要導(dǎo)體兩端存在,導(dǎo)體中的自由電子就在力的作用下,從電勢處向電勢處定向移動(dòng),移動(dòng)的方向與導(dǎo)體中電流的方向。4、鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2V,這表示()A、電路中每通過1C電荷量,電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷、蓄電池兩極間的電壓為2VC、蓄電池在1S內(nèi)將的2J化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹、蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢為1.5V)的大【能力訓(xùn)練】1、下列關(guān)于電流方向的說法中,正確的是()A、電流的方向就是自由電荷定向移動(dòng)的方向B、電流的方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向C、在金屬導(dǎo)體中,電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反D、在電解液中,電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同2、某一電解池,如果在Is內(nèi)共有5.0X1018個(gè)二價(jià)正離子和1X1019一價(jià)負(fù)離子通過某一橫截面,則通過這個(gè)橫截面的電流是()A、0AB、0.8AC、1.6AD、3.2A3、如圖所示,電解槽內(nèi)有一價(jià)的電解溶液,ts內(nèi)通過溶液內(nèi)橫截面S的正離子數(shù)是n,負(fù)離子數(shù)是n,設(shè)元電荷的電量為e,以下解釋正確的是()

A、正離子定向移動(dòng)形成電流,方向從A到B,負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從B到AAnB、溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng),電流相互抵消C、溶液內(nèi)電流方向從A到B,電流1=竺tD、溶液內(nèi)電流方向從A到B,電流I=(nin2)et4、如圖所示,兩個(gè)截面不同,長度相等的均勻銅棒接在電路中,兩端的電壓為U,則()A、通過兩棒的電流強(qiáng)度不相等B、兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相等C、兩棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)場強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)場強(qiáng)E2D、通過兩棒的電荷量相等5、對于不同型號(hào)的干電池,下列說法正確的是()A、1號(hào)干電池的電動(dòng)勢大于5號(hào)干電池的電動(dòng)勢B、1號(hào)干電池的容量大于5號(hào)干電池的容量C、1號(hào)干電池的內(nèi)阻大于5號(hào)干電池的內(nèi)阻D、把1號(hào)和5號(hào)干電池分別連入電路中,若電流I相同,它們做功的快慢相同6、對于不同的電源,工作時(shí)的電流為?I,下列說法正確的是()A、I越大的電源做功越快B、I越大的電源輸出的電能就越多C、電動(dòng)勢越大的電源做功越快D、電動(dòng)勢E與電流I的乘積體現(xiàn)了電源做功的快慢7、以下有關(guān)電動(dòng)勢的說法正確的是()A、電源的電動(dòng)勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比,跟通過的電量成反比B、電動(dòng)勢的單位跟電壓的單位一致,所以電動(dòng)勢就是兩極間的電壓C、非靜電力做的功越多,電動(dòng)勢就越大D、E=W只是電動(dòng)勢的定義式而非決定式,電動(dòng)勢的大小是由電q源內(nèi)非靜電力的特性決定的8、電路中每分鐘只有60萬億個(gè)自由電子通過橫截面積為0.6X10-6m2的導(dǎo)線,那么電路中的電流是()A、0.046“AB、“A1.6C、16“AD、0.16“A9、鉛蓄電池是太陽能供電系統(tǒng)的重要器件,它的主要功能,是把太陽能電池板發(fā)的電能及時(shí)儲(chǔ)存在電瓶內(nèi),以供用電設(shè)備使用。某太陽能電池板給一電動(dòng)勢為15V的鉛蓄電池充電時(shí)的電流為4A,充電10小時(shí)充滿,該鉛蓄電池儲(chǔ)存了多少電能?10、在截面積為S得粗細(xì)均勻銅導(dǎo)體中流過恒定電流I,銅的電阻率為P,電子電量為e,求電子在銅導(dǎo)體中運(yùn)行時(shí)受到的電場力?!?.2串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)電表的改裝【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握串并聯(lián)電路中電壓、電流、電阻的關(guān)系。2.知道滑動(dòng)變阻器連入電路的作用。3.理解有關(guān)電表改裝的計(jì)算?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】1.串聯(lián)電路各處的電流,并聯(lián)電路的總電流等于2.串聯(lián)電路兩端的總電壓等于,并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓____.3?串聯(lián)電路的總電阻等于,并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù).4?小量成的電流表要改裝成量程較大的電壓表示需___連一個(gè)電阻,要改裝成一個(gè)量程較大的電流表需___連一個(gè)電阻。5?電流表G的電阻Rg叫電流表的___,指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig叫做___,此時(shí)加在它兩端的電壓Ug叫做有歐姆定律可知Ug=.【典型例題】例1.有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg=10Q滿偏電流Ig=3mA。要把它改裝成量程0—3V的電壓表,要串聯(lián)多大的電阻?改裝后電壓表的內(nèi)阻是多大?答案(990Q,1000Q)例2?有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg=25Q滿偏電流Ig=3mA。要把它改裝成量程0—0.6mA的電流表,要并聯(lián)多大的電阻?改裝后電流表的內(nèi)阻是多大?答案(0.126Q,0.125Q)例3?一安培表由電流表G與電阻R并聯(lián)而成。若在使用中發(fā)現(xiàn)此安培表讀數(shù)比準(zhǔn)確值稍小些,下列可采取的措施是??????22整一個(gè)比R大得多的電阻A.在A.在R上串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻B.在R上串聯(lián)C.在C.在R上并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻D.在R上并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻答案(A)Ei【針對訓(xùn)練】Ei如圖1所示,每個(gè)電阻的阻值都是2歐,安培表內(nèi)阻不計(jì),在B、C間加6伏壓時(shí),安培表的示數(shù)是0安1安0安1安2安3安在陽Iff路如圖2在陽Iff路如圖2所圖2?2?圖2=R=R,一培表At和A的示求安培表A的示纟(0.9A)33?有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg=10Q滿偏電流Ig=2mA。要把它改裝成量程0—2V的電壓表,要串聯(lián)電阻?改裝后電壓表的內(nèi)阻___4?有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg=15Q滿偏電流Ig=2mA。要把它改裝成量程0—0.4mA的電流表,要并聯(lián)電阻?改裝后電流表的內(nèi)阻能力訓(xùn)練】如圖3所示的電路常稱為分壓電路,當(dāng)ab

