物理选修总复习.pptx

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1、一.电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，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。第1页/共64页(二)电场、电场强度、电场线 1.电 荷 周 围 存在着电场。静止的电荷产生的电场称为静电场。电场是传递电荷相互作用的物质。第2页/共64页2.电场强度 电场强度是反映电场的力的性质的物理量。它用检验电荷受到的电场力跟检验电荷电量q的比值来定义，即 电场强度是矢量。方向：是正电荷在电场中所受电场力的方向。大小：是由电场本身的内在因素决定的，它与引入电场中的检验电荷无关。第3页/共64页 3.点电荷场强公式，即 4.匀强电场场强公式，即第4页/共64页5.电场强度

2、的叠加电场强度的叠加遵守平行四边形法则第5页/共64页6.电场线 电场线是为了形象描述电场中各点电场强度大小和方向而假想的线，电场线上每一点的电场强度方向沿该点的切线方向；电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小。静电场的电场线从正电荷出发到负电荷终止。第6页/共64页第7页/共64页第8页/共64页 例题1.如图29-1所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的两个点电荷将另一个点电荷放在该直线上的哪一个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？第9页/共64页 例

3、题2.如图29-3所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法 A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B.将小球B的质量增加到原来的8倍 C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半并将B球的质量增加到原来的2倍BD第10页/共64页 例题3：如图29-8所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q的电荷另一个电荷量为+q的点电荷固定在该球壳的球心O处现在从球壳最左端挖去一个半径为r（rR）的小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受库仑力

4、的大小为_，方向为_第11页/共64页(三)电场力的功、电势能、电势、电势差、等势面 1.电场力的功:电荷在电场中移动，电场力做功的数量跟电荷移动的路径无关。电场力做正功时，电势能减小；电场力做负功时，电势能增大。第12页/共64页2.电势能:电 荷 在 电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从该点移到电势能为零处，电场力所做的功。第13页/共64页3.电势:电势是反映电场的能的性质的物理量。电场中某点的电势定义为检验电荷在该点具有的电势能E跟检验电荷的电量q的比值，即 电势是标量，它有正、负，但不表示方向。电场中某点的电势大小及正负跟该点有无检验电荷无关，但与选取电场中电势能为零的点(零电势点

5、)有关。正电荷在电势高的位置电势能大，负电荷在电势高的位置电势能小第14页/共64页4.电势差(电压)AB两点间的电势差UAB在数值上等于将检验电荷从A点移至B点电场力所作的功WAB与检验电荷电量q的比值（1）（2）第15页/共64页电功电势能电势差电势第16页/共64页 5.等势面：等势面是电场中电势相等的点构成的面。电荷沿等势面移动，电势能不变化，电场力不做功。等势面一定和电场线垂直，电场线的方向是电势降低的方向。电场线本身不能相交，等势面本身也不能相交。点电荷电场的等势面是以点电荷为球心的一族球面；匀强电场的等势面是与电场线垂直的一族平行平面。第17页/共64页 说明:电势与电场强度在数

6、值上没有必然对应的关系。例如，电势为零的地方电场强度可以不为零(电势为零的地方可任意选取)；电场强度为零的地方电势可以不为零(如两个带同种等电量的点电荷，其连线的中点处电场强度为零，电势却不为零)。电场强度恒定的区域电势有高低不同(如匀强电场)；等势面上的各点，电场强度可以不相同(如点电荷形成的电场的等势面上，各点场强不同)。第18页/共64页2.经常遇到的三个问题（1）.比较场强的大小,看电场线的疏密或等势面的疏密。（2）.比较电势的高低，看电场线的方向。电场线的方向是电势降低的方向。（3）.比较同一检验电荷在电场中两点所具有的电势能的多少，看电场力的方向。电场力作正功，检验电荷的电势能减少

7、。第19页/共64页(四)电场对带电质点(粒子)的作用1.带电质点受电场力及其他力作用处于平衡的问题，应用合力为零的条件求解。例:第20页/共64页3.带电粒子在电场中加速或减速的问题，多应用动能定理、能量守恒定律求解。第21页/共64页 4.带电粒子在电场中偏转的问题，如带电粒子穿过匀强电场时的偏转问题，多应用牛顿第二定律及运动合成知识求解。第22页/共64页（1）.加速度（2）.侧向速度（3）.偏向角（4）.侧向位移（5）.侧向位移与偏向角（6）.增加的动能第23页/共64页(五)电容器和电容1.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量。它用电容器所带的电量跟电容器两板间的电势差的比值来定义，

8、即第24页/共64页2.平行板电容器的电容 平行板电容器的电容，跟介电常数成正比，跟正对面积成正比，跟极板间的距离成反比，即第25页/共64页3.平行板电容器的电场(1)电势差恒定(2)带电量恒定第26页/共64页例2、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，三角形位于匀强磁场中，电场线平行于三角形的平面。现将正点电荷10-8 C从A点移到B点，电场力做功310-6 J，现将负电荷10-8 C 从A点移到C点，克服电场力做功310-6 J，求：第27页/共64页分析：根据电势差与电功的关系式，通过计算可判断B、C两点处在同一等势面上。又据电势降低的方向是电场线的方向，可判断电场线的方向，

9、最后据在匀强电场中场强与电势差的关系，通过计算得出电场强度的大小。B点与C点处在同一等势面上，又因为电场线方向是电场降低的方向，所以电场线方向必定是A点指向BC连线的中点与BC垂直，如图所示。第28页/共64页(2)A点到等势面的距离为d，那么根据匀强电场中，场强与电势差间的关系，电场强度为第29页/共64页例3、在一个点电荷产生的静电场中，一个带电粒子运动轨迹如图中的虚线所示。试问：(1)带电粒子带何种电？（2）M点和N点相比，带电粒子的运动速度VM、VN哪个大？运动加速度aM、aN哪个大，电势能EM、EN哪个大？MN第30页/共64页 例4、一个质量为m、带有电荷-q的小物体，可在水平轨道

