高中物理電場(chǎng)專題

電場(chǎng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：電荷和電荷守恒定律電荷和電荷守恒定律電場(chǎng)電場(chǎng)力的性質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)E=F/q矢量電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)E=U/d真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)E=KQ/r2電場(chǎng)能的性質(zhì)電勢(shì)：φ=ε/q標(biāo)量等勢(shì)面電勢(shì)差：UAB=UA—UB=Δε/q=wAB/q電場(chǎng)力F=E·q（任何電場(chǎng)）F=Kq1q2/r2(真空中點(diǎn)電荷)電勢(shì)能：ε=QφΔεAB=qUAB電場(chǎng)力的功W=qUAB=ΔεAB做功與路徑無關(guān)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)平衡直線加速偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電感應(yīng)靜電平衡電容器電容：C=Q/U單元切塊：按照考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成三部分，即：電場(chǎng)的力的性質(zhì)；電場(chǎng)的能的性質(zhì)；帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。其中重點(diǎn)是對(duì)電場(chǎng)基本性質(zhì)的理解、熟練運(yùn)用電場(chǎng)的基本概念和基本規(guī)律分析解決實(shí)際問題。難點(diǎn)是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)的力的性質(zhì)教學(xué)目標(biāo)：1．兩種電荷，電荷守恒，真空中的庫侖定律，電荷量。2．電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)線，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的迭加。教學(xué)重點(diǎn)：庫侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程：一、庫侖定律真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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。即：其中k為靜電力常量，k=9．0×109Nm2/c21．成立條件①真空中（空氣中也近似成立），②點(diǎn)電荷。即帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)。（這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。2．同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷的計(jì)算問題【例1】+4QABC-Q在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為+4Q和-+4QABC-QOABmBgFNLd【例2】已知如圖，帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA=OB，都用長L的絲線懸掛在O點(diǎn)。靜止時(shí)AOABmBgFNLdA、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍小球A、B的電荷量都減小到原來的一半小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將3．與力學(xué)綜合的問題?！纠?】已知如圖，光滑絕緣水平面上有兩只完全相同的金屬球A、B，帶電量分別為-2Q與-Q。現(xiàn)在使它們以相同的初動(dòng)能E0（對(duì)應(yīng)的動(dòng)量大小為p0）開始相向運(yùn)動(dòng)且剛好能發(fā)生接觸。接觸后兩小球又各自反向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們剛好回到各自的出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E1和E2，動(dòng)量大小分別為p1和p2。有下列說法：AB-Q-2Q①E1=E2>E0，p1AB-Q-2Q②E1=E2=E0，p1=p2=p0③接觸點(diǎn)一定在兩球初位置連線的中點(diǎn)右側(cè)某點(diǎn)④兩球必將同時(shí)返回各自的出發(fā)點(diǎn)。其中正確的是ABCFABFBFCBABCFABFBFCBF【例4】已知如圖，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球，彼此間的距離都是l，A、B電荷量都是+q。給C一個(gè)外力F，使三個(gè)小球保持相對(duì)靜止共同加速運(yùn)動(dòng)。求：C球的帶電性和電荷量；外力F的大小。二、電場(chǎng)的力的性質(zhì)電場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，電荷放入電場(chǎng)后就具有電勢(shì)能。1．電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。（1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。①這是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)。②其中的q為試探電荷（以前稱為檢驗(yàn)電荷），是電荷量很小的點(diǎn)電荷（可正可負(fù)）。③電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)受的電場(chǎng)力方向相同。（2）點(diǎn)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)公式是：，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷，叫場(chǎng)電荷。ABCOEBABCOEBEAEC【例5】圖中邊長為a的正三角形ABC的三點(diǎn)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。-5-3-11-4Q+9Q【例6】如圖，在x軸上的x=-1和x=1兩點(diǎn)分別固定電荷量為-4Q和+9Q的點(diǎn)電荷。求：-5-3-11-4Q+9Q勻強(qiáng)電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)－－－－點(diǎn)電荷與帶電平板+孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)要牢記以下6種常見的電場(chǎng)的電場(chǎng)線注意電場(chǎng)線的特點(diǎn)和電場(chǎng)線與等勢(shì)面間的關(guān)系：①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。②電場(chǎng)線互不相交。+－aOc【例7】如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將一個(gè)正的試探電荷由A點(diǎn)沿直線移到O點(diǎn)，再沿直線由O+－aOc三、針對(duì)練習(xí)1．電場(chǎng)強(qiáng)度E的定義式為E=F/q，根據(jù)此式，下列說法中正確的是①此式只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)②式中q是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷的電荷量，F(xiàn)是該點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，E是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度③式中q是產(chǎn)生電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電荷量，F(xiàn)是放在電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力，E是電場(chǎng)強(qiáng)度④在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，也可以把kq1/r2看作是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)大小A．只有①② B．只有①③C．只有②④ D．只有③④2．一個(gè)檢驗(yàn)電荷q在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F，以及這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，圖中能正確反映q、E、F三者關(guān)系的是3．處在如圖所示的四種電場(chǎng)中P點(diǎn)的帶電粒子，由靜止釋放后只受電場(chǎng)力作用，其加速度一定變大的是4．如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A→O→B勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右5．如圖所示，帶箭頭的線段表示某一電場(chǎng)中的電場(chǎng)線的分布情況．一帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中虛線所示．若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是A．若粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，則粒子帶正電；若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則粒子帶負(fù)電B．不論粒子是從A運(yùn)動(dòng)到B，還是從B運(yùn)動(dòng)到A，粒子必帶負(fù)電C．