間的電壓為U時(shí),利用它可以在cd端獲得0和U之間的任意電壓。試說明其中的道理。2.如圖4,兩個(gè)定值電阻R串聯(lián)后接在輸出電壓U穩(wěn)1R2定于12V的直流電源中。有人把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于RR的12電壓表接在R兩端,電壓表的示數(shù)8V,如果他把此表改接在1兩端R,則電壓表的示數(shù)2A小于4V;B等于4V;C大于或等于8V;D大于4V小于8V.答案(A)圖5畫出了用電壓表電流表測量導(dǎo)體電阻的兩種電路圖。途中電壓表內(nèi)阻103Q,電流表內(nèi)阻為0.1Q和被測導(dǎo)體的真實(shí)電阻為87.4Q。測量時(shí),把電壓表讀書和電流表讀數(shù)的比值稱為電阻的測量值。如果不考慮實(shí)驗(yàn)操作的偶然誤差,按甲乙兩種電路進(jìn)行試驗(yàn),得到的電阻測量值將1—卩一口―甲.<J各是多少?“你能從中得出什么結(jié)論?4?如圖6,R=R=20歐,R=R=200歐,在AB1234端加上U=100伏電壓,在CD端用伏特表測出電壓U1=60伏,電阻R的阻值為歐。如果在CD端加上U=100伏的電壓,在AB端用伏特表測出的電壓為伏。(伏特表的內(nèi)阻影響不計(jì))答案(60Q,13V)

