资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,静电场小结,物理选修3-1,第1页,电荷,电荷守恒定律,库仑定律,电场,电场力性质,电场能性质,场强定义式：,点电荷电场场强：,匀强电场场强：,电势：,电势差：,电场力：,电势能：,形象描述,电场线,等势面,方向反应某点场强方向,疏密表示场强强弱,电场线垂直于等势面,沿场强方向电势降落最快,电场线密集处等势面也密,应用,带电粒子在电场中1、平衡；2、直线运动；3、偏转,电场中导体：静电感应；静电平衡,电容器,场强叠加原理：,中和均分,第2页,电 场,电荷守恒定律,电 荷,电场力,电势能,电场力做功,电场中导体：,静电感应,静电平衡,电容器：,电 容,平行板电容器,带电粒子在电场中运动：,平衡,直线运动,偏转,E,P,p,a,b,c,d,静电场知识结构,电场力性质,场强 矢量 电场线,匀强电场,真空中点电荷电场,疏,E,小,密,E,大,电场能性质,电势 标量 等势面,电势差,疏,E,小,密,E,大,第3页,电 场,电荷守恒定律,电 荷,电场力,电势能,电场力做功,电场中导体：,静电感应,静电平衡,电容器：,电 容,平行板电容器,带电粒子在电场中运动：,平衡,直线运动,偏转,E,P,p,a,b,c,d,静电场知识结构,电场力性质,场强 矢量 电场线,匀强电场,真空中点电荷电场,疏,E,小,密,E,大,电场能性质,电势 标量 等势面,电势差,疏,E,小,密,E,大,第4页,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力功,电场力做功与路径无关,试探电荷在场中某点受电场力与电荷量比值跟试探电荷无关,E,F,/,q,和重力与重力势能类比,W,AB,E,pA,E,pB,试探电荷在电场中某点电势能与电荷量比值跟试探电荷无关,E,p,/,q,电场中两点电势之差叫电势差,U,AB,A,B,E,数值等于沿场强方向单位距离电势差,U,Ed,第5页,一、电荷及库仑定律,第6页,起电三种方式,（1）摩擦起电,（2）感应起电,（3）接触起电,原因不一样物质原子核束缚电子能力不一样。,实质,电子转移。,带正电物体失去电子；带负电物体得到电子。,结果,两个相互摩擦物体带上了等量异种电荷。,定义导体在电场作用下电荷重新分布现象。,规律,近、远端带上等量异种电荷.,(,近端感应异种电荷，远端感应同种电荷),实质,电荷重新分布（转移）,定义相互接触物体带上电荷现象。,规律,相同,金属球平分总电量；不一样金属球百分比分配,实质,电荷转移,第7页,电荷守恒定律,电荷既不会创生，也不会毁灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体一部分转移到另一部分。在转移过程中，电荷总量保持不变。,或：一个与外界没有电荷交换系统，,电荷代数和保持不变。,起电三种方式原因：电荷转移,第8页,内容：,真空,中两个静止,点电荷,之间相互作用力,与它们电荷量乘积成正比,与它们距离二次方成反比,作用力方向在它们连线上.,电荷守恒定律,方向：,计算时，若电荷是负电荷只需它,绝对值,代入,在两电荷连线上,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.,库仑定律,第9页,元电荷,是指所带电量e=1.6010,19,C电荷。,点电荷,是指不考虑形状和大小带电体。,检验电荷,是指电量很小点电荷，当它放入电场后不会影响该电场性质。,点电荷,和,检验电荷,属理想模型。,第10页,二、电场描述,第11页,适用范围,电荷意义,定义式，适合用于一切电场,仅对点电荷电场适用,q是检验电荷，E与q无关,Q是场源电荷，E与Q成正比,1、，,和,区分,：,仅对匀强电场适用,d为沿电场线方向距离,第12页,【例1】图中边长为,a,正三角形,ABC,三个顶点分别固定三个点电荷+,q,、+,q,、-,q,，求该三角形中心,O,点处场强大小和方向。,A,B,C,O,E,B,E,A,E,C,第13页,2、,电场线性质及作用,判断场强大小与方向,判断电荷在电场受力方向,判断电势高低,判断在电场中移动电荷做功正负,判断电荷电势能大小,解释静电感应现象,第14页,2、将一个-7.0C电荷从无限远处移到图示电场中A点时，电荷电势能为-140J，问此过程中静电力做功是多少？,第15页,3、甲是等量异号电荷电场线分布图，乙是等量同号点电荷电场线分布图。AOB是两点电荷连线垂直平分线，O是连线中点。,（1）在甲图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否改变？怎样改变？,（2）在乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否改变？怎样改变？,第16页,怎样比较电场中任两点场强大小和方向呢？,判断电场强度大小几个方法：,方法一:由定义式E=Fq决定；,方法二:在点电荷电场中，E=kQr,2,；,方法三:在匀强电场中，场强处处相等；,方法四:电场线密（疏）处强大（小）。,第17页,判断电场强度方向几个方法：,方法一:依据要求，正电荷所受电场力方向即是该点场强方向；,方法二:电场线上每一点切线方向即是该点场强方向；,方法三:电势降低最快方向就是场强方向。,第18页,3、,电势、电势差、电势能、电场力功,第19页,【例2】如图所表示，将一个电荷量为,q,=+310,-10,C点电荷从电场中,A,点移到,B,点过程中，克服电场力做功610,-9,J。已知,A,点电势为A=-4V，求,B,点电势和电荷在,B,点电势能。,+,A,B,F,v,第20页,如右图，平行带电金属板AB间可看作匀强电场，场强E1.210,2,v/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D分别到A、B两极板距离均为0.5cm。