若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其加速度減小D．若粒子是從B運(yùn)動(dòng)到A，則其速度減小6．如圖所示，一根長為2m的絕緣細(xì)管AB被置于勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，其A、B兩端正好處于電場(chǎng)的左右邊界上，傾角α=37°,電場(chǎng)強(qiáng)度E=103V/m，方向豎直向下，管內(nèi)有一個(gè)帶負(fù)電的小球，重G=10-3N,電荷量q=2×10-6C，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知小球與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．5，則小球從B點(diǎn)射出時(shí)的速度是（取g=10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8）A．2m/s B．3m/s C．2m/s D．2m/s7．在圖所示的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絕緣的細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是①帶電小球有可能做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)②帶電小球有可能做變速率圓周運(yùn)動(dòng)③帶電小球通過最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力一定最?、軒щ娦∏蛲ㄟ^最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力有可能最小A．② B．①②C．①②③ D．①②④8．質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上，且處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球A靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向成30°角，已知此電場(chǎng)方向恰使小球受到的電場(chǎng)力最小，則小球所帶的電量應(yīng)為A． B．C． D．9．帶負(fù)電的兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B固定在相距10cm的地方，如果將第三個(gè)點(diǎn)電荷C放在AB連線間距A為2cm的地方，C恰好靜止不動(dòng)，則A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量之比為_______．AB之間距A為2cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度E=_______．10．有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為9×103N/C，在電場(chǎng)內(nèi)作一半徑為10cm的圓，圓周上取A、B兩點(diǎn)，如圖所示，連線AO沿E方向，BO⊥AO，另在圓心O處放一電荷量為10-8C的正電荷，則A處的場(chǎng)強(qiáng)大小為______；11．在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球，電荷量分別為+2q和-q，兩小球用長為L的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸掛于O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，如圖所示，重力加速度為g，則細(xì)繩對(duì)懸點(diǎn)O的作用力大小為_______．12．長為L的平行金屬板，板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶電為+q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上板垂直于電場(chǎng)線方向射入該電場(chǎng)，剛好從下板邊緣射出，末速度恰與下板成30°角，如圖所示，則：（1）粒子末速度的大小為_______；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為_______；（3）兩板間的距離d為_______．13．如圖所示，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，A點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為81N/C，C點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為16N/C，B點(diǎn)是在A、C連線上距離A點(diǎn)為五分之一AC長度處，且A、B、C在一條直線上，則B點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大?14．在一高為h的絕緣光滑水平桌面上，有一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電小球靜止，小球到桌子右邊緣的距離為s，突然在空間中施加一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，且qE=2mg，如圖所示，求：（1）小球經(jīng)多長時(shí)間落地？（2）小球落地時(shí)的速度．15．如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連，軌道都是光滑的．軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E．從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電的小球，為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求釋放點(diǎn)A距圓軌道最低點(diǎn)B的距離s．已知小球受到的電場(chǎng)力大小等于小球重力的倍．參考答案1．C2．D3．D4．B根據(jù)電場(chǎng)線分布和平衡條件判斷．5．BC6．C利用等效場(chǎng)處理．7．D8．D依題意做出帶正電小球A的受力圖，電場(chǎng)力最小時(shí)，電場(chǎng)力方向應(yīng)與絕緣細(xì)線垂直，qE=mgsin30°，從而得出結(jié)論．9．1∶16；010．0；9×103N/C；方向與E成45°角斜向右下方11．2mg+Eq先以兩球整體作為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求出懸線O對(duì)整體的拉力，再由牛頓第三定律即可求出細(xì)線對(duì)O點(diǎn)的拉力大?。?2．（1）v0（2）（3）L13．約為52N/C14．（1）小球在桌面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，t1=,小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，t2=,小球從靜止出發(fā)到落地所經(jīng)過的時(shí)間：t=t1+t2=．(2)小球落地時(shí)vy=gt2=,vx=at=·t=2gt=2．落地速度v=．15．R將電場(chǎng)和重力場(chǎng)等效為一個(gè)新的重力場(chǎng)，小球剛好沿圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng)可視為小球到達(dá)等效重力場(chǎng)“最高點(diǎn)”時(shí)剛好由等效重力提供向心力．求出等效重力加速度g′及其方向角，再對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理即可求解．附：課前預(yù)習(xí)，知識(shí)梳理提綱一．電荷及電荷守恒定律1．兩種電荷：自然界只存在正、負(fù)兩種電荷，基元電荷電量e=C2．物體的帶電方式有三種：（1）摩擦起電（2）接觸起電（3）感應(yīng)起電3．電荷守恒定律：電荷既不能，也不能，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。4．點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷是一種理想化帶電體模型，當(dāng)帶電體間的距離帶電體的線度，以致帶電體的形狀和大小對(duì)作用力的影響可以時(shí)，此帶電體可以看作點(diǎn)電荷。二．庫侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們成正比，跟它們的成反比，作用力的方向在。2．公式：，式中，稱為靜電力常量，數(shù)值上等于。3．適用條件：（1）（2）4．注意：1）使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷相斥，異種電荷相吸”的規(guī)律定性判定。2）研究微觀帶電粒子（電子、質(zhì)子、α粒子、各種離子）相互作用時(shí)，萬有引力或重力可以忽略不計(jì)。3）庫侖分取電量的方法：兩個(gè)大小、形狀完全相同的帶電金屬球相碰后，帶電量一定相等。三．電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度1．電場(chǎng)：電場(chǎng)是電荷周圍存在的電荷發(fā)生相互作用的媒介物質(zhì)；電場(chǎng)的最基本性質(zhì)是。2．電場(chǎng)強(qiáng)度①物理意義：描述電場(chǎng)的物理量。②定義：。③定義式：，此式適用于電場(chǎng)。式中q是，F(xiàn)是。場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向與檢驗(yàn)電荷，由決定。④場(chǎng)強(qiáng)E是矢量，方向規(guī)定為。⑤疊加：E=E1+E2+…（矢量和），空間同時(shí)存在多個(gè)電場(chǎng)時(shí)，合場(chǎng)強(qiáng)可用平行四邊形定則計(jì)算．⑥特例：1）點(diǎn)電荷電場(chǎng)：E=（Q為場(chǎng)源電荷，r為電場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷間的距離）2）勻強(qiáng)電場(chǎng)：場(chǎng)強(qiáng)大小及方向處處相同E=U/d（d是沿電場(chǎng)方向的距離，不一定等于兩點(diǎn)間的距離）。四．