高二物理第一章静电场复习课件新课标人教版.ppt

例例 质量为质量为510-6kg的带电粒子以的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平速度从水平放置的平行金属板行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长已知板长L10cm，间距，间距d2cm，当，当UAB为为1000V时，带电粒子恰好沿时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带直线穿过板间，则该粒子带 电，电量为电，电量为 C，当，当AB间间电压在电压在 范围内时，此带电粒子能从板间范围内时，此带电粒子能从板间飞出飞出. d=2cmv0=2m/sL10cm+ + + + + - - - - - 解：解： 粒子受力如图，粒子受力如图，qEmg粒子带粒子带 负电负电qE=mg q=mgd/U0=10 -9C若电压增大为若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出，恰好从上板边缘飞出，y=1/2 at2 =d/2a=d v02 / L2 = 8m/s2,qU1/d mg = ma U1 =1800V若电压减小为若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出，恰好从下板边缘飞出，y=1/2 at2 =d/2 a=8m/s2, mg - qU1/d = ma U2 =200V200VU 1800V负负10-9200-1800V复习复习 借助于检验电荷，从力和能两个借助于检验电荷，从力和能两个角度研究电场，得出了那些结果？角度研究电场，得出了那些结果？ 对电场研究得到了表征电场性质的两个物理量：电场强度和电势电场强度和电势;。 对处在电场中的电荷研究得到了描述电荷性质的两个物理量：电电场力和电势能场力和电势能。本章知识网络本章知识网络 221rqq电场的力的性质电场的力的性质场强场强 E EF/q F/q 矢量矢量 电场线电场线匀强电场匀强电场 E EU/dU/d真空中点电荷的电场真空中点电荷的电场 E EkQ/rkQ/r2 2 电场力电场力F FEqEq（任何电场）（任何电场）F Fk k （真空中点电荷）（真空中点电荷） 电荷电荷电荷守恒定律电荷守恒定律电场电场电场的能的性质电场的能的性质电势电势 W WAOAO/q /q 标量等势面标量等势面电势差电势差U UABABA A-B BW WABAB/q /q 电势能电势能电场力的功电场力的功W WABABqUqUABABEpEpA AEpEpB BABAB带电粒子在电场中带电粒子在电场中平衡平衡直线加速直线加速偏转偏转静电感应静电感应 静电平衡静电平衡 静电屏蔽静电屏蔽 电容器电容电容器电容C=Q/UC=Q/U场源场源性质性质描述描述作用作用静电荷静电荷电容器电容器力的性质力的性质能的性质能的性质场强场强E电势电势电场线电场线等势面等势面（相互垂直）（相互垂直）导体导体带电粒子带电粒子静电感应静电感应加速加速偏转偏转 如何区别基本电荷、点电荷、检验电如何区别基本电荷、点电荷、检验电荷这三类电荷？哪些类电荷属理想模型？荷这三类电荷？哪些类电荷属理想模型？ 基本电荷基本电荷是指所带的电量是指所带的电量e=1.601019C的电荷。的电荷。 点电荷点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。是指不考虑形状和大小的带电体。 检验电荷检验电荷是指电量很小的点电荷，当它是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。放入电场后不会影响该电场的性质。 点电荷点电荷和和检验电荷检验电荷属理想模型。属理想模型。如何判断电场力的性质呢？如何判断电场力的性质呢？ 方法一：从电荷的性质分析，若同（异）方法一：从电荷的性质分析，若同（异）种电荷，则为斥（引）力；种电荷，则为斥（引）力；方法二：根据场强方向的规定，正（负）方法二：根据场强方向的规定，正（负）电荷受力方向与电荷受力方向与E的方向相同（反）；因此，的方向相同（反）；因此，正电荷受到产生电场的电荷正电荷受到产生电场的电荷Q（Q）的）的斥（引）力。斥（引）力。题题1如图如图1所示，所示，A、B两点分别固定正、负电荷两点分别固定正、负电荷QA和和Q，且且QAQ，把电荷，把电荷q引入，则下列判断正确的是引入，则下列判断正确的是: QA Q ( 图一图一 )（A）q的平衡位置在的平衡位置在AB之间上。之间上。（B） q的平衡位置在的平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上A的外侧。的外侧。（C）q的平衡位置在的平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上B的外侧。的外侧。（D）q的平衡位置与的平衡位置与q的电性和电量均无关的电性和电量均无关cabF4F3F2F1 一、一、从力的角度研究电场，发现从力的角度研究电场，发现电场强度是电场本身的一种特性，与电场强度是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。检验电荷存在与否无关。E是矢量。是矢量。要区别公式要区别公式:E=Fq （定义式）；（定义式）； E=kQr2 （点电荷电场）；（点电荷电场）； E=U/d (匀强电场）。匀强电场）。如何比较电场中任两点的场强大小和如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？方向呢？1、判断电场强度大小的几种方法：、判断电场强度大小的几种方法：方法一方法一: 由定义式由定义式E=Fq决定；决定；方法二方法二: 在点电荷电场中，在点电荷电场中，E=kQr2；方法三方法三:在匀强电场中，场强处处相等；在匀强电场中，场强处处相等；方法四方法四:电力线密（疏）处强大（小）。电力线密（疏）处强大（小）。2、判断电场强度方向的几种方法：、判断电场强度方向的几种方法：方法一方法一:根据规定，正电荷所受电场力根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；的方向即是该点的场强方向；方法二方法二:电场线上每一点的切线方向即电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；是该点的场强方向；方法三方法三:电场线降低最快的方向就是场电场线降低最快的方向就是场强的方向。强的方向。 二、二、 从能的角度研究电场，发现电从能的角度研究电场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验势也是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。