B极接地，求：,(1)C和D两点电势，两点间电势差?,(2)点电荷q,1,=-210,-2,c分别在C和D两点电势能?,(3)将点电荷q,2,210,-2,c从C匀速移到D时外力做功多少?,第21页,4、,等势面,第22页,4、如图，虚线a、b、c势某静电场中三个等势面，它们电势a最大，c最少，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所表示，由图可知（）,粒子从K到L过程中，电场力做负功,粒子从L到M过程中，电场力做负功,粒子从K到L过程中，电势能增加,粒子从L到N过程中，动能降低,AC,K,N,M,L,a,b,c,第23页,【例3】,如图所表示，虚线,a,、,b,、,c,是电场中三个等势面，相邻等势面间电势差相同，实线为一个带正电质点仅在电场力作用下，经过该区域运动轨迹，,P,、,Q,是轨迹上两点。以下说法中正确是,A.三个等势面中，等势面,a,电势最高,B.带电质点一定是从,P,点向,Q,点运动,C.带电质点经过,P,点时加速度比经过,Q,点时小,D.带电质点经过,P,点时动能比经过,Q,点时小,a,b,c,P,Q,第24页,1、孤立点电荷电场中一簇等势面如图所表示中虚线所表示，其电势分别为,1,、,2,、,3,，a、b、c是某电场线与这簇等势面交点，且ab=bc.现将一正电荷由a移到b，电场力做正功W,1,；再由b移至C，电场力做正功W,2,则,（）,A.W,1,=W,2,，,1,2,3,B.W,1,=W,2,，,1,2,3,C.W,1,W,2,，,1,2,3,D.W,1,W,2,，,1,2,3,C,1,2,3,第25页,怎样比较电场中任两点电势高低呢？,方法一:依据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；,方法二:依据电势定义式=E,p,/q=-W/q，从电势物理意义上分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中某点，外力克服电场力做功越多，则该点电势越高；,方法三:依据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快方向.,方法四:依据电势差判断，若U,AB,0，则,A,B,第26页,方法一:,依据电场力做功正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能降低（增加）；,方法二:,依据公式 E,p,=q,；W,AB,qU,AB,计算,。,怎样比较电荷电势能大小呢？,第27页,三、电场中导体 电容器,第28页,1如图所表示在真空中把一绝缘导体AB向带负电小球P迟缓靠近时，以下说法正确是（）,A、B端感应电荷越来越多,B、导体内部场强越来越大,C、导体感应电荷在M点产生场强大于在N点产生场强,D、导体感应电荷在M、N两点产生场强相等,M,B,A,N,P,AC,第29页,2.长为L导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q点电荷放在与棒左端距离为R地方，如图所表示。到达静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点O处产生场强有多大？方向怎样？,R,L,O,+q,答：,到达静电平衡后导体内部处处场强为零,则,E,感,E,源,k,(,R,+,L,/2),2,E,感方向与,E,源方向相反，即指向点电荷+,q,.,q,第30页,3关于静电平衡，以下说法中正确是 (),A当导体到达静电平衡时，导体上任意两点间电势一定相等,B当导体到达静电平衡时，其外表面附近电场方向一定与导体表面垂直,C绝缘体也有静电平衡状态,D到达静电平衡时，电荷分布在导体外表面,ABD,第31页,4在绝缘板上放有一个不带电金箔验电器,A,和一个带正电荷空腔导体,B,，以下试验方法中能使验电器箔片张开是 (),A用取电棒(带绝缘柄导体棒)先跟,B,内壁接触一下后再跟,A,接触,B用取电棒先跟,B,外壁接触一下后再跟,A,接触,C用绝缘导线把验电器跟取电棒导体部分相连，再把取电棒与,B,内壁接触,D使验电器,A,靠近,B,BCD,第32页,5在一个导体球壳内放一个电量为,Q,点电荷，用,E,表示球壳外任一点场强，则(),A当,Q,在球壳中央时，,E,0,B不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,C只有当,Q,在球心且球壳接地时，,E,0,D只要球壳接地，不论,Q,在球壳内何处，,E,一定为零,D,第33页,6一个不带电空心金属球，在它球心处放一个正点荷。图中哪一个能正确表示其电场分布情况 (),B,第34页,7如图所表示，一带正电绝缘金属球壳,A,，顶部开孔，有两只带正电金属球,B,、,C,用金属导线连接，让,B,球置于球壳,A,空腔中与内表面接触后又提起到如图所表示位置，,C,球放在,A,球壳外离,A,球较远，待静电平衡后，正确说法是 (,),A,B,、,C,球都带电,B,B,球不带电，,C,球带电,C让,C,球接地后，,B,球带负电,D,C,球接地后，,A,球壳空腔中场强为零,BC,第35页,8如图所表示，在真空中有两个点电荷,A,和,B,，电荷量分别为,Q,和2,Q,，它们相距,L,。假如在两点电荷连线中点,O,有一个半径为,r,(2,r,L,)空心金属球，且球心位于,O,点，则球壳上感应电荷在,O,点处场强大小 方向。,12KQ/L,2,A B,第36页,9.平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板间正对面积逐步增大，则在此过程中：(),A.电容器电容将逐步增大,B.两极板间电场强度将逐步增大,C.两极板间电压将保持不变,D.两极板上带电量不变,第37页,10.