電場(chǎng)線1．定義：在電場(chǎng)中畫出一系列曲線，使曲線，這些曲線叫電場(chǎng)線。2．作用：形象化地描述電場(chǎng)；電場(chǎng)線上表示場(chǎng)強(qiáng)方向；電場(chǎng)線的表示場(chǎng)強(qiáng)大小。3．特點(diǎn)：1）不閉合（始于正電荷或無窮遠(yuǎn)處，終于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處）2）不相交（空間任何一點(diǎn)只能有一個(gè)確定的場(chǎng)強(qiáng)方向）3）沿電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)降低。4．注意：在一般情況下，電場(chǎng)線不是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡。僅當(dāng)電場(chǎng)線是直線，不計(jì)電荷重力，電荷無初速或初速方向沿電場(chǎng)線方向時(shí)，電荷才會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。5．幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布情況：五．電場(chǎng)力：F=q·E該式適用于電場(chǎng)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力是恒力。教學(xué)隨感：近幾年高考中對(duì)本章知識(shí)的考查命題頻率較高且有相當(dāng)難度要求的知識(shí)點(diǎn)集中在電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)上。尤其在與力學(xué)知識(shí)的結(jié)合中巧妙地把電場(chǎng)概念，牛頓定律，功能原理等相聯(lián)系命題，對(duì)學(xué)生能力有較好的測(cè)試作用。另外平行板電容器也是一個(gè)命題頻率較高的知識(shí)點(diǎn)，且常以小綜合題型出現(xiàn)。其它如庫侖定律，場(chǎng)強(qiáng)迭加等雖命題頻率不高，但往往出現(xiàn)需深刻理解的迭加問題電場(chǎng)的能的性質(zhì)教學(xué)目標(biāo)：1.電勢(shì)能，電勢(shì)差，電勢(shì)，等勢(shì)面。2.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。3.靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體，靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零，導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。教學(xué)重點(diǎn)：電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)力的功教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)基本概念的理解及應(yīng)用教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程：一、電勢(shì)能1．定義：因電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力而產(chǎn)生的由電荷相對(duì)位置決定的能量叫電勢(shì)能。2．電勢(shì)能具有相對(duì)性，通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能的零點(diǎn)。3．電勢(shì)能大小：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處電場(chǎng)力所做的功4．電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減少；電荷克服電場(chǎng)力做功，電荷的電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力做功的多少和電勢(shì)能的變化數(shù)值相等，這是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的最有效方法。二、電勢(shì)1．電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電勢(shì)點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)用字母φ表示。①表達(dá)式：?jiǎn)挝唬悍兀╒），且有1V=1J/C。②意義：電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值等于單位電荷在那一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能。③相對(duì)性：電勢(shì)是相對(duì)的，只有選擇零電勢(shì)的位置才能確定電勢(shì)的值，通常取無限遠(yuǎn)或地球的電勢(shì)為零。④標(biāo)量：只有大小，沒有方向，但有正、負(fù)之分，這里正負(fù)只表示比零電勢(shì)高還是低。⑤高低判斷：順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低。三、等勢(shì)面：電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。①意義：等勢(shì)面來表示電勢(shì)的高低。②典型電場(chǎng)的等勢(shì)面：ⅰ勻強(qiáng)電場(chǎng)；ⅱ點(diǎn)電荷電場(chǎng)；ⅲ等量的異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)；ⅳ等量的同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)。③等勢(shì)面的特點(diǎn)：ⅰ同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功；ⅱ等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直；ⅲ電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。四、電勢(shì)差1．電勢(shì)差：電荷q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷量的q的比值。UAB=注意：電勢(shì)差這個(gè)物理量與場(chǎng)中的試探電荷無關(guān)，它是一個(gè)只屬于電場(chǎng)的量。電勢(shì)差是從能量角度表征電場(chǎng)的一個(gè)重要物理量。電勢(shì)差也等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差①②電勢(shì)差由電場(chǎng)的性質(zhì)決定，與零電勢(shì)點(diǎn)選擇無關(guān)。2．電場(chǎng)力做功：在電場(chǎng)中AB兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做功等于電量與兩點(diǎn)間電勢(shì)差的乘積。WAB=q?UAB注意：=1\*GB3①該式適用于一切電場(chǎng)；②電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)③利用上述結(jié)論計(jì)算時(shí)，均用絕對(duì)值代入，而功的正負(fù)，借助于力與移動(dòng)方向間關(guān)系確定。五、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系1．電場(chǎng)方向是指向電勢(shì)降低最快的方向。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)降低是均勻的。2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積。U=E?d在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)。注意：①兩式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)；②d是沿場(chǎng)方向上的距離。3．電場(chǎng)線和等勢(shì)面要牢記以下6種常見的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面：勻強(qiáng)電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)－－－－點(diǎn)電荷與帶電平板+孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。②電場(chǎng)線互不相交，等勢(shì)面也互不相交。③電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直。④電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向，而且是降低最快的方向。⑤電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面密；等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)線也密。+ABC【例1】如圖所示，三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為φA=10V和φC=2V，則B+ABCA.一定等于6VB.一定低于6VC.一定高于6VD.無法確定六、電荷引入電場(chǎng)1．將電荷引入電場(chǎng)將電荷引入電場(chǎng)后，它一定受電場(chǎng)力Eq，且一定具有電勢(shì)能φq。2．在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做的功在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做的功W=qU，只與始末位置的電勢(shì)差有關(guān)。在只有電場(chǎng)力做功的情況下，電場(chǎng)力做功的過程是電勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程。W=-ΔE=ΔEK。⑴無論對(duì)正電荷還是負(fù)電荷，只要電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就減??