电荷存在与否无关。是标量。是标量。 通常规定：无限远处的电势为零。通常规定：无限远处的电势为零。电势的正负和大小是相对的，电势差电势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在的值是绝对的。例：在+Q（Q）的）的电场中，电场中，0（0）。）。 如何比较电场中任两点电势的高低呢？如何比较电场中任两点电势的高低呢？方法一方法一: 根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；来越低；方法二方法二: 根据电势的定义式根据电势的定义式= Ep/q= -W/q，从电势的物理，从电势的物理意义上分析判断意义上分析判断;如：将如：将+q从无穷远处移至从无穷远处移至+Q电场中的某电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；方法三方法三: 根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向的方向.方法四方法四: 根据电势差判断，若根据电势差判断，若UAB0，则，则AB题题4将一个正电荷从无穷远处移入电场中将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为点，电场力做功为8.0109焦。若将另一个焦。若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，点，电场力做功为电场力做功为9109焦，则正确的结果是：焦，则正确的结果是：（A）UMUNU0 （B）UNUMU0（C）UNUMU0 （D）UMUNU0 三三.电势能是电荷和电场所组成的电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。规定：无限远处的电势系统共有的。规定：无限远处的电势能为零。能为零。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电荷电势能的大小呢？方法一方法一: 根据电场力做功的正负判断，根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；电势能减少（增加）；方法二方法二: 根据公式根据公式 Ep=q ；WABqUAB计算计算。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电荷电势能的大小呢？题题5是非题（并简要说明理由。）是非题（并简要说明理由。）（A）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。该点具有的电势能也一定大。 （C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。 （D）若电场中）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电两点间的电势差为零，则同一点电荷在荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。两点所具有的电势能必定相同。 （E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 （F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。 本单元重要的科学研究方法本单元重要的科学研究方法:（1）用比值定义物理量）用比值定义物理量 （2）类比）类比 （3）运用形象思维）运用形象思维 （4）寻求守恒规律）寻求守恒规律 （5）实验检测）实验检测题题6如图所示，把一个带负电荷如图所示，把一个带负电荷q的的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的直平行板间的O点。小球质量点。小球质量m=2克克,悬线长悬线长L=6厘米，两板间电场强度为厘米，两板间电场强度为2.5104牛牛/库，小球自悬线水平的库，小球自悬线水平的B点由静止开始向下运动。到达点由静止开始向下运动。到达O点正下方的点正下方的A点时的速度刚点时的速度刚好为零。取好为零。取g=10米米/秒秒2。求：。求：小球所带的电量。小球所带的电量。mo本单元中用比值定义的物理量有：本单元中用比值定义的物理量有：电场强度电场强度E=F/q电势差电势差UAB=WAB/q以往学习过的有：以往学习过的有：物 质 的 密 度物 质 的 密 度 = m / V 、 比 热 容、 比 热 容 C=Q/mT、导体的电阻、导体的电阻R=U/I等。等。1.电场与重力场电场与重力场2.电场强度（电场强度（E=F/q）与重力场强度）与重力场强度（即重力加速度（即重力加速度g=G/m）3.电场力做功与重力做功的特点电场力做功与重力做功的特点（与路径无关）（与路径无关）4.电势能与重力势能电势能与重力势能 用假想的用假想的电场线电场线描述电场的性描述电场的性质（电场强弱、电势高低）质（电场强弱、电势高低）1.本单元新增了电荷守恒定律。2.由电势能的参与而丰富了能量转化和守恒定律的内涵。 用验电器检测物体上是否带电、带何种电、带多少电。 用静电计检测导体间电势差。A-9 4 -36B9 4 36C-3 2 -6D3 2 6答案答案:A1、如图所示，、如图所示，3个点电荷个点电荷q1、q2、q3固定在一固定在一条直线上，条直线上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距离的距离的2倍，倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以判断判断3个电荷的电量之比个电荷的电量之比q1 ：q2：q3为：为：AFBFCFD18143834F答案:A答案答案:A答案答案:D答案答案:C答案答案:AC答案答案:AC答案答案:C9.如图所示，如图所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的三点的电势分别为电势分别为A=15V，B= 3 V，C= - 3 V，试确定场强的方向试确定场强的方向 根据根据A、B、C三点电势的特点，在三点电势的特点，在AC连线上取连线上取M、N两点，使两点，使AM=MN=NC，尽，尽管管AC不一定是场强方向，但由不一定是场强方向，但由U=Ed可知可知AM、MN、NC在场强方向上的投影长度肯在场强方向上的投影长度肯定相等，已知定相等，已知UAC= A- C =15V- (- 3 V) =18V， UAM=UMN=UNC=6V，故，故N=3V.