10、Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙、轨道处于匀强电场中，其场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示。小物体以初速度v0从x0点沿OX轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s。第31页/共64页解：由于fqE，所以物体最后停在O点，物体停止运动前所通过的总路程为s，根据动能定理有所以第32页/共64页例6、相距为d的平行金属板a、b其长度为L，带有等量异种电荷，使两板间形成匀强电场，电压为Uab，如图所示，一个质量为m、电量为q的带电粒子以平行于金属板的方向的初速度V0垂直于电场线飞入电场中，当粒

11、子飞离电场区时，其横向位移为y，飞行方向偏角为(忽略重力影响)。试问：和tan各变化为原来的几倍？第33页/共64页侧向位移与偏向角的正切分别为分析：带电粒子进入电场以后，在x方向不受电场力，仅有初速度，第34页/共64页将式代入式得第35页/共64页同理可得 第36页/共64页(2)由y和tan的表达式，当入射的带电粒子初动能减小一半，则分母减小一半；偏转电压增大到3倍，则分子增大到3倍。因此，横向位移y以及偏转角的正切tan都增大到原来的6倍。答：氢核、氘核、氦核以相同的初动量垂直飞入一个偏转电场，横向位移之比以及偏转角正切之比均为128。若入射初动能减小一半，偏转电压增大到3倍，带电粒子

12、在偏转电场中的横向位移y以及运动偏转角正切tan均增大到原来的6倍。第37页/共64页【反馈练习】A-9 4-36B9 4 36C-3 2-6D3 2 6答案:A第38页/共64页2如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是答案:A第39页/共64页3图(1)所示，有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后，再用绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场中。当两小球都处于平衡时的可能位置是图(2)中的哪一种。答案:A第40页/共64页4

13、如图所示，在光滑的水平面上有一个绝缘弹簧振子，小球带负电，在振动过程中，当弹簧压缩到最短时，突然加上一个水平向左的匀强电场，此后，A振子振幅增大B振子振幅减小C振子的平衡位置不变D振子的周期增大答案:B第41页/共64页5若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内 A一定沿电场线由高电势处向低电势处运动；B一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；C不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动；D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。答案:D第42页/共64页6下面哪些话是正确的？A在电场中，电场强度大的点，电势必高。B电荷置于电势越高的点，所具有的电势能也越大。

14、C电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快。D一带电粒子只受电场力作用，在电场中运动时，电势能一定变化。答案:C第43页/共64页7一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示。E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则AU变小，E不变BE变大，不变CU变小，不变DU不变，不变答案:AC第44页/共64页8如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电(负电)的小球P缓慢地靠近(不相碰)，下列说法中正确的是：AB端的感应电荷越来越多B导体内场强越来越大C导体的感应电荷在

15、M点产生的场强恒大于在N点产生的场强D导体的感应电荷在MN两点的场强相等答案:AC第45页/共64页9两个质量相同的带电小球，分别带等量异种电荷，电量为q，固定在一根长度为l的轻质绝缘细杆的两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆的方向与场强方向平行,如图所示。若此杆绕其中点O旋转180，则在此转动过程中，两个小球动能的增加量为 A0 BqElC2qElDqEl答案:C第46页/共64页第47页/共64页【课后练习】1如图所示，在一个正方形的4个顶点各有一个电量大小相等的点电荷，那么下列说法中正确的是强为零，电势也为零场强不为零场强也不为零电势不为零答案：B第48页/共64页2平行板电容器的两极

16、板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部。闭合电键K，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，如图所示。A保持电键K闭合，带正电的A板向B板靠近，则增大B保持电键K闭合，带正电的A板向B板靠近，则不变C电键K断开，带正电的A板向B板靠近，则增大D电键K断开，带正电的A板向B板靠近，则不变答案：AD第49页/共64页3在O点有一个电量为Q的正点电荷，空间有水平向右的匀强电场，如图所示。现将一个检验电荷-q置于O点左方距O为半径r的a点时，该检验电荷所受电场力为零。试求：(2)检验电荷-q由a点移动到b点，电势能的改变量是多大？第50页/共64页的电场线方向飞入匀强电场区，测得该电子深

17、入电场的最大距离为d=50m。试求：(1)匀强电场的场强E的大小；(2)电子经多少时间t回到出发点。第51页/共64页 5一个半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为_(已知静电力常量为k)，方向_。第52页/共64页6半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示。珠子所受静电力是其重力的34倍。将珠子从环上最低位置A点静止释放，则第53页/共64页7相距为d、长度为L的两平行

18、金属板A、B带有等量异种电荷，两板间存在匀强电场，金属板平面与水平成角位置，如图所示。一个板方向飞入电场，带电颗粒在电场中做直线运动。试求：第54页/共64页 场中，入射方向跟极板平行，极板长为l，两极板间距离为d，整个装置处在真空中，重力可以忽略。当带电粒子射出平行板区时产生横向位 m和q有何关系？第55页/共64页初速释放小球，求当带电小球运动到悬点O正下方的b点时，悬线第56页/共64页10用长为L的轻质丝线将一个质量为m、带电量为q的带电小球悬挂于O点，空间有竖直向下的匀强电场E，如图所示。将小球拉到偏离平衡位置角的a点无初速释放，试求：(2)如果5，小球从a运动到b所需时间t多大？第57页/共64页课后练习答案：1B2A、D第58页/共64页93.577牛。第59页/共64页第60页/共64页第61页/共64页第62页/共64页第63页/共64页谢谢您的观看！第64页/共64页