平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间电压是U，充电量为Q，两极板间场强为E，电容为C，将两极板间距离减小，则引发改变情况是：(),A.Q变大 B.C变大 C.E变小 D.U变小,第38页,11、（天津）板间距为,d,平行板电容器所带电荷量为,Q,时，两极板间电势差为,U,1,，板间场强为,E,1,。现将电容器所带电荷量变为2,Q,，板间距变为d/2，其它条件不变，这时两极板间电势差为,U,2,，板间场强为,E,2,，以下说法正确是,A,U,2,=,U,1,，,E,2,=,E,1,B,U,2,=2,U,1,，,E,2,=4,E,1,C,U,2,=,U,1,，,E,2,=2,E,1,D,U,2,=2,U,1,，,E,2,=2,E,1,C,第39页,12、,如图所表示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P恰好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（）,A油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a,B油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b,C油滴将静止不动，电流计中电流由b流向a,D极板带电量降低，两板间电势差和场强不变,D,第40页,（北京卷）18用控制变量法，能够研究影响平行板电容器原因（如图）。设两极板正对面积为，极板间距离为，静电计指针偏角为,。试验中，极板所带电荷量不变，若,A、保持S不变，增大d，,则变大,B、保持S不变，增大d，,则变小,C、保持d不变，增大S，,则变小,D、保持d不变，增大S，,则不变,【答案】A,第41页,四、带电粒子在电场中运动,第42页,1、水平放置平行板电容器，两板相距5mm，电容为2F，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10,-10,g带电尘埃恰好在板间静止。则尘埃电荷量为,C。,mg,F,第43页,2、,如图，电子在电势差为U,1,加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U,2,两块平行极板间电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处于真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区条件下，下述四种情况中，一定能使电子偏转角变大是,（）,A、U,1,变大、U,2,变大 B、U,1,变小、U,2,变大,C、U,1,变大、U,2,变小 D、U,1,变小、U,2,变小,B,第44页,析与解,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子,电量q、质量m,无关,第45页,3、如图所表示，二价氦离子和质子混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）,A、侧移相同,B、偏转角相同,C、抵达屏上同一点,D、抵达屏上不一样点,与粒子,电量q、质量m,无关,ABC,第46页,20、试证实：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线,中点沿直线,离开电场。,x,第47页,4、如图所表示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U,0,加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L，A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2L，AB板中心线过屏CD中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上位置到屏中心间距离。,第48页,析与解,电子离开电场，就好象从中点沿直线离开：,对加速过程由动能定理：,第49页,22、,质量为110,-25,kg、电量为-110,-16,C带电粒子以210,6,m/s速度从水平放置平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所表示。已知板长L10cm，间距d2cm，当AB间电压在,范围内时，此带电粒子能从板间飞出。,v,0,+,-,强化练习,第50页,v,0,+,-,析与解,对偏转过程由偏转角正切公式：,或对偏转过程由侧移公式：,第51页,思索题3,：,有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电粒子，从极板左侧中央以相同初速度先后垂直场强射入，分别落在正极板,A,、,B,、,C,处，如图，则下述正确是：,A,、,A,带正电，,B,不带电，,C,带负电,B,、三个粒子加速度大小,a,C,a,B,a,A,C,、三个粒子运动时间相等,D,、三个粒子抵达下板动能,E,KA,E,KB,E,KC,第52页,思索题1:,如图，平行实线代表电场线，但未标明方向,带电量为+,10,-2,C粒子在电场中只受电场力作用，由,A,点移到,B,点，动能损失了,0.1,J，若,A,点电势为,-10,V，则：,A,、,B,点电势为为,0 B,、电场线方向从右向左,C,、粒子运动轨迹可能是,D,、粒子运动轨迹可能是,第53页,思索题2,：,空间有一水平方向匀强电场，在竖直平面内，有一带电粒子沿图中虚线由A运动到B，其能量改变情况是 A.动能降低，重力势能增加，电势能降低 B.动能降低，重力势能增加，电势能增加 C.动能不变，重力势能增加，电势能降低D.动能增加，重力势能增加，电势能降低,A,B,第54页,例题1：,如图所表示，倾角为30,o,直角三角形底边长为，放置在竖直平面内，底边处于水平位置，斜边为光滑绝缘导轨。现在底边中点处