高二物理教案.pdf

《高二物理教案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理教案.pdf（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章第一章静电力静电力电荷的基本概念现象库仑定律电场强度（E）=E=F/q力静电力为什么两不接触的本质：电荷能产生作用力电场线（定性分析）电场能量电容器（匀强电场）应用带电粒子在电场中的运动电势能电势电势差第第 1 1 节节 电荷基本知识电荷基本知识（初中知识回顾）（初中知识回顾）1 1、正电荷和负电荷、正电荷和负电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷2 2、电荷及其相互作用、电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3 3、电荷量、电荷量：电荷的多少符号：Q或q单位：库仑符号：C4 4、元电荷、元电荷:电子所带的电荷量，用e表示.电荷量e的值：e=1.

2、6010-19C5 5、比荷、比荷(荷质比荷质比)：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为6 6、物体带电、物体带电摩擦起电：不同物质的原子核束缚电子的能力不同实质：电子的转移静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电实质：电子的转移接触带电：实质电子的转移、两个带正电的小球接触后分开，每个小球所带电量为接触前电量和的一半、两个带负电的小球接触后分开，每个小球所带电量为接触前电量和的一半、一正一负的带电小球接触后分开，每个小球所带电量为先正负抵消一部分电量，再把剩下的电量平分、不带电与带电小球接触后分开，每个小球所带电量为接触前电量和的一半总

3、之所有的接触带电后，两个小球带电量都带同种等量电荷！总之所有的接触带电后，两个小球带电量都带同种等量电荷！eme 1.76 1011C/7 7、电荷守恒定律、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分第第 2 2 节节 库仑定律库仑定律（电荷之间的相互作用力跟什么因素有关）1、影响两电荷之间相互作用力的因素：距离电量2、库仑定律库仑定律、内容表述内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上、大小（公式）、大小（公式）：F109Nm2/C2、方向、方向：同种电荷互相排

4、斥；异种电荷互相吸引。、适用条件：真空中，点电荷理想化模型注意注意：万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计2、点电荷点电荷：这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的这里可以回顾力学中的质点的概念容易出现的错误是：只要

5、体积小就能当点电荷注意注意：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的 任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律用矢量求和法求合力带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷kq1q2r2（类比万有引力公式）静电力常量k=9.0第第3 3节节电场电场电场强度（电场强度（电荷间的相互作用力是怎样产生的）1、电场电场 概念：就像磁场，重力场一样，电场是电荷周围客观存在的，对放入电场的带电体产生力的作用，即电荷之间的相互作用是通过电场发生的 性质：引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.（力的性质）当带电体在电场中移动时，电场力将

6、对带电体做功，这表示电场具有能量.（能的性质）电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.（力的性质）2 2、电场强度（电场强度（类比重力加速度）概念：电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，是该点电场本身的属性用 E 表示。即：E=F/q（适用于所有电场）理解：关于检验电荷和场源电荷注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响，虽然可用同一电荷 q 在电场中各点所受电场力 F 的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力 F 的大小还和电荷 q 的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱实验表明：在

7、电场中的同一点，电场力 F 与电荷电量 q 成正比，比值 F/q 由电荷 q 在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值 F/q 来表示电场的强弱方向：（规定）电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同，是唯一的、固定的（负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反）3 3、真空中点电荷周围电场的大小和方向真空中点电荷周围电场的大小和方向（1）点电荷周围的电场大小：E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）方向：如果是正电荷，E 的方向就是沿着 PQ 的连线并背离 Q；如果是负电荷：E 的方向就是沿着 PQ 的连线并指向 Q（2）电场

8、强度的叠加：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和（电场强度是矢量，合成时遵循平行四边形法则）4 4、电场线（、电场线（定性分析场强）（1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。（2）电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.电场线的疏密疏密反映电场强度的大小电场强度的大小(疏弱密强).静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)注意：注意：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。5 5、匀强

