2022年高二物理静电场复习学案.docx

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1、精品_精品资料_精品word _精品资料_ - - - - - - - - - - - -高二物理静电场复习学案【电场力的性质 】【基础学问 】1电荷、电荷守恒定律 两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 元电荷：一个元电荷的电量为1 61019C,是一个电子所带的电量说明任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍 起电：使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种 摩擦起电,接触起电,感应起电 电荷守恒定律：电荷既不能制造,也不能被毁灭,它们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,系统的电荷总数是不变的 【留意】电荷的变化是电子的转移引起的.

2、完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均安排,异种电荷先中和后再平分2库仑定律 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上 公式： F = kQ1Q2 r2（ k = 9.0109Nm2 C2） 适用条件：真空中 点电荷说明点电荷是一个抱负化的模型,在实际中,当带电体的外形和大小对相互作用力的影响可以忽视不计时,就可以把带电体视为点电荷（这一点与万有引力很相像,但又有不同：对质量匀称分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距.而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r）点电荷很相

3、像于我们力学中的质点【留意】两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律.使用库仑定律运算时,电量用肯定值代入,作用力的方向依据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”的规律定性判定3电场：存在于带电体四周的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质电荷间的作用总是通过电场进行的电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生4电场强度 定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电量q 的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱 表达式： E = F /q单位是： N/C 或 V/m .E = kQ/r2（导出式,真空中的点电荷,其中Q 是产生该电场的

4、电荷）E = U/d（导出式,仅适用于匀强电场,其中d 是沿电场线方向上的距离） 方向：与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反.电场线的切线方向是该点场强的方向.场强的方向与该处等势面的方向垂直 在电场中某一点确定了,就该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变, 这一点很相像于重力场中的重力加速度,点定就重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定 值 电场强度是矢量,电场强度的合成依据矢量的合成法就（平行四边形法就和三角形法就） 电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的

5、检验电荷无关,而电场力的大小与方向就跟放入的检验电荷有关,5电场线：是人们为了形象的描画电场而想象出一些线,客观并不存在电场线的属性有：切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力 方向从正电荷动身到负电荷终止,或从正电荷动身到无穷远处终止,或者从无穷远处动身到负电荷终止疏密表示该处电场的强弱, 也表示该处场强的大小匀强电场的电场线平行且距离相等没有画出电场线的的方不肯定没有电场顺着电场线方向,电势越来越 低电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直电场线永不相交也不闭合电场线不是电荷运动的轨迹常见电场的电场线分布图小结练习：1在电场中有一点P,以下说法正确选项： （ ） A如放

6、在P 点的摸索电荷的电荷量减半,就P 点场强加倍 B如 P 点没有摸索电荷,就P 点场强为零C如 P 点场强越大,就同一电荷在P 点受的电场力越大D P 点场强方向就是摸索电荷在该点受力方向2 B 电荷受到A 电荷的静电作用,实际上是（）A、 A 电荷对 B 电荷的直接作用B A 电荷的电场对B 电荷的电场的作用C A 电荷对 B 电荷的电场的作用D A 电荷的电场对B 电荷的作用3电场强度E 的定义式为E=F/q,那么（） A这个定义式只适用于点电荷产生的电场 B这个定义式适用于全部的电场C式中的F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是产生电场的电荷的电量D式中的F 是放入电场中的电荷所受的力

7、,q 是放入电场中的电荷的电量4两个带同种电荷的小球a 和 b用相同长度的细线悬挂于同一点,平稳时悬线偏离竖直方向的偏角相等（如下列图）, 以下判定中正确选项（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精品word _精品资料_ - - - - - - - - - - - -A、两小球所受的库仑力的大小肯定相等. B两小球的带电量肯定相等 C两小球的质量肯定相等 D两悬线对小球的拉力大小肯定相等5在匀强电场中,将质量为m

8、,带电量为q 的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为始终线,该直线与竖直方向的夹角为,如下列图,就电场强度的大小为（）A 有唯独值mgtan/qB最小值是mgsin/ qC最大值mgtan/ qD mg/q6如下列图,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A O B 匀速飞过,电子重力不计,就电子所受另一个力的大小和方向变 化情形是（）A 先变大后变小,方向水平向左B 先变大后变小,方向水平向右 C先变小后变大,方向水平向左D 先变小后变大,方向水平向右【电场能的性质】【基础学问】1电势差：电荷从电场中的一点移到另一点,电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差,U AB = WAB /q,是标量