；克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就增大。⑵正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小。⑶利用公式W=qU進(jìn)行計(jì)算時(shí)，各量都取絕對(duì)值，功的正負(fù)由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向判定。+－ao+－aoc【例2】如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將一個(gè)正的試探電荷由a點(diǎn)沿直線移到O點(diǎn)，再沿直線由O點(diǎn)移到c點(diǎn)。在該過程中，檢驗(yàn)電荷所受的電勢(shì)能如何改變？++ABFv【例3】如圖所示，將一個(gè)電荷量為q=+3×10-10C的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，克服電場(chǎng)力做功6×10-9J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為φA=-4V，求BABCD【例4】α粒子從無窮遠(yuǎn)處以等于光速十分之一的速度正對(duì)著靜止的金核射去（沒有撞到金核上）。已知離點(diǎn)電荷Q距離為r處的電勢(shì)的計(jì)算式為φ=，那么ABCD【例5】已知ΔABC處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電量q=-2×10-6C的點(diǎn)電荷從A移到B的過程中，電場(chǎng)力做功W1=-1.2×10-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場(chǎng)力做功W2=6×10-6J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)φA=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為____V和____V。試在右圖中畫出通過AabcPQ【例6】abcPQ七、高考題選編：1．如圖所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，P1和P２為其電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。若E1、E2為P1、P2兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，φ1、φ2為P1、P2兩點(diǎn)的電勢(shì)，則（）（92年高考題）A.E1>E2，φ1>φ2B.E1>E2，φ1<φ2C.E1<E2，φ1>φ2D.E1<E2，φ1<φ22．A、B兩帶電小球，A固定不動(dòng)，B的質(zhì)量為m。在庫侖力作用下，B由靜止開始運(yùn)動(dòng)。已知初始時(shí)，A、B間的距離為d，B的加速度為a。經(jīng)過一段時(shí)間后，B的加速度變?yōu)閍/4，此時(shí)A、B間的距離應(yīng)為_____。已知此時(shí)B的速度為v，則在此過程中電勢(shì)能的減少量為_____。（98年高考題）3．圖中A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA＝15V、φB＝3V、φC＝－3V，由此可得D點(diǎn)電勢(shì)φD＝________V（99年高考題）4．如圖a，b，c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以斷定（）。（96年高考題）A．φa>φb>φcB．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φcD．Ea＝Eb＝Ec5．若帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi)（）。（94年高考題）A.一定沿電力線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)；B.一定沿電力線由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)；C.不一定沿電力線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)；D.不一定沿電力線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)。6．一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電量q=2.0×10-9庫，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這過程中，除電場(chǎng)力外，其他力作的功為6.0×10-5焦，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10-5焦，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ua-Ub為（）。（94年高考題）A.3×104伏；B.1×104伏；C.4×104伏；D.7×104伏。7．在靜電場(chǎng)中（）（95年高考題）A.電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)也一定處處為零；B.電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)也一定處處相同；C.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直的；D.沿著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，電勢(shì)總是不斷降低的.參考答案：1.A2.2d，3.94.A5.D6.B7.CD八、針對(duì)訓(xùn)練1.電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為1.2×10-8J，在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0.80×10-8J.已知A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，如圖所示，該點(diǎn)電荷的電荷量為1.0×10-9C，那么A.該電荷為負(fù)電荷B.該電荷為正電荷C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB=4.0VD.把電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為W=4.0J2.某電場(chǎng)中等勢(shì)面分布如圖所示，圖中虛線表示等勢(shì)面，過a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面電勢(shì)分別為40V和10V，則a、b連線的中點(diǎn)c處的電勢(shì)應(yīng)A.肯定等于25VB.大于25VC.小于25VD.可能等于25V3.（2002年上海高考試題）如圖所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無初速釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中A.小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小B.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小C.M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D.小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功4.如圖所示，M、N兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)等量種異電荷，A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(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn)B.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是C點(diǎn)C.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn)D.場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn)，電勢(shì)最高的點(diǎn)是A點(diǎn)5.AB連線是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一正電荷從A點(diǎn)處自由釋放，電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度圖象如圖所示，比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)φ的高低和場(chǎng)強(qiáng)E的大小，下列說法中正確的是A.φA＞φB，EA＞EBB.φA＞φB，EA＜EBC.φA＜φB，EA＞EBD.φA＜φB，EA＜EB6.如圖所示，平行的實(shí)線代表電場(chǎng)線，方向未知，電荷量為1×10-2C的正電荷在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，該電荷由A點(diǎn)移到B①B點(diǎn)電勢(shì)為零②電場(chǎng)線方向向左③電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線①④電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中曲線②A.① B.①② C.①②③ D.①②④7.如圖所示，光滑絕緣的水平面上M、N兩點(diǎn)各放一電荷量分別為+q和+2q，完全相同的金屬球A和B，給A和B以大小相等的初動(dòng)能E0（此時(shí)動(dòng)量大小均為p0）使其相向運(yùn)動(dòng)剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E1和E2，動(dòng)量大小分別為p1和p2，則A.E1=E2=E0p1=p2=p0B.E1=E2＞E0p1=p2＞p0C.碰撞發(fā)生在M、N中點(diǎn)的左側(cè)D.