9、电场（、匀强电场（特殊的电场）(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.6 6、常见的电场、常见的电场电场正点电荷电场线图样简要描述发散状负点电荷等量同号电荷等量异号电荷匀强电场平行的、等间距的、同向的直线相吸状相斥状会聚状第第 4 4 节节静电平衡静电平衡静电屏蔽静电屏蔽1 1、静电平衡、静电平衡由于静电感应，使得导体内部的电荷定向移动，直到导体（包括表面）中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态静电平衡后导体内部电场的

10、特点：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。2 2、静电屏蔽静电屏蔽空腔导体的特点：+净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场由于静电平衡使得空腔内部没有电场，这样一些精密的仪器放入空腔内，不会受外部电场的影响，仪器的使用能更加精确。练习：长为 L 的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为 q 的正电荷放在距棒左端R 处且与棒在一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O 处产生的场强小，方向。q+RLO第第 5 5 节节电势能、电势、电势差电势能、电势、电势差1 1静电力做功的特点静电

11、力做功的特点分析试探电荷 q 在场强为 E 的匀强电场中沿不同路径从 A 运动到 B电场力做功的情况。（1）q 沿直线从 A 到 B（2）q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B（3）q 沿任意曲线 A 到 B结果都一样即：W=F S=q E LAB【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。与重力做功类比与重力做功类比2 2电势能电势能(类比重力势能类比重力势能)（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，由电荷在电场中的位置所决定的势能叫做电势能。（2）静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电

12、势能的变化量。写成式子为：WABE注意：电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。电势能零点的规定若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。关于电势能零点的规定：（大地或无穷远默认为零）（大地或无穷远默认为零）所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所做的功。则 A 点的电势能为：EP=W电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都

13、为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。求电荷在电场中 A、B 两点具有的电势能高低将电荷由 A 点移到 B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在 A 点电势能大于在 B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在 B 点的电势能小于在 B 点的电势能。3 3电势电势-表征电场性质的重要物理量度表征电场性质的重要物理量度（类比高度）（类比高度）（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用 表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。（2）公式：=Ep/q（与试探电荷无关）Ep=

14、q（3）单位：伏特（V）（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择（大地或无穷远默认为零），正电荷产生的电场中各点的电势为正值，负电荷产生的电场中各点的电势为负值且越靠近正电荷的地方电势越高，越靠近负电荷的地方电势越低4 4等势面等势面定义：电场中电势相等的点构成的面等势面的性质：在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面越密，电场强度越大等势面不相交，不相切几种电场的电场线及

15、等势面注意注意：等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。+图 1415 5、电势差、电势差（类比高度差）（类比高度差）、定义：定义：电场中两点间电势的差值，叫做电势差，也叫电压。用 U 表示。、电势差与电势的关系电势差与电势的关系设电场中 A 点的电势为A，B 点的电势为B，则有UABAB或者表示成UBABA显然UAB UBA注意注意：电势差也是标量，可正，可负，电势差的正、负仅表示电场中两点电势的高、低。电势的数值与零电势点的选取有关，电势差

16、的数值与零电势点的选取无关。、静电力做功与电势差的关系静电力做功与电势差的关系电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得：WAB EPA EPB由电势能与电势的关系EPq可得：EPA qA；EPB qB所以：即WAB q(AB)WAB qUAB或UABWABq注意：注意：电场中两点的电势差，由电场本身的初、末位置决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为 UAB与 WAB成正比，与 q 成反比 只是可以利用 WAB、q 来测量 A、B 两点电势差 UAB点评：点评：知道了电场中

17、两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。6 6、电势差与电场强度的关系、电势差与电场强度的关系、匀强电场匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积 UABEd公式 UABEd 中的 d 必须是沿场强方向的距离，如果电场中两点不沿场强方向，d 的取值应为在场强方向的投影，即为电场中该两点所在的等势面间的垂直距离、电场强度与电势差的关系可写为E UABd它的意义是：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势、场强与电势无

