高二物理 第一章 静电场.ppt

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1、一、电荷及其守恒定律一、电荷及其守恒定律二、库仑定律二、库仑定律三、电场强度三、电场强度四、电势能和电势四、电势能和电势五、电势差五、电势差六、电势差与电场强度的关系六、电势差与电场强度的关系七、静电现象的应用七、静电现象的应用八、电容器与电容八、电容器与电容九、带电粒子在电场中的运动九、带电粒子在电场中的运动第一章第一章 静电场静电场2021/8/11 星期三1一、电荷及其守恒定律一、电荷及其守恒定律知道电荷的种类和相互作用知道电荷的种类和相互作用了解原子呈中性的原因了解原子呈中性的原因理解电荷守恒定律理解电荷守恒定律接触起电接触起电电中和电中和不要求具体记住正、负电荷产生的方式。不要求具体

2、记住正、负电荷产生的方式。例：用例：用_摩擦过摩擦过_棒带的是正电。棒带的是正电。不要求了解正负电子湮灭现象和光子概念不要求了解正负电子湮灭现象和光子概念2021/8/11 星期三2二、库仑定律二、库仑定律n知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算行简单的计算n了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法2021/8/11 星期三3探究电荷相互作用规律探究电荷相互作用规律问题：电荷之间的相互作用力究竟跟哪些因素问题：电荷之间的相互作用力究竟跟哪些因素有关呢？有关呢？猜想：可能跟两个带电体的电

3、荷量有关；猜想：可能跟两个带电体的电荷量有关；可能跟两个带电体之间的距离有关；可能跟两个带电体之间的距离有关；可能跟两个带电体的形状有关；可能跟两个带电体的形状有关；可能跟空间的介质有关。可能跟空间的介质有关。简单化：不考虑形状：点电荷；简单化：不考虑形状：点电荷；不考虑介质：真空。不考虑介质：真空。2021/8/11 星期三4二、库仑定律二、库仑定律n知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算行简单的计算n了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法了解点电荷概念，体会科学研究中的理想模型方法n了解电荷在两个相同金属球之间等量分配的原

4、理了解电荷在两个相同金属球之间等量分配的原理n解决涉及库仑力的静力学问题，只限于可用直角三角解决涉及库仑力的静力学问题，只限于可用直角三角形知识解决的情形；运用库仑定律公式与其他动力学形知识解决的情形；运用库仑定律公式与其他动力学规律，求解力学与电学综合的问题，只要求所受各力规律，求解力学与电学综合的问题，只要求所受各力在同一直线的情形在同一直线的情形 2021/8/11 星期三5三、电场强度三、电场强度了解试探电荷的作用，理解对试探电荷对电荷量和尺寸的要求了解试探电荷的作用，理解对试探电荷对电荷量和尺寸的要求经历场强概念的建立的过程，进一步认识用比值定义物理量的方法经历场强概念的建立的过程，

5、进一步认识用比值定义物理量的方法不要求了解电磁场的产生机理，本节不要求了解不要求了解电磁场的产生机理，本节不要求了解 电磁场电磁场2021/8/11 星期三6四、电势能和电势四、电势能和电势了解电势概念及单位，知道它的定义式，理解了解电势概念及单位，知道它的定义式，理解与与p、q无关无关理解电场线的方向与电势变化的关系理解电场线的方向与电势变化的关系三个类比三个类比电场力做功与重力做功的类比电场力做功与重力做功的类比电势定义与电场强度定义的类比电势定义与电场强度定义的类比等势面与电场线的类比等势面与电场线的类比 不要求用等势面去推断电场的强弱和方向推理一：推理一：正电荷沿电场线方向移动，电场力

6、做正功，电势能减小，正电荷沿电场线方向移动，电场力做正功，电势能减小，电势降低；电势降低；负电荷沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能增大，负电荷沿电场线方向移动，电场力做负功，电势能增大，电势降低。电势降低。推理二：推理二：若取无穷远处为零电势点，则正电荷电场的电势均为正；若取无穷远处为零电势点，则正电荷电场的电势均为正；负电荷电场的电势均为负负电荷电场的电势均为负 2021/8/11 星期三7 例例 根据图所示的电场线和等势面分布（同根据图所示的电场线和等势面分布（同一图中相邻的等势面之间的电势变化量相同），一图中相邻的等势面之间的电势变化量相同），判断判断A、B两点的电场强度的大小两点的

7、电场强度的大小 AB2021/8/11 星期三8六、电势差与电场强度的关系六、电势差与电场强度的关系掌握电势差与场强的关系式，知道其适用条件掌握电势差与场强的关系式，知道其适用条件 例例 在水深超过在水深超过200 m200 m的深海，光线极少，能见度极的深海，光线极少，能见度极低。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生低。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。若该电鳗的头物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 104 V/mV/m，可击昏