兩球不同時(shí)返回M、N兩點(diǎn)8.已知空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度為2×106V/m，測(cè)得某次閃電火花長為600m，則發(fā)生這次閃電時(shí)放電路徑兩端的電勢(shì)差U=_______.若這次閃電通過的電荷量為20C，則釋放的能量為_______.（設(shè)閃電的火花路徑為直線）9.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中分布著A、B、C三點(diǎn)，且BC=20cm.當(dāng)把一個(gè)電荷量q=10-5C的正電荷從A點(diǎn)沿AB線移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為零.從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為-1.73×10-3J，則電場(chǎng)的方向?yàn)開______，場(chǎng)強(qiáng)的大小為______.10.如圖1—25—10所示中，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此可得D點(diǎn)的電勢(shì)φD=_______V.11.質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)點(diǎn)，在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度方向改變的角度為θ（rad），AB弧長為s，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差φA-φB=_______，AB弧中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E=_______.12.（12分）有兩個(gè)帶電小球m1與m2，分別帶電+Q1和+Q2，在絕緣光滑水平面上，沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相距r時(shí)，速率分別為v1與v2，電勢(shì)能為E，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中（不相碰）電勢(shì)能的最大值為多少?13.（12分）傾角為30°的直角三角形底邊長為2L，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌，現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處固定一正電荷Q，讓一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電質(zhì)點(diǎn)q從斜面頂端A沿斜邊滑下（不脫離斜面），如圖所示，已測(cè)得它滑到B在斜面上的垂足D處時(shí)速度為v，加速度為a，方向沿斜面向下，問該質(zhì)點(diǎn)滑到斜邊底端C點(diǎn)時(shí)的速度和加速度各為多大?14.（12分）如圖所示，小平板車B靜止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物塊A靜止在小車B的左端，已知物塊A的質(zhì)量為m，電荷量為+Q；小車B的質(zhì)量為M，電荷量為-Q，上表面絕緣，長度足夠長；A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B間的庫侖力不計(jì)，A、B始終都處在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.在t=0時(shí)刻物塊A受到一大小為I，方向水平向右的沖量作用開始向小車B的右端滑行.求：（1）物塊A的最終速度大小；（2）物塊A距小車B左端的最大距離.參考答案1.A2.C3.ABD4.C5.A6.C正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動(dòng)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，電勢(shì)升高，UBA=V=10V=φB-φA.得φB=0.電荷所受電場(chǎng)力方向向左，軌跡為曲線①.7.B完全相同的兩金屬球初動(dòng)能、動(dòng)量大小相同，則初速度大小相同，于M、N中點(diǎn)相碰時(shí)速度均減為零，之后由于庫侖斥力變大，同時(shí)返回M、N兩點(diǎn)時(shí)速度大小同時(shí)變大但彼此相等，方向相反.8.1.2×109V；2.4×1010J9.垂直于A、B線斜向下；1000V/m10.911.0；A、B位于同一條等勢(shì)圓弧線上，圓弧線上每一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及圓的有關(guān)知識(shí)即可求解.12.Em=E+由動(dòng)量守恒定律可得兩球最接近，即電勢(shì)能最大時(shí)二者的共同速度，再由能量守恒定律可求得電勢(shì)能的最大值.13.vC=，aC=g-a在D點(diǎn)：mgsin30°-FDsin30°=ma，在C點(diǎn)：mgsin30°+FDcos30°=maC，D和C在同一等勢(shì)面上，F(xiàn)D=FC，得aC=2gsin30°-a=g-a.質(zhì)點(diǎn)從D到C的過程中運(yùn)用動(dòng)能定理可得：mgLsin60°=m（vC2-v2），從而得出結(jié)論.14.（1）（2），由動(dòng)量守恒定律和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律求解.教學(xué)后記電場(chǎng)能在近年高考中是經(jīng)常和動(dòng)能定理，功能關(guān)系結(jié)合命題，電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的改變可以類比重力做功來分析，教會(huì)學(xué)生應(yīng)用類比法這一重要思維方法。帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)：1.熟練應(yīng)所學(xué)電場(chǎng)知識(shí)分析解決帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題。2.理解電容器的電容，掌握平行板電容器的電容的決定因素3.掌握示波管，示波器及其應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程：一、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速一般情況下帶電粒子所受的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力，所以可以認(rèn)為只有電場(chǎng)力做功。由動(dòng)能定理W=qU=ΔEK，此式與電場(chǎng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無關(guān)。tφU0-U0tφU0-U0oT/2T3T/22TULdv0mULdv0m，qyvtθθ2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子以平行于極板的初速度v0射入長L板間距離為d的平行板電容器間，兩板間電壓為U，求射出時(shí)的側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角和動(dòng)能增量。（1）側(cè)移：千萬不要死記公式，要清楚物理過程。根據(jù)不同的已知條件，結(jié)論改用不同的表達(dá)形式（已知初速度、初動(dòng)能、初動(dòng)量或加速電壓等）。（2）偏角：，注意到，說明穿出時(shí)刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論相同。⑶穿越電場(chǎng)過程的動(dòng)能增量：ΔEK=Eqy（注意，一般來說不等于qU）o0.10.20.30.40.53U0u0.06LLLU0yOt【例2】熱電子由陰極飛出時(shí)的初速忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0o0.10.20.30.40.53U0u0.06LLLU0yOt3.帶電物體在電場(chǎng)力和重力共同作用下的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶電體的重力和電場(chǎng)力大小可以相比時(shí)，不能再將重力忽略不計(jì)。這時(shí)研究對(duì)象經(jīng)常被稱為“帶電微粒”、“帶電塵埃”、“帶電小球”等等。這時(shí)的問題實(shí)際上變成一個(gè)力學(xué)問題，只是在考慮能量守恒的時(shí)候需要考慮到電勢(shì)能的變化。-+OC【例3】已知如圖，水平放置的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)。一根長l的絕緣細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系有質(zhì)量為m并帶有一定電荷的小球。小球原來靜止在C點(diǎn)。當(dāng)給小球一個(gè)水平?jīng)_量后，它可以在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若將兩板間的電壓增大為原來的3倍，求：要使小球從C-+OC【例4】已知如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)E=1.5×106V/m，絲線長l=40cm，上端系于O點(diǎn)，下端系質(zhì)量為m=1.0×10－4kg，帶電量為q=+4.9×10-10C的小球，將小球從最低點(diǎn)二、電容器1.電容器兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。2.電容器的電容電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì)）決定的。3.平行板電容器的電容平行板電容器的電容的決定式是：4.兩種不同變化電容器和電源連接如圖，改變板間距離、改變正對(duì)面積或改變板間電解質(zhì)材料，都會(huì)改變其電容，從而可能引起電K容器兩板間電場(chǎng)的變化。這里一定要分清兩種常見的變化：K（1）電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定（等于電源電動(dòng)勢(shì)），這種情況下帶電量而（2）充電后斷開K，保持電容器帶電量Q恒定，這種情況下KMN【例5】在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在①保持K閉合；②充電后將KMNA.