2010届高三物理电场复习.ppt

电场 1 产生 2 描述 3 性质 电场强弱 方向 场强E 电场线 电势的高低 电势差UAB 电势 A 等势面 电荷在电场中 电场力F Eq 电势能 q 电场力功W电荷电势能改变 4 带电体在电场中受力运动问题 5 电容器及变化问题 6 静电感应与导体静电平衡问题 区别 练习 7静电现象 1 定义式 N C V m 2 真空中点电荷电场的场强 3 匀强电场场强 方向 正电荷受力方向为那点的场强方向 4 电场叠加 E E1 E2矢量和 平行四边形定则 例16 23 电场线 形象描述电场的假想的线 1 E方向 电场线点的切线方向2 E大小 电场线的疏密 电场线总是从正电荷出发 终止于负电荷或无穷远 如果只有负电荷 则电场线来自无穷远 终止于负电荷 问题 如何比较两点E大小 1 电场力做功WAB qUAB J如何判断正负功与路径无关 只与初末位置电势差有关 2 电荷q在电场中某点A具有电势能 q J例 2C 100V 200J 2C 100V 200J电势能是相对的 正电荷在电势越高处 电势能越大 3 电场力做多少功 电势能就改变多少 W qU 减少 增加电场力做功是电势能转化的途径和量度 问题 如何比较电荷在某两点电势能 的大小 例 17 16 1 电势差UAB A B VUAB Ed2 某点A电势 A UAO V电势是相对的 电势差UAB是绝对的 与零电势点的选取无关沿电场线电势降低3 问题 如何比较两点电势 的高低 例 22 等势面 电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面1 沿等势面移动电荷时 电场力不做功 2 电场线跟等势面垂直 并且由电势高的等势面指向电势低的等势面 3 任意两个电势不等的等势面不能相交 4 等势面越密集 那里的电场越强 熟悉几个典型电场的等势面分布 电场力 例 3 6 14 1 静电感应 放在静电场中的导体 它的自由电荷受电场力作用 发生定向移动 重新分布 导体的近端出现异种电荷 远端出现同种电荷 导体接地时远端为地 2 静电平衡状态 导体上处处无电荷定向移动的状态 特征 导体内部处处场强为零 外表面处的场强与表面垂直 E E0 E 0 电荷只能分布在导体外表面上 整个导体 包括表面 是一个等势体 表面是个等势面 3 静电屏蔽 任取一个导体壳 处于静电场中 壳内无电场 1 电容C定义式单位 法拉 F 1F 1C V常用单位有微法 F 皮法 pF 1F 106 F 1012pF2 平行板电容器电容C电容C Q UC与Q和U无关 只取决于电容器本身 3 电容器变化分析前提条件 U或Q不变 1 电路闭合 维持电压U不变 2 充电后电路断开 维持电量不变 应用 分析推导 例 12 20 带电体在电场中受力运动问题 类型与方法 基本粒子 如 电子 质子 离子 原子核 常不计重力 带电微粒 小球 液滴 常要考虑重力 2 电场 1 什么带电体 匀强电场 非匀强电场 周期性变化的电场 3 怎样运动 由F合及初速v0确定 可分类 静止或匀速直线运动 力平衡条件 匀变速直线运动 恒力作用的曲线运动 匀变速曲线运动 如 类平抛运动 变力作用的曲线运动 变力作用的直线运动 例 9 19 24 25 26 27 例 8 15 2 等势面 例 21 几个概念的区别与关系 1 场强E与电势 UAB Ed电场线电势降低场强E为零处 电势 不一定为零2 电势 与电势能 q 电荷在电势越高处 电势能一定越大 电势降低电势能一定减小 3 电荷运动轨迹与电场线或电场力方向与电荷运动方向4 电场线与等势面 例 5 7 11 1 判断电场强度大小的方法 方法一 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 则电势能减少 增加 方法二 根据公式Ep q WAB qUAB计算 如何比较电荷电势能的大小呢 是非题 A 若将放在电场中某点的电荷q改为 q 则该点的电场强度大小不变 方向与原来相反 B 若取走放在电场中某点的电荷 则该点的电场强度变为零 C 沿电场线方向 场强一定越来越小 D 若电荷q在A处受到的电场力比B点时大 则A点电场强度比B点的大 E 电场中某点电场线的方向 就是放在该点的电荷所受电场力的方向 F 无论什么电场 场强的方向总是由高电势指向低电势 G 已知A B为某一电场线 直线 上的两点由此可知 A B两点的电场强度方向相同 但EA和EB的大小无法比较 是非题 A 在电场中 电场强度越大的地方电势越高 B 若某区域内各点的电场强度均相等 则此区域内各点的电势一定相等 C 原静止的点电荷在只受电场力时 一定从电势高处向电势低处运动 D 两个等量同种点电荷连线中点的场强为零 电势不为零 题5 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 B 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 C 把两个异号电荷靠近时 电荷电势能增大 D 若电场中A B两点间的电势差为零 