8、敌害。身长，可击昏敌害。身长50 cm50 cm的电鳗，在放电时产生的的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达瞬间电压可达A A10 V B10 V B500 V C500 V C5000 V D5000 V D10000 V10000 V不要求了解电场强度的方向就是电势降低最快的方向不要求了解电场强度的方向就是电势降低最快的方向2021/8/11 星期三9七、静电现象的应用七、静电现象的应用不要求计算感应电荷的场强和静电力不要求计算感应电荷的场强和静电力不要求应用不要求应用“处于静电平衡的导体是个等势体处于静电平衡的导体是个等势体”解决有关问题解决有关问题2021/8/11 星期三10 例例如如图

9、图所所示示，在在真真空空中中把把一一绝绝缘缘导导体体向向带带负负电电的的小小球球A缓缓慢慢地靠近地靠近(不相接触不相接触)时，下列说法中正确的是时，下列说法中正确的是 A.导体两端的感应电荷越来越多导体两端的感应电荷越来越多 B.导体内部场强越来越大导体内部场强越来越大 C.导体上的感应电荷在导体上的感应电荷在B点产生点产生 的场强大于在的场强大于在C点产生的场强点产生的场强 D.导体上的感应电荷在导体上的感应电荷在B、C两两 点产生的场强相等点产生的场强相等2021/8/11 星期三11 例例 在在上上题题中中，如如果果用用一一根根导导线线将将B、C相相连连，则则A有电流从有电流从B通过导线

10、流向通过导线流向CB有电流从有电流从C通过导线流通过导线流BC导线上没有电流通过导线上没有电流通过D无法确定导线上有无电流通过无法确定导线上有无电流通过2021/8/11 星期三12 例例 如如图图所所示示，一一个个不不带带电电的的球球形形导导体体放放在在一一个个正正点点电电荷荷附附近近。在在下下面面的的四四个个图图中中，电电场场线线分分布布的画法没有明显错误的是的画法没有明显错误的是 +2021/8/11 星期三13八、电容器与电容八、电容器与电容经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴含的控制变量等经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴含的控制变量等思想方法思想方法

11、2021/8/11 星期三14九、带电粒子在电场中的运动九、带电粒子在电场中的运动示波管问题的分析与计算不涉及两个偏转电极同时加电压的情形示波管问题的分析与计算不涉及两个偏转电极同时加电压的情形解决带电粒子偏转运动问题只限于偏转电极加恒定电压的情形解决带电粒子偏转运动问题只限于偏转电极加恒定电压的情形2021/8/11 星期三15 例在真空中速度为v=6.4107 m/s的电子束连续地射入两平行极板之间，极板长度为l=8.010-2 m，间距为d=5.010-3 m，两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过，如图所示。在两极板上加一50 Hz的交变电压u=U0sint，如果所加电压的最大

12、值U0超过某一值Uc时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过。（1）求Uc的大小；（2）求U0为何值时才能使通 过的时间(t)通 跟间断的时 间(t)断 之比为(t)通：(t)断=2：1。ld2021/8/11 星期三16一、电源和电流一、电源和电流二、电动势二、电动势三、欧姆定律三、欧姆定律四、串联电路和并联电路四、串联电路和并联电路五、焦耳定律五、焦耳定律六、电阻定律六、电阻定律七、闭合电路的欧姆定律七、闭合电路的欧姆定律八、多用电表八、多用电表九、实验：测定电池的电动势和内阻九、实验：测定电池的电动势和内阻十、逻辑电路十、逻辑电路第二章第二章 稳恒电流稳恒电流20

13、21/8/11 星期三17一、电源和电流一、电源和电流了解电源使电路形成电流的机制了解电源使电路形成电流的机制不要求计算液体导电时的电流不要求计算液体导电时的电流不要求解决与导线内部自由电子定向运动速率相联系的问题不要求解决与导线内部自由电子定向运动速率相联系的问题2021/8/11 星期三18三、欧姆定律三、欧姆定律通过实验认识小灯泡的伏安特性通过实验认识小灯泡的伏安特性2021/8/11 星期三19四、串联电路和并联电路会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计算算了解简单的混联电路及其简化方法了解简单的混联电路及其简化

14、方法能定性分析电流表和电压表的内阻对电路测量的影响能定性分析电流表和电压表的内阻对电路测量的影响不要求解决无穷网络等复杂电路问题不要求解决无穷网络等复杂电路问题 2021/8/11 星期三20 例 如图所示的电路中，R0是已知的，要使AB间的总电阻恒等于R0，则R1的电阻值是多大？ABR1R1R1R1R1R1R02021/8/11 星期三21四、串联电路和并联电路四、串联电路和并联电路会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计算会推导串联电路和并联电路的总电阻公式，并会用来进行有关计算了解简单的混联电路及其简化方法了解简单的混联电路及其简化方法能定性分析电流表和电压表的内阻对电路