上移上極板MB.上移下極板NC.左移上極板MD.把下極板N接地A【例6】計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是，其中常量ε=9.0×10-12Fm-1，S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達(dá)0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？AP＋－【例7】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)，如圖所示，以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能。若P＋－A.U變小，E不變B.E變大，W變大C.U變小，W不變D.U不變，W不變5.電容器與恒定電流相聯(lián)系在直流電路中，電容器的充電過程非常短暫，除充電瞬間以外，電容器都可以視為斷路。應(yīng)該理解的是：電容器與哪部分電路并聯(lián)，電容器兩端的電壓就必然與那部分電路兩端電壓相等。【例8】如圖所示電路中，，，忽略電源電阻，下列說法中正確的是（）EC2R2R1EC2R2R1KC1②開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容的電量大于的電量；③開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容的電量大于的電量；④開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容的電量大于的電量。A.①B.④C.①③D.②④6、電容器力學(xué)綜合電容器通過電學(xué)與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來時(shí)，解答這一類題目的關(guān)鍵還是在力學(xué)上，只要在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，注意對(duì)帶電體所受的電場(chǎng)力分析，再應(yīng)用力學(xué)相關(guān)知識(shí)即可求解。必須注意的是：當(dāng)帶電體運(yùn)動(dòng)過程中與其它導(dǎo)體有接觸時(shí)，有可能所帶電量要發(fā)生變化。ER1R2CR4R3CKOCC【例9】如圖所示，四個(gè)定值電阻的阻值相同都為R，開關(guān)K閉合時(shí)，有一質(zhì)量為m帶電量為q的小球靜止于平行板電容器板間的中點(diǎn)ER1R2R4R3KOCC三、針對(duì)訓(xùn)練金屬芯線導(dǎo)電液體電介質(zhì)h金屬芯線導(dǎo)電液體電介質(zhì)hA.如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對(duì)面積增大，必液面升高B.如果指示器顯示電容減小了，則兩電極正對(duì)面積增大，必液面升高C.如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對(duì)面積減小，液面必降低D.如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必降低2.如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一電荷量非常小的點(diǎn)電荷，S是閉合的，φa表示a點(diǎn)的電勢(shì)，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大，則A.φa變大，F(xiàn)變大 B.φa變大，F(xiàn)變小C.φa不變，F(xiàn)不變 D.φa不變，F(xiàn)變小3.（2001年全國高考試題）如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φa、φb和φc，φa＞φb＞φc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知A.粒子從K到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功B.粒子從L到M的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C.粒子從K到L的過程中，靜電勢(shì)能增加D.粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減小4.離子發(fā)動(dòng)機(jī)飛船，其原理是用電壓U加速一價(jià)惰性氣體離子，將它高速噴出后，飛船得到加速，在氦、氖、氬、氪、氙中選用了氙，理由是用同樣電壓加速，它噴出時(shí)A.速度大 B.動(dòng)量大C.動(dòng)能大 D.質(zhì)量大5.如圖所示，從F處釋放一個(gè)無初速的電子向B極方向運(yùn)動(dòng)，指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中哪句是錯(cuò)誤的（設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為U）A.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是UeVB.電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能變化量為零C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3eVD.電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)6.a、b、c三個(gè)α粒子由同一點(diǎn)垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場(chǎng)，由此可以肯定①在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上②b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)③進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最?、軇?dòng)能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大A.① B.①② C.③④ D.①③④7.在圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地.若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到靜電計(jì)指針的變化，作出電容器電容變小的依據(jù)是A.兩極間的電壓不變，極板上電荷量變小B.兩極間的電壓不變，極板上電荷量變大C.極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變小D.極板上的電荷量幾乎不變，兩極間的電壓變大8.如圖所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，射入方向跟極板平行，整個(gè)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θ變大的是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9.密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性.如圖所示是密立根實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，設(shè)小油滴質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩板間電勢(shì)差為U，當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí)，測(cè)出兩板間距離為d.可求出小油滴的電荷量q=_______.10.水平放置的平行板電容器的電容為C，板間距離為d，極板足夠長，當(dāng)其帶電荷量為Q時(shí)，沿兩板中央水平射入的帶電荷量為q的微粒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).若使電容器電荷量增大一倍，則該帶電微粒落到某一極板上所需的時(shí)間_______.12.如圖所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，則速度vA=_______.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力NB=_______.13.證明：在帶電的平行金屬板電容器中，只要帶電粒子垂直電場(chǎng)方向射入（不一定在正中間），且能從電場(chǎng)中射出如圖所示，則粒子射入速度v0的方向與射出速度vt的方向的交點(diǎn)O必定在板長L的中點(diǎn).14.如圖所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板A、B構(gòu)成電容器，電容為C.電容器的A板接地，且中間有一個(gè)小孔S.一個(gè)被加熱的燈絲K與S位于同一水平線，從燈絲上可以不斷地發(fā)射出電子，電子經(jīng)過電壓U0加速后通過小孔S沿水平方向射入A、B兩極板間.設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子從燈絲發(fā)射時(shí)的初速度不計(jì).如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時(shí)間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射入，兩極板間的電勢(shì)差逐漸增加，最終使電子無法到達(dá)B板.求：（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A、B兩板間的電勢(shì)差.（2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢(shì)差.（3）從電子射入小孔S開始到A、B兩板間的電勢(shì)差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間.15.