9、说明电势差很类似于重力场中的高度差物体从重力场中的一点移到另一点,重力做的功跟其重力的比值叫做这两点的高度差h = W/G = gh2电势：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决 定,与检验电荷无关 说明类似于重力场中的高度某点相对参考面的高度差为该点的高度高度是相对的与参考面的选取有关,而 高度差是肯定的与参考面的选取无关同样电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是肯定的,与零电势的选取无关一般选取无限远处或大的的电势为零当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值电场中 A、B 两点的电势差等于A、 B 的电势之

10、差,即UAB = A B,沿电场线方向电势降低3电场力做功与电势能 电势能：电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能电势能是电荷与所在电场所共有的 电势能的变化：电场力做正功电势能削减.电场力做负功电势能增加 电场力做功： W = qU , U 为电势差, q 为电量电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量打算4等势面 电场中电势相等的点所组成的面为等势面 特点：各点电势相等等势面上任意两点间的电势差为零电荷沿着等势面运动,电场力不做功处于静电平稳状态的导体是一 个等势体,其面为等势面匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大等

11、势面上各点的电势相等但电场强度不肯定相等电场线跟等势面垂直,且由电势高的面指向电势低的面两个等势面永不相 交例题小结：1关于电势与电势能的说法正确选项（）A 电荷在电场中电势高的的方电势能大B 在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D 负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小882将电量为- 2 10C 的点电荷,从零电势S 点移到电场中的M 点,抵抗电场力做功410J,就 M =V .如将该电荷从M 点移到 N 点,电8场力做功1410J,就N 点电势N =V . M 、N 两点电

12、势差UMN =V 3 .如下列图,匀强电场中的一组等势面,A、B、C、D 相邻间距离为2cm,就场强 E =V/m . 离 A 点 1.5cm 的 P 点电势为V 4如下列图, 实线为匀强电场中的电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等一正点电荷在等势面A 处的动能为20 J ,运动到等势面C 处的动能为零现取B 等势面为零电势能面,就当此电荷 的 电 势 能 为20J时 的 动 能 是J（不计重力和空气阻力）5如下列图, A、B、C、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C 三点的电势分别为A = 15 V ,B = 3 V ,C = 3 V ,由此可得D 点电势 D=V

13、6某静电场沿x 方向的电势分布如下列图,就（）A 在 0 xl 之间不存在沿x 方向的电场B 在 0 xl 之间存在着沿x 方向的匀强电场 C在 x1 x2 之间存在着沿x 方向的匀强电场 D 在 x1 x2 之间存在着沿x 方向的非匀强电场7.如下列图,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,如电荷是从a 处运动到b 处,以下判定正确选项（）A 电荷从a 到 b 加速度减小B b 处电势能大C b 处电势高D 电荷在b 处速度小8如下列图,实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b 为轨迹

14、上的两点 .如 a 点电势为 a ,b 点电势为 b ,就（）A 场强方向肯定向左,且电势 a bB场强方向肯定向左,且电势 a bD 场强方向肯定向右,且电势a b9图中 a、b 和 c 分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V 、4V 和 1.5V.一质子（ 11H）从等势面a 上某处由静止释放,仅受 电场力作用而运动,已知它经过等势面b 时的速率为v,就对质子的运动有以下判定（） A 质子从a 等势面运动到c 等势面电势能增加4.5eVB 质子从a 等势面运动到c 等势面动能增加4.5eV C质子经过等势面c 时的速率为2.25vD 质子经过等势面c 时的速率为1.5v【

15、电容器电容】【基础学问】1平行板电容器(1) 基本结构：两块彼此绝缘、相互靠近的平行金属板组成(2) 带电特点：两板电荷等量异号,分布在正对两板的内侧(3) 板间电场：板间形成匀强电场,场强大小为E U d,方向垂直板面 2电容器的充、放电过程(1) 充电过程如图1 7 1 所示：充电电流,电流方向为逆时针方向,电流强度由大到小.电容器所带电荷量增加.电容器两极板间电压上升.电容器中电场强度增加.当电容器充电终止后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间电压与充电电压相等.充电后,电容器从电源中猎取的能量称为电场能(2) 放电过程如图1 7 2 所示：放电电流：电流方向是从正极板流出,电流强度