18、直接关系因为某点电势的值是相对于选取的零电势点而言的，选取的零电势点不同，电势的值也不同，而场强不变零电势可以人为选取，电场强度是否为零则由电场本身决定容易犯的一个错误是把电势高低与电场强度大小联系起来，误认为电场中某点电势高，场强就大；某点电势低，场强就小7 7、解题中运用、解题中运用 E=F/qE=F/q、E=kQ/rE=kQ/r、E EU/dU/d 三个公式都可以求场强，三个公式都可以求场强，2但要注意场合和它们的区别与联系但要注意场合和它们的区别与联系8 8、理解、比较电场强度、理解、比较电场强度 E E 和电势和电势第第 6 6 节节电容器（存储电荷的容器）电容器（存储电荷的容器）1

19、、定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。电解质电容器的极板2、电容器的充电：将电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器的充电。3、电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。（实质：电容器两极正负电荷通过导线中和。）4、电容：描述电容器的物理量定义：电容器所带电量 Q 与电容器两极间的电压 U 的比值，叫电容器的电容。QCU（2）单位：法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF）1F=10 F=10-pF5、平行板电容器的决定因素-612物理意义：在 1V 的电压下，电容器能容纳多少电荷，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）

20、决定的,与电容器是不是带电无关。与我们初中学过的电阻的意义接近。6、讨论：平行板电容器在有无电源的情况（1）有电源连接恒定的量：U充电荷量为 Q，两极板间场强为 E，电容为 C，现将两极板间距离减小则 QEC(填减小、增大或不变)充电荷量为 Q，两极板间场强为 E，电容为 C，现将两极板间错位一小部分则 QEC(填减小、增大或不变)（2）无电源连接恒定的量：Q两极板的电压为 U，两极板间场强为 E，电容为 C，现将两极板间距离减小则 UEC(填减小、增大或不变)两极板的电压为 U，两极板间场强为 E，电容为 C，现将两极板间错位一小部分则 UEC(填减小、增大或不变)第第 7 7 节节带电粒子

21、在电场中的运动带电粒子在电场中的运动1 1带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）若带电粒子在电场中所受合力为零时，即F0 时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。例：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析：带电粒子处于静止状态，F0，qE mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。.带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加（减）速直线运动。带电粒子（若重力不计）由静止经电场加速如图所示，可用动能定理：表达式为qU12mv

22、20.带电粒子在匀强电场中的偏转（重力不计），如图所示。侧移：结合加速时的表达式可得：y 12at221 U2q2dmLv0U2L24 U1d，可知在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不变的情况下，侧向位移 y 与偏转电压U2成正比。偏角：tanL2v yv0atv0U2qLdmv20U2L2 U1d注意到y tan，说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。两样，在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不变的情况下，偏角的正切tan 与偏转电压U2成正比。穿越电场过程的动能增量：Ek qU qEy（注意，一般来说不等于qU2）2 2、处理

23、带电粒子在电场中运动的一般步骤：、处理带电粒子在电场中运动的一般步骤：（1）分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力，电场力是否为恒力等。（2）分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子做直线运动还是曲线运动。（3）建立正确的物理模型，进而确定解题方法是动力学、能量观点，还是动量守恒、能量守恒等。（4）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理量间的关系，建立方程组。2.带电粒子受力分析注意点：（1）对于基本粒子如电子、质子、原子核及离子等，一般不考虑重力。（2）对于带电的颗粒、液滴、油滴、小球、尘埃等，除在题目中有明确说明或暗示外，一般均应考虑重力。（3）除匀强电场中电荷量不变的带电粒子受恒定的电场力外，一般电场中的电场力多为变力。注：如带电粒子是恒力作用下（包含电场力）的曲线运动，则运用运动的分解和合成往往可以简化问题。否则，若是变力作用的情况下，往往用能量的观点考虑。（4）把复合场等效为一个等效力场，是处理问题的一个好方法。