15、测量的影响能定性分析电流表和电压表的内阻对电路测量的影响不要求解决无穷网络等复杂电路问题不要求解决无穷网络等复杂电路问题电表改装只限于改装成单量程电压表和电流表电表改装只限于改装成单量程电压表和电流表2021/8/11 星期三22六、电阻定律六、电阻定律 会通过实验探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系会通过实验探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系会推导导体的电阻与长度、横截面积的关系会推导导体的电阻与长度、横截面积的关系领会领会“探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验控制变量的思想实验控制变量的思想dVVVV abcR2021/8/11 星期三2

16、3七、闭合电路欧姆定律七、闭合电路欧姆定律能够结合其他电学知识解决简单的综合性问题能够结合其他电学知识解决简单的综合性问题 与能量的综合与能量的综合 与电场的综合与电场的综合 与磁场的综合与磁场的综合能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题2021/8/11 星期三24七、闭合电路欧姆定律七、闭合电路欧姆定律不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题不要求分析外电路为混联电路的动态电路问题 例例 如如图图所所示示，当当电电路路中中的的滑滑动动变变阻阻器器R4R4

17、的的滑滑动动头头P P 向下移动时，消耗功率随之增大的电阻是向下移动时，消耗功率随之增大的电阻是A A电源的内阻电源的内阻r rB BR1R1C CR2R2D DR4R4R1R2R3R4E，r2021/8/11 星期三25七、闭合电路欧姆定律七、闭合电路欧姆定律例例 在如图所示电路中，闭合开关在如图所示电路中，闭合开关S S，四个理想电表的示数分别，四个理想电表的示数分别用用I I、U1U1、U2U2和和U3U3表示。当滑动变阻器的滑动触头表示。当滑动变阻器的滑动触头P P 向下滑动向下滑动时，四个电表示数的变化量（绝对值）分别为时，四个电表示数的变化量（绝对值）分别为II、U1U1、U2U2

18、和和U3 U3，则下列叙述正确的是，则下列叙述正确的是 A AU1/IU1/I不变，不变，U1/IU1/I不变不变B BU2/IU2/I变大，变大，U2/IU2/I变大变大 C CU2/IU2/I变大，变大，U2/IU2/I不变不变D DU3/IU3/I变大，变大，U3/IU3/I不变不变 能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题能够分析外电路为简单的串、并联电路的动态电路问题2021/8/11 星期三26八、多用电表八、多用电表不要求了解多用电表的电路结构不要求了解多用电表的电路结构2021/8/11 星期三27九、实验：测定电池的电动势和内阻九、实验：测定电池的电动势和内阻领会利用

19、图象求电源电动势、内电阻的优点领会利用图象求电源电动势、内电阻的优点 I/A U/V了解测定电源电动势和内电阻的其他方法了解测定电源电动势和内电阻的其他方法不要求分析测量电源的电动势和内电阻实验的误差不要求分析测量电源的电动势和内电阻实验的误差2021/8/11 星期三28十、逻辑电路十、逻辑电路不要求分析由多个门电路组合的问题不要求分析由多个门电路组合的问题不要求利用门电路进行实际控制电路的设计不要求利用门电路进行实际控制电路的设计2021/8/11 星期三29第三章第三章 磁场磁场一、磁现象和磁场一、磁现象和磁场二、磁感应强度二、磁感应强度三、几种常见的磁场三、几种常见的磁场四、磁场对通电

20、导线的作用力四、磁场对通电导线的作用力五、磁场对运动电荷的作用力五、磁场对运动电荷的作用力六、带电粒子在磁场中的运动六、带电粒子在磁场中的运动2021/8/11 星期三30一、磁现象和磁场一、磁现象和磁场了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应现象的意义知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的2021/8/11 星期三31二、磁感应强度二、磁感应强度通过探究，了解影响通电导线受力的因素解释：解释：（1）2I0可以看作是可以看作是2个个I0叠加而成；叠加而成；（2）2L0可以看作是可以看作是2个个L0连接而成。连接而成。2021/

21、8/11 星期三32三、几种常见的磁场三、几种常见的磁场了解直线电流周围的磁场分布，并会用磁感线描绘 磁感线所在的平面；磁感线的形状；磁感线的疏密。认识直线电流、环形电流、通电螺线管的统一性2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34会定性分析平面内具有相反方向磁场的磁通量问题会定性分析平面内具有相反方向磁场的磁通量问题三、几种常见的磁场三、几种常见的磁场 例 如图，矩形线框从直线电流的左边移到右边的过程中，通过线框的磁通量如何变化？2021/8/11 星期三35四、磁场对通电导线的作用力四、磁场对通电导线的作用力 不要求计算导线与磁场不垂直时的安培力利用安培力公式，综合其他力