16、是由大变小.电容器上电荷量减小.电容器两极板间电压降低.电容器中电场强度减弱电容器的电场能转化成其他形式的能3电容(1) 定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值,叫做电容器的电容(2) 定义式： C Q/U电容是利用了比值定义法,看起来似乎C 由 Q和 U 来打算,其实C与 Q、U 无关, C 的大小是由电容器本身的结构打算的,只是比值Q/U 可以用来量度电容器的电容即使电容器不带电,电容器容纳电荷的本事也不变,其电容仍旧为C(3) 单位：在国际单位制中,电容的单位是法拉,符号是F 1 F 1 C V612法拉这个单位太大,实际中常用较小的单位,微法 F 和皮法pF 其关系：

17、 1 F 10 F 10 pF(4) 由 C=Q/U 可 知 C=Q/U(5) 电荷量 Q CU,带 电荷量 随电压的上升而增大,即带电荷量 与电压成正比提示：电容器是一种电路元件,而电容是一个物理量,它表征了电容器容纳电荷的本事电容器的带 电荷量 是一个极板上电荷量的肯定值电容 C 是用比值定义法定义的,本章学过的电场强度E、电势 ,都是用比值法定义的电容C=Q/U,但不能说电容C 与 Q成正比、与U 成反比电容C 由电容器本身的性质打算,与Q、U 的大小无关加在电容器两极上的电压不能超过某一限度超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏这个极限电压称为穿电压电容器工作时的电压应低于击穿电压电

18、容器上一般都标明电容器的电容和额定电压额定电压是指电容器长期工作时所能承担的电压,比击穿电压要低4常用电容器(1) 固定电容器：电容固定不变的电容器,常用云母、陶瓷、聚苯乙烯等为电介质,这种电容在使用中不分极性(2) 电解电容器：也是一种固定电容器,只是用很薄的一层氧化膜作电介质,电容较大并且,电解电容器的极性是固定的,使用时极性不能接错(3) 可变电容器：是一种可以转变电容大小的电容器,通常由两组铝片组成,其中一组固定不动的叫定片,另一组可以转动的叫动片转动时, 两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着转变可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质-4例 1 有一充电的平行板电容器,两板间电压为

19、3 V ,使它的电荷量削减3l0C,于是电容器两极板间的电压降低1/3 ,此电容器的电容量 F,电容器原先的带电荷量 是C,如把电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容量是F5平行板电容器的电容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 当平行板电容器的两极板间是真空时,SC4 kd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 当两板间布满同一种电介质时,Cr S ,r 是电介质的相对介电常数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4 kd(3) 平行板电容器的电容,与两平行板正对面积S 成正比,与介质的相对介电常

20、数r 有关,与两极板间距离d 成反比6关于平行板电容器的两类典型问题(1) 平行板电容器连接在电源两端时,由于电容器始终接在电源上,因此两板间电势差U 保持不变,电容器的d、S、 r 发生变化,将引起电容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精品word _精品资料_ - - - - - - - - - - - -器的 C、Q、U、E 变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由 CrS4 kd可知 C 随

21、d、S、 r 变化而变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由 Q CUr S4 kd可知 Q也随着 d、S、 r 变化而变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由 E=U/d 知, E 随 d 的变化而变化(2) 平行板电容器充电后,切断与电源的连接,电容器 的带 电荷量 Q保持不变, 电容器的d、S、 r 变化,将引起 C、Q、U、E 的变化 由 C可知 C随 d、S、 r 变化而变化r S4 kd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢

22、迎下载精品_精品资料_由UQ CQr S4 kd4 kdQr S可知, U随 d、S、 r 变化而变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由 EUQdCdQ4 kQr Sr S可知, E 随 S、 r 变化而变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4 k例 2 当一个电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U,假如所带电荷量增大为2Q,就 A 电容器的电容增大为原先的B电容器的电容减小为原先的2 倍,两极板间电势差保持不变1 2 倍,两极板间电势差保持不变C 电容器的电容保持不变,两极板间电势差增大为原先的2 倍D电容器

23、的电容保持不变,两极板间电势差削减为原先的1 2 倍例 3 2022年全国高考试题对于水平放置的平行板电容器,以下说法正确选项A将两极板的间距加大,电容将增大B将两极扳平行错开,使正对面积减小,电容将减小C在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大例 4 连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时,就（）A电容器的电容C 变大B电容器极板的带电荷量 Q变大C电容器两极板间的电势差U 变大D电容器两极板间的电场强度E 变大例 5 如图 1-7-3所示, 两板间距为d 的平行板电容