则同一点电荷在A B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 电荷的电势能一定减小 而电荷的动能不一定减小 将一个电荷量为1 0 10 8C的负电荷 从无穷远处移到电场中的A点 克服电场力做功2 0 10 8J 现将该电荷从A点移到B点 电场力做功7 0 10 8J 试求A B两点电势 取无穷远处电势为零 练习 如图 一电子沿等量异种电荷中垂线由A O B飞过 则电子所受电场力的大小和方向怎样变化 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 A 如图所示 在匀强电场中 有相互平行且间隔相等的3个等势面A B C 其中等势面B的电势为零 一正电荷在只受电场力作用的情况下 以垂直等势面A的初速度自A射入 且初动能为20J 到达等势面C时动能为零 则该电荷在电势能为5J处的动能是 A 20JB 15JC 10JD 5J D 静电与新技术 一 静电除尘 静电与新技术 二 静电复印 静电与新技术 三 静电喷涂 影片 静电的利用 影片 静电的防止 静电与新技术 形成静电灾害的必要条件是 积累足够多的静电荷 防止静电灾害的基本原则是 1 控制静电的产生 把产生的静电迅速引走以避免电荷积累 2 通过工艺控制减少因摩擦而产生的静电 避免静电积累的常用方法有 静电接地 增加湿度 非导电材料的抗静电处理等 例 1 10 静电干扰与屏蔽 防上静电干扰的思路 1 躲藏起来 2 大家自觉防上静电场外泄 实验 1 测试用的屏蔽室 2 无线电电路中的屏蔽罩 屏蔽线 高压带电作业中的均压服 3 变压器中的屏蔽层 静电屏蔽 25 解 电子在电场中加速 电子在电场中做类平抛运动 在水平方向 在竖直方向 射出电场时 偏转角 打到光屏上偏移 由上述得 26 3 解 不管电子何时射入 沿初速方向的分运动都是以v0匀速运动 经时间2T到达屏幕 对t 0时刻射入的电子 在垂直于极板方向分运动情况是 第1个T 2时间无运动 第2个T 2时间匀加速运动 接着的T时间匀速运动 该电子射到屏幕的偏转距离最小 沿v0方向 在垂直于极板方向 有电场时 电子加速度为 加速时间T 2后速度 电子射到屏幕的偏转距离 对t T 2时刻射入的电子 在垂直于极板方向分运动情况是 开头的T 2时间匀加速运动 接着的3T 2时间匀速运动 该电子射到屏幕的偏转距离最大为 电子在荧光屏上的分布范围从YI到Y2 长度为 27 解 设带电球的质量为m 初速为v0小球在竖直方向分运动为竖直上抛运动 从A到B时间 从A到C时间 小球在水平方向分运动为匀加速运动 射加速度为a 到B点时 到C点时 依题意 初动能 到B点动能 则到C点动能 1 如图所示 在重力加速度为g的空间 有一个带电量为 Q的点电荷固定在O点 点B C为以O点为圆心 半径为R的竖直圆周上的两点 点A B O在同一竖直线上 AB R 点O C在同一水平线上 现在有一质量为m 电荷量为 q的有孔小球 沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始滑下 滑至C点时速度大小为 下列说法正确的是A 从点A到点C小球做匀加速运动B 从点A到点C小球的机械能守恒C B A两点间的电势差为D 若从点A由静止释放 则小球下落到B点时的速度大小为 2 如图所示 在厚铅板A表面上放有一放射源M 它可向各个方向射出相同速率为v0的质量为m 电量为q的电子 在金属网B与A板之间加电压U A板电势低 求电子打到荧光屏的范围 已知A B间的距离为d B C间距离为L 3 两个正点电荷Q1 Q和Q2 4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A B两点 A B两点相距L 且A B两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管的两个端点出口处 如图所示 1 现将另一正点电荷置于A B连线上靠近A处静止释放 它在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离 2 若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放 试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P 即求出图中PA和AB连线的夹角 3 Q1 Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P 是否和P共点 请作出判断并说明理由 提示 1 正点电荷在A B连线上速度最大处对应该电荷所受合力为零 2 点电荷在P点处如其所受库仑力的合力沿OP方向 则它在P点处速度最大 3 P 点即为P点 1分 因为正点电荷从A点沿管道运动至P的过程中 电场力做正功 它的电势能减小 而从P运动至B过程中 克服电场力做功 它的电势能将增大 因此该正点电荷在P处电势能最小 相应P点处的电势最低