（12分）在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10-3kg、電荷量q=1.0×10-10C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy，現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s，所加電場(chǎng)突然變?yōu)檠貀軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E=2.0×10參考答案1.A該儀器類似于平行板電容器，且芯柱進(jìn)入液體深度h越大，相當(dāng)于兩平行板的正對(duì)面積越大，電容越大.2.B3.AC4.B5.C電子從A到B做加速運(yùn)動(dòng)，從B到C做勻速運(yùn)動(dòng)，從C到D做減速運(yùn)動(dòng)，在D板時(shí)速度減為零之后返回，在A、D板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng).6.D7.D靜電計(jì)是用來測(cè)帶電體和大地之間電勢(shì)差的，指針偏角大小反映了電容器A、B兩極板間電勢(shì)差大小，由Q幾乎不變，Q=CU即可得出結(jié)論.8.B9.10.11.6.25×1015個(gè)，2/1，n=I/e=6.25×1015個(gè)，設(shè)質(zhì)子在與質(zhì)子源相距l(xiāng)和4l的兩處的速度分別為v1、v2，則v1/v2==1/2，極短的相等長度質(zhì)子流中質(zhì)子數(shù)之比為.12.，6Eq13.從偏移量y與偏轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系即可得到證明.14.（1）（2）U0（3）15.第3s內(nèi)所加電場(chǎng)方向指向第三象限，與x軸與225°角；小球速度變?yōu)榱愕奈恢茫?.40m，0.20m）.小球在第1s內(nèi)沿x軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；第2s內(nèi)沿x軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，沿y軸正方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)；第3s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，至速度減小到零.附：知識(shí)要點(diǎn)梳理（要求學(xué)生課前填寫）1．帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速：處理方法，可用動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律或用功能關(guān)系。qU=mvt2/2-mv02/2∴vt=，若初速v0=0，則v=。2．帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)：處理方法：靈活應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng)，U、d、l、m、q、v0已知。①穿越時(shí)間:②末速度:③側(cè)向位移:，討論：對(duì)于不同的帶電粒子（1）若以相同的速度射入，則y與成正比（2）若以相同的動(dòng)能射入，則y與成正比（3）若以相同的動(dòng)量射入，則y與成正比（4）若經(jīng)相同的電壓U0加速后射入，則y=UL2/4DU0，與m、q關(guān)，隨加速電壓的增大而，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而。④偏轉(zhuǎn)角正切：（從電場(chǎng)出來時(shí)粒子速度方向的反向延長線必然過）3．處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一般步驟：（1）分析帶電粒子的受力情況，尤其要注意是否應(yīng)該考慮重力，電場(chǎng)力是否恒力等。（2）分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件，確定帶電粒子作直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)。（3）建立正確的物理模型，進(jìn)而確定解題方法是運(yùn)力學(xué)、是動(dòng)量定恒，還是能量守恒。（4）利用物理規(guī)律或其他手段（如圖線等）找出物理間的關(guān)系，建立方程組。4．帶電粒子受力分析注意點(diǎn)：（1）對(duì)于電子、氕、氘、氚、核、粒子及離子等，一般不考慮重力；（2）對(duì)于帶電的顆粒，液滴、油滴、小球、塵埃等，除在題目中明確說明或暗示外，一般均應(yīng)考慮重力；（3）除勻強(qiáng)電場(chǎng)中電量不變的帶電粒子受恒定的電場(chǎng)力外，一般電場(chǎng)中的電場(chǎng)力多為變力；（4）帶電導(dǎo)體相互接觸，可能引起電量的重新分配，從而引起電場(chǎng)力變化。教學(xué)隨感學(xué)生理解難上課效果不是很好，學(xué)生不能熟練應(yīng)所學(xué)電場(chǎng)知識(shí)分析解決帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題。對(duì)電容器的電容，平行板電容器的電容的決定因素掌握較好。但是示波管，示波器及其應(yīng)用理解有難度。磁場(chǎng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：本章在介紹了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的基礎(chǔ)上，主要討論了磁場(chǎng)的描述方法（定義了磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量等概念，引入了磁感線這個(gè)工具）和磁場(chǎng)產(chǎn)生的作用（對(duì)電流的安培力作用，對(duì)通電線圈的磁力矩作用和對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛侖茲力作用）及相關(guān)問題。其中磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量是電磁學(xué)的基本概念，應(yīng)認(rèn)真理解；載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、加速運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容應(yīng)熟練掌握；常見磁體周圍磁感線的空間分布觀念的建立，常是解決有關(guān)問題的關(guān)鍵，應(yīng)注意這方面的訓(xùn)練。單元切塊：按照考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成三部分，即：基本概念安培力；洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。其中重點(diǎn)是對(duì)安培力、洛倫茲力的理解、熟練解決通電直導(dǎo)線在復(fù)合場(chǎng)中的平衡和運(yùn)動(dòng)問題、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題。難點(diǎn)是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題。知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)提示1.通過有關(guān)磁場(chǎng)知識(shí)的歸納，使學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)有較全面的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上理解磁現(xiàn)象電本質(zhì)；2.介紹磁性材料及其運(yùn)用，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)聯(lián)系實(shí)際的能力；3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的引入，體會(huì)科學(xué)探究方法；通過安培力的知識(shí)，理解電流表的工作原理；通過安培力的公式F＝IlBsinθ的分析推理，開闊學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生思維能力；通過安培力在電流表中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力；4.通過洛侖茲力的引入，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力；5.通過帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及回旋加速器的介紹，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性及思維習(xí)慣的培養(yǎng)，并開闊思路?；靖拍畎才嗔虒W(xué)目標(biāo)：1．掌握電流的磁場(chǎng)、安培定則；了解磁性材料，分子電流假說2．掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感線，知道地磁場(chǎng)的特點(diǎn)3．掌握磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用，安培力，左手定則4．了解磁電式電表的工作原理5．能夠分析計(jì)算通電直導(dǎo)線在復(fù)合場(chǎng)中的平衡和運(yùn)動(dòng)問題。教學(xué)重點(diǎn)：磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用，安培力教學(xué)難點(diǎn)：通電直導(dǎo)線在復(fù)合場(chǎng)中的平衡和運(yùn)動(dòng)問題教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)教學(xué)過程：一、基本概念1.磁場(chǎng)的產(chǎn)生⑴磁極周圍有磁場(chǎng)。⑵電流周圍有磁場(chǎng)（奧斯特）。安培提出分子電流假說（又叫磁性起源假說），認(rèn)為磁極的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。