5.甲、乙兩種由同種材料制成的保險(xiǎn)絲,直徑分別為0.5毫米和1毫米,熔斷電流分別為2安和6安,把以上兩根保險(xiǎn)絲各取等長的一段后并聯(lián)后再接入電路中,允許通過的最大電流是??????A.6安?????????B.7.5安????????C.8.0安??????????D?10安答案(B)(706?如圖7所示電路,電壓UAB一定,若R1=R2=R3=R4=r,滑動(dòng)片P由C向D滑動(dòng),在此過程(707?如圖8,兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電路中ab,已知ab兩點(diǎn)間的電壓能保持iov不變。某同學(xué)把一個(gè)電壓aA1?At,表并在R兩端時(shí),電壓表讀數(shù)5V,將該電壓表圖*1并在R兩端時(shí),讀數(shù)為4V,兩次電壓表讀數(shù)之合明顯不等于2串聯(lián)電路的總電壓,而兩次用的電壓表是正常的、準(zhǔn)確的。這種現(xiàn)象能發(fā)生嗎?如有可能,分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。8?如圖9,有兩個(gè)量程的電壓表,當(dāng)使用ab兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),圖9量程為0—10V,當(dāng)使用ac兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程圖9為0—100V,已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Q,滿偏電流為1mA,求電阻RR值。答案(9500Q,90000Q)129?如圖10,有兩個(gè)量程的電流表,當(dāng)使用ab證二兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為1A,當(dāng)使用ac兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),’廠訂石I量程為0.1A,已知電流表的內(nèi)阻Rg為200Q,滿偏電流為2mA,求電阻RR值。答案(0.41Q,3.67Q)12§2.3歐姆定律電阻定律焦耳定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解線形元件和非線形元件;了解焦耳定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。2、通過實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷探究決定導(dǎo)線電阻的因素。3、理解電阻、電阻率、電功、電熱、電功率、電熱功率。4、應(yīng)用歐姆定律、焦耳定律、電阻定律?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、歐姆定律1、電阻是一個(gè)只跟導(dǎo)體本身性質(zhì)而跟通過的電流的物理量。它反映了導(dǎo)體對電流的作用。定義式為2、歐姆定律的內(nèi)容是公式為3、歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,實(shí)驗(yàn)表明適用于導(dǎo)體和,對和并不適用。4、畫出的I一U關(guān)系圖象叫做伏安特性曲線。是過原點(diǎn)的直線的叫元件,適用于歐姆定律;不是直線的叫元件。I一U特性曲線上各點(diǎn)切線的斜率表示,而U一I特性曲線上各點(diǎn)切線的斜率表示。二、焦耳定律1、所謂電流做功,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的對自由電荷的在做功。2、電流在一段電路中所做的功等于這段電路電路中的、三者的乘積,即W=。3、電熱Q=,熱功率P=。4、在純電路中,如由白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路,電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,此時(shí)W=Q,則計(jì)算電功和電熱時(shí),可采用公式W=Q===二Pt中的任一形式進(jìn)行計(jì)算。在非純電路中,如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路,電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等,但仍遵從能量守恒。此時(shí)有W>Q,則計(jì)算電功只能用公式W=,計(jì)算電功率只能用公式P=進(jìn)行計(jì)算;計(jì)算電熱只能用公式Q=,計(jì)算電熱功率只能用公式P=進(jìn)行計(jì)算。三、電阻定律1、通過實(shí)驗(yàn)探究,采用了法,得知影響導(dǎo)體電阻的因素有溫度、、、2、電阻定律的內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度成,與它的橫截面積S成;導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的有關(guān)。公式為。式中的p為電阻率,反映了導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì),與導(dǎo)體的l和S___關(guān),和物體的和有關(guān),如金屬的電阻率隨溫度的升高而,半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而,有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響。3、材料相同、厚度相同、表面為正方形但面積不同(S1>S2)的導(dǎo)體的電阻關(guān)系為R__R。12【典型例題】例1如圖1所示的圖象所對應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體(1)電阻之比R1:R2;(2)若兩個(gè)導(dǎo)體的電流相等(不為零)時(shí)電壓之比U1:U2為;(3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時(shí),電流之比為。例2如圖2所示,用直流電動(dòng)機(jī)提升重物,重物嚴(yán)]嚴(yán)咕的質(zhì)量m=50kg,電源供電電壓為110V,不計(jì)各處閣2摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí),電路中的電流為5A,則電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為多少?(g取10m/s2)例3有兩根不同材料的金屬絲,長度相同,甲的橫截面的圓半徑及電阻率都是乙的2倍。(1)把它們并聯(lián)在電路中,甲、乙消耗的電功率之比是多少?(2)把它們串聯(lián)在電路中,甲、乙消耗的電功率之比是多少?【針對訓(xùn)練】1、關(guān)于電功和焦耳熱,下列說法錯(cuò)誤的是()在純電阻電路中,計(jì)算電功可用公式W=I2Rt在非純電阻電路中,計(jì)算電功可用公式W=I2Rt