22、学规律，求解力学与电学综合的问题只限于所受各力在一条直线或者相互垂直的情形例例 在在倾倾斜斜的的U形形金金属属导导轨轨上上放放一一导导体体棒棒ab，导导轨轨倾倾角角为为，导导体体棒棒原原处处于于静静止止状状态态。今今在在导导轨轨所所处处空空间间加加一一垂垂直直于于导导轨轨平平面面、方方向向如如图图且且大大小小由由零零逐逐渐渐增增加加的的磁磁场场，经经过过一一定定时时间间，导导体体棒棒开开始始运运动动，则则这这段段时时间间内内，导导体体棒棒所所受受的的摩摩擦擦力力的的大大小小、方方向向如如何何变化，试加以描述。变化，试加以描述。abB2021/8/11 星期三36五、磁场对运动电荷的作用力五、磁

23、场对运动电荷的作用力不要求计算电荷运动方向与磁场方向不垂直情况下的洛仑兹力不要求计算电荷运动方向与磁场方向不垂直情况下的洛仑兹力不要求推导洛仑兹力公式不要求推导洛仑兹力公式2021/8/11 星期三37六、带电粒子在匀强磁场中的运动六、带电粒子在匀强磁场中的运动 能推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期表达式，理解周期与速度的无关性体会回旋加速器设计中蕴含的思想方法2021/8/11 星期三38回旋加速器的教学回旋加速器的教学 教法：介绍结构，讲解原理 缺陷：教与学的方式是“教师讲、学生听”。学生获得的只是一些结论性的知识，而思维得到应有的发展。教法2：经历技术创造的过程2021/

24、8/11 星期三391.1.怎样加速带电粒子怎样加速带电粒子利用电场，如图利用电场，如图1 1。2.2.这这一一方方法法存存在在什什么么问问题题？获获得得的的能能量量也也不不够够大大，只只能能达达到到几几十十万万至至几几兆电子伏兆电子伏3.3.如如何何突突破破电电压压的的限限制制，使使带带电电粒粒子子获获得得更更大大的的能能量量呢呢？可可以以再再加加几几个个电场，让带电粒子逐一通过它们，如图电场，让带电粒子逐一通过它们，如图2 2。4.4.按按图图2 2所所示示的的方方案案，真真的的能能实实现现多多级级加加速速吗吗？在在相相邻邻两两级级加加速速电电场场的的中间，还夹着一个反向电场，它将对带电粒

25、子产生减速作用中间，还夹着一个反向电场，它将对带电粒子产生减速作用5.5.怎怎样样克克服服带带电电粒粒子子减减速速问问题题？用用金金属属圆圆筒筒代代替替原原来来的的极极板板。将将图图2 2改改画画成成图图3 3。这这样样，既既可可以以在在金金属属圆圆筒筒的的间间隙隙处处形形成成加加速速电电场场，又又使使得得圆圆筒筒内部的场强为零。（还要解决电源极性变化与粒子加速同步的问题）内部的场强为零。（还要解决电源极性变化与粒子加速同步的问题）6.6.可可对对装装置置进进行行简简化化吗吗？可可用用一一个个公公用用电电源源来来提提供供各各级级的的加加速速电电压压（将图（将图3 3改画成图改画成图4 4），并

26、用交流电源代表直流电源。），并用交流电源代表直流电源。7.7.这个直线加速器有什么缺陷？如何这个直线加速器有什么缺陷？如何 改进？改进？设备拖沓冗长。可以将设备拖沓冗长。可以将 直线运动变为绕圈子运动，在绕圈直线运动变为绕圈子运动，在绕圈 运动中带电粒子不断被加速。如图运动中带电粒子不断被加速。如图 5 5、6 6。2021/8/11 星期三40六、带电粒子在匀强磁场中的运动六、带电粒子在匀强磁场中的运动 能推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期表达式，理解周期与速度的无关性体会回旋加速器设计中蕴含的思想方法 例例 用用加加旋旋加加速速器器来来加加速速质质子子时时，为为了了使使质质子子获获得得的的动动能能增增加为原来的加为原来的4倍，原则上可采用下面的哪些办法？倍，原则上可采用下面的哪些办法？A将加速器的磁感应强度增大为原来的将加速器的磁感应强度增大为原来的2倍倍B将加速器的磁感应强度增大为原来的将加速器的磁感应强度增大为原来的4倍倍C将将D形盒的半径增大为原来的形盒的半径增大为原来的2倍倍D将将D形盒的半径增大为原来的形盒的半径增大为原来的4倍倍不要求对回旋加速器问题进行定量的计算2021/8/11 星期三412021/8/11 星期三42