（但這并不等于說所有磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，因?yàn)辂溈怂鬼f發(fā)現(xiàn)變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。）⑶變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。2.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極和電流有磁場(chǎng)力的作用（對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)力作用）。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場(chǎng)的基本性質(zhì)相比較。3.磁場(chǎng)力的方向的判定磁極和電流之間的相互作用力（包括磁極與磁極、電流與電流、磁極與電流），都是運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場(chǎng)發(fā)生的相互作用。因此在分析磁極和電流間的各種相互作用力的方向時(shí)，不要再沿用初中學(xué)過的“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”的結(jié)論（該結(jié)論只有在一個(gè)磁體在另一個(gè)磁體外部時(shí)才正確），而應(yīng)該用更加普遍適用的：“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，或用左手定則判定。4.磁感線⑴用來形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。⑵磁感線是封閉曲線（和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同）。⑶要熟記常見的幾種磁場(chǎng)的磁感線：地球磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)通電環(huán)行導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)⑷安培定則（右手螺旋定則）：對(duì)直導(dǎo)線，四指指磁感線方向；對(duì)環(huán)行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向；對(duì)長直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。5.磁感應(yīng)強(qiáng)度（條件是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，或ΔL很小，并且L⊥B）。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。單位是特斯拉，符號(hào)為T，1T=1N/（Am）=1kg/（As2）6.磁通量如果在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，其面積為S，則定義B與S的乘積為穿過這個(gè)面的磁通量，用Φ表示。Φ是標(biāo)量，但是有方向（進(jìn)該面或出該面）。單位為韋伯，符號(hào)為Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/（As2）?？梢哉J(rèn)為穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù)就是磁通量。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線垂直于平面的情況下，B=Φ/S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)B與S的夾角為α?xí)r，有Φ=BSsinα。二、安培力（磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力）1.安培力方向的判定（1）用左手定則。（2）用“同性相斥，異性相吸”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時(shí)）。（3）用“同向電流相吸，反向電流相斥”（反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)）。可以把條形磁鐵等效為長直螺線管（不要把長直螺線管等效為條形磁鐵）?！纠?】磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小為F＝BIL（注意：L為有效長度，電流與磁場(chǎng)方向應(yīng)）．F的方向可用定則來判定．試判斷下列通電導(dǎo)線的受力方向．×BI××××．．．．×BIB××××．．．．B××××．．．．××××．．．．試分別判斷下列導(dǎo)線的電流方向或磁場(chǎng)方向或受力方向．BFBF×B×F×B×FSNSNI【例2】如圖所示，可以自由移動(dòng)的豎直導(dǎo)線中通有向下的電流，不計(jì)通電導(dǎo)線的重力，僅在磁場(chǎng)力作用下，導(dǎo)線將如何移動(dòng)？SN【例3】條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正上方有一導(dǎo)線，通有圖示方向的電流后，磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)＿＿＿（增大、減小還是不變？）。水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為＿＿＿。SN【例4】如圖在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針方向的電流時(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？i【例5】電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？i2.安培力大小的計(jì)算ααF=BLIsinα（α為B、L間的夾角）高中只要求會(huì)計(jì)算α=0（不受安培力）和α=90°ααBhs【例6】如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長也為L，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿正好能靜止。求：⑴B至少多大？這時(shí)B的方向如何？⑵若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流IBhs【例7】如圖所示，質(zhì)量為m的銅棒搭在U形導(dǎo)線框右端，棒長和框?qū)捑鶠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。電鍵閉合后，在磁場(chǎng)力作用下銅棒被平拋出去，下落h后的水平位移為s。求閉合電鍵后通過銅棒的電荷量Q。θOMNabR【例8】如圖所示，半徑為R、單位長度電阻為的均勻?qū)w環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為O，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于水平面方向向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。平行于直徑MON的導(dǎo)體桿，沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動(dòng)。桿的電阻可以忽略不計(jì)，桿于圓環(huán)接觸良好。某時(shí)刻，桿的位置如圖，∠aObθOMNabR【例9】如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌間的距離為0.4m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為37°，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，兩根電阻均為1Ω、重均為0.1N的金屬桿ab、cd水平地放在導(dǎo)軌上，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，導(dǎo)軌的電阻可以忽略.為使ab桿能靜止在導(dǎo)軌上，必須使cd桿以多大的速率沿斜面向上運(yùn)動(dòng)?AabACDS【例10】如圖所示是一個(gè)可以用來測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置：一長方體絕緣容器內(nèi)部高為L，厚為d，左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b，上、下兩側(cè)裝有電極C（正極）和D（負(fù)極）并經(jīng)開關(guān)S與電源連接，容器中注滿能導(dǎo)電的液體，液體的密度為ρ；將容器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，豎直管子a、b中的液面高度相同，開關(guān)S閉合后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差。若當(dāng)開關(guān)S閉合后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差為AabACDS【例10】安培秤如圖所示，它的一臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，線圈共有N匝，它的下部懸在均勻磁場(chǎng)B內(nèi)，下邊一段長為L，它與B垂直。當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡；然后使電流反向，這時(shí)需要在一臂上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到平衡。求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。三、與地磁場(chǎng)有關(guān)的電磁現(xiàn)象綜合問題1.地磁場(chǎng)中安培力的討論【例11】已知北京地區(qū)地磁場(chǎng)的水平分量為3.0×10－5T.若北京市一高層建筑安裝了高100m的金屬桿作為避雷針，在某次雷雨天氣中，某一時(shí)刻的放電電流為105A2.地磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象【例12】繩系衛(wèi)星是系留在航天器上繞地球飛行的一種新型衛(wèi)星，可以用來對(duì)地球