在非純電阻電路中,計(jì)算焦耳熱用Q=I2Rt在純電阻電路中,計(jì)算焦耳熱可用Q=UIt2、如圖3所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線,由圖可知()A.導(dǎo)體的電阻是25Q導(dǎo)體的電阻是0.04Q當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10V時(shí),通過導(dǎo)體的電流是0.4A當(dāng)通過導(dǎo)體的電流是0.1A時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V3、一只“220V110W”的燈泡工作時(shí)的電阻為484Q,測量它不TOC\o"1-5"\h\z工作時(shí)的電阻應(yīng)()A.等于484QB.大于484QC.小于484QD.無法確定4、一段粗細(xì)均勻的電阻絲橫截面的直徑為d,電阻為R,把它拉制成直徑為d/10的均勻細(xì)絲后,它的電阻變成()R/1000B.10000RC.R/100D100R5、如圖4所示,A、B、C、D是滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線笑柱,現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中,并要求滑片P向接線柱C移動(dòng)時(shí),電路中的電流減小,則該接入電路的接線柱可能是()圖5A.A和BB.A和CC.B和CD.B和D圖56、如圖5所示,線路的電壓U=220V,每條輸電線的電阻r=5Q,電爐A的電阻R=100Q。求電爐A上A的電壓和它消耗的功率。如果再并聯(lián)一個(gè)阻值相同的電爐B,兩個(gè)電爐上的電壓和每個(gè)

電爐消耗的功率各是多少?能力訓(xùn)練】1、位移傳感器的工作原理如圖6所示,物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí),帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P,通過電壓表E16A.物體運(yùn)動(dòng)時(shí),電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化。B.物體運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化。C.物體不動(dòng)時(shí),電路中沒有電流。R2R1D.物體不動(dòng)時(shí),電壓表沒有示數(shù)。Rs2、如圖7所示,電路兩端的電壓U保持不變,電阻u-顯示的數(shù)據(jù),來反映物體位移的大小xE16A.物體運(yùn)動(dòng)時(shí),電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化。B.物體運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化。C.物體不動(dòng)時(shí),電路中沒有電流。R2R1D.物體不動(dòng)時(shí),電壓表沒有示數(shù)。Rs2、如圖7所示,電路兩端的電壓U保持不變,電阻u-23D.1:2:23D.1:2:C.1:4:4圖8)(可變電阻,欲使它們接入220VR「R2、R3消耗的電功率一樣大,則電阻之比A.1:1:1B.4:1:13、標(biāo)有“110V100W”和“110V60W”的燈泡接上適當(dāng)?shù)牡碾娐分姓0l(fā)光,圖8中最好的接法是4、不考慮溫度對電阻的影響,對一個(gè)“220V40W”的燈泡,下列說法正確的是()接在110V的電路上時(shí)的功率為20W。接在110V的電路上時(shí)的功率為10W。接在440V的電路上時(shí)的功率為160W接在220V的電路上時(shí)的功率為40W。

5、把6個(gè)相同的小燈泡如圖9所示接成甲、乙兩種形式,調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使燈泡都能正常發(fā)光,這時(shí)R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2,則P1和P2的大小關(guān)系為()A.P>3P12A.P>3P12P>3P21P=3P12P=3P216、如圖10所示有一理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為n,原線圈接正弦交流電壓U,輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后,電流表讀數(shù)為I,電動(dòng)機(jī)帶6、如圖10所示有一理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為n,原線圈接正弦交流電壓U,輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后,電流表讀數(shù)為I,電動(dòng)機(jī)帶囹IU動(dòng)一重物勻速上升,下列判斷正確的是()A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IRB.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為DRC.原線圈中的電流為nID.變壓器的輸入功率為UI/n7、兩段材料相同、長度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體串聯(lián)接在電路中,總電壓為U,則()通過兩段導(dǎo)體的電流強(qiáng)度相等兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同細(xì)導(dǎo)體兩端的電壓J大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2細(xì)導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度8、某電阻上標(biāo)明規(guī)格“1kQ、10W”,則此電阻允許通過最大的工作電流為,允許加在電阻兩端的最大電壓是。若此電阻兩端加上電壓40V,則該電阻實(shí)際功率為。9、電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài),另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)。如圖11是電飯鍋的電路圖,R1是一個(gè)電阻,R2是加熱用的電阻絲。(1)自動(dòng)開關(guān)S接通和斷開時(shí),電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)?說明理由。(2)要使R在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半,(1)自動(dòng)開關(guān)S接通和斷開時(shí),電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)?說明理由。(2)要使R在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半,R:R應(yīng)該是多大?—u—圖1210、四盞燈泡接成如圖12所示電路。燈泡a、c的規(guī)格為“220V、40A”,燈泡b、d的規(guī)格為“220V、100W”,各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒有超過它的額定功率。請排列這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小的順序。11、如圖表格為某同學(xué)測繪小燈泡的伏安特性曲線的記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)其數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中畫出小燈泡的伏性曲線。由畫出的曲線發(fā)現(xiàn)小燈泡的電沒有變化?如何變化?分析發(fā)生變化的因。AI/A0.20.10安特阻有原123UA7§2.4閉合電路的歐姆定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解閉合電路歐姆定律及其表達(dá)式并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系【自主學(xué)習(xí)】一、閉合電路歐姆定律1、電動(dòng)勢E、外電壓U與內(nèi)電壓U三者之間的關(guān)系外內(nèi)0、電動(dòng)勢等于電源時(shí)兩極間的電壓②、用電壓表接在電源兩極間測得的電壓UE外