24、器与一电源连接,开关 S 闭合, 电容器两板间的一质量为m,带电荷量 为 q 的微粒静止不动,以下各表达中正确选项（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A微粒带的是正电 B电源电动势的大小等于mgd q可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C断开 开关 S,微粒将向下做加速运动D保持 开关 S 闭合,把电容器两极板距离增大,将向下做加速运动【带电粒子在电场中的运动】1带电粒子的加速mK图 1-7-3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场,受到的电场力与运动方向在同始终线上,做加 减 速直线运动,假如是匀强电

25、场,就做匀加 减 速运动(2) 功能 关系 分析：粒子只受电场力作用,动能变化量等于电势能的变化量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0qU1 mv2 初速度为零 . qU1 mv21 mv 2此式适用于一切电场可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2222 带电粒子的偏转0(1) 动力学分析： 带电粒子以速度v0 垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中,受到恒定的与初速度方向成90 角的电场力作用而做匀变速曲线运动 类平抛运动 (2) 运动的分析方法 看成类平抛运动 ：沿初速度方向做速度为v0 的匀速直线运动沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动例 1. 如

26、图 1 8 1 所示,两板间电势差为U,相距为d,板长为L正离子q 以平行于极板的速度v0 射入电场中,在电场中受到电场力而发生偏转,就电荷的偏转距离y 和偏转角 为多少 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精品word _精品资料_ - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 示波管的原理(1) 构造及功能如图l 82 所示电子枪：发射并加速电子,偏转电极YY

27、 ：使电子束竖直偏转 加信号电压XX压 荧光屏(2) 工作原理 如图 1 8 2 所示 ：使电子束水平偏转 加扫描电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_,偏转电极XX 和 YY 不加电压, 电子打到屏幕中心.如电压只加XX ,只有 X 方向偏.如电,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_压只加 YY ,只有 y 方向偏. 如 XX 加扫描电压, YY象加信号电压, 屏上会显现随信号而变化的图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4在带电粒子的加速或偏转的问题中,何时考虑粒子的重力.何时不计重力 .一般来说： 1 基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有特殊说明或

28、有明确示意以外,一般都不考虑重力 但不忽视质量 2带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有特殊说明或有明显示意以外,一般都不能忽视重力5 易错易混点带电粒子在电场中发生偏转,定要区分开位移的方向与速度的方向,它们各自偏角的正切分别为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_tany , tan xv y,切不行混淆vx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6 带电粒子在电场中的运动(1) 带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情形打算在非匀强电场中,带电粒子受到的电场力是变力,解决这类问题可以用动能定理求解在匀强电场中,带电粒子受到的是恒力,如带电粒子初速度为零或初速

29、度方向平行于电场方向,带电粒子将做匀变速直线运动.如带电粒子初速度方向垂直于电场方向,带电粒子做类平抛运动,依据运动规律求解,(2) 带电小球、带电微粒 重力不能忽视 在匀强电场中运动,由于带电小球、带电微粒可视为质点,同时受到重力和电场力的作用,其运动情形由重力和电场力共同打算又由于重力和电场力都是恒力,其做功特点一样,常将带电质点的运动环境想象成一等效场,等效场的大小和方向由重力场和电场共同打算例 2. 两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从 O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A 点,然后返回, 如图 1 8 3所示, OA h,此电子具有的初动能是A edhB

30、edUhUC eUD eUhdhd例 3. 一束质量为m、电荷量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v0 进入匀强电场,如图1 8 4 所示假如两极板间电压为U,两极板间的 距离为 d、板长为L设粒子束不会击中极板,就粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 粒子的重力忽视不计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 4. 如图 1 8 5 所示,离子发生器发射出一束质量为m,电荷量为q 的离子,从静止经加速电压U1 加速后,获得速度方向射入两平行板中心,受偏转电压U2 作用后,以速度v 离开电场,已知平行板长为l ,两板间距离为d,求： v0 的大小.离子在偏转电场中运动时间t

31、.离子在偏转电场中受到的电场力的大小F.离子在偏转电场中的加速度.v0 ,并沿垂直于电场线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_离子在离开偏转电场时的横向速度vy .图 1 85可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_离子在离开偏转电场时的速度v 的大小.离子在离开偏转电场时的横向偏移量y.离子离开偏转电场时的偏转角 的正切值tg 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载