2、閉合電路歐姆定律CD、內(nèi)容②、表達(dá)式C常用變形式U外=E-Ir路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1、路端電壓與外電阻的關(guān)系C根據(jù)U=E-Ir、I=旦可知:當(dāng)RRr時(shí),U增大,當(dāng)R時(shí),U減小外電路斷開時(shí),R=8,I=1、路端電壓與外電阻的關(guān)系C根據(jù)U=E-Ir、I=旦可知:當(dāng)RRr時(shí),U增大,當(dāng)R時(shí),U減小外電路斷開時(shí),R=8,I=當(dāng)外電路短路時(shí),R=0,1二2、路端電壓與電流的關(guān)系圖像由U=E-Ir可知,U-I圖像是一條向下傾斜的說出:C圖線與縱軸截距的意義C圖線與橫軸截距的意義C圖像斜率的意義C與部分電路歐姆定律U—I曲線的區(qū)別【典型例題】例1、在圖1中R=14Q,R=9Q.當(dāng)開關(guān)處于位置時(shí),121電流表讀數(shù)I1=0.2A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀直線如數(shù)【2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r。C口數(shù)【2=0.3A.求電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r。C口B、L」£燈絲都燒斷了c、l2的燈絲都燒斷了D、變阻器R斷路[例4]四節(jié)干電池,每節(jié)電動(dòng)勢為1.5V,內(nèi)阻為0.5Q,用這四節(jié)干電池組成串聯(lián)電池組對電阻R=18Q的用電器供電,試計(jì)算:用電器上得到的電壓和電功率;電池組的內(nèi)電壓和在內(nèi)電阻上損失的熱功率.針對訓(xùn)練】1、向如圖4所示的電路中,當(dāng)變阻器R1、向A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小b端移動(dòng)時(shí)()A、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小B、B、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大C、電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大D、電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小2、如圖5是某電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖像,有圖像可知,該電源的電動(dòng)勢V,內(nèi)阻為。3、以太陽能電池板,測得他的開路電壓為800mV,短路電流40mA.如將該電池板與一阻值為20Q的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是()A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V4、某學(xué)生在研究串聯(lián)電路的電壓時(shí),接成如圖6所示電路,接通K后,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)也為U,當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí),電壓表讀數(shù)為零,則出現(xiàn)此種情況的原因是(R1,R2阻值相差不大)a、AB段斷路B、BC段斷路C、AB段短路D、BC段短路【能力訓(xùn)練】1、一個(gè)電源接8Q電阻時(shí),通過電源的電流為0.15A,接13Q電阻時(shí),通過電源的電流為0.10V,求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。2、電源的電動(dòng)勢為4.5V,為電阻為4.0Q時(shí),路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個(gè)6.0Q的電阻,路端電壓是多大?如果6.0Q的電阻串聯(lián)在外電路中,路端電壓又是多大?

3、現(xiàn)有電動(dòng)勢1.5V,內(nèi)阻1.0Q的電池多節(jié),準(zhǔn)備用一定數(shù)量的這種電池串聯(lián)起來對一個(gè)“6.0V,0.6Q”的用電器供電,以保證用電器在額定狀態(tài)下工作。問:最少要用幾節(jié)這種電池?電路中還需要一個(gè)定值電阻做分壓用,請計(jì)算這個(gè)電阻的規(guī)格。4、關(guān)于電源的電動(dòng)勢,下面敘述正確的是()A、電源的電動(dòng)勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓B、同一電源接入不同電路,電動(dòng)勢就會(huì)發(fā)生變化C、電源的電動(dòng)勢時(shí)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理D、5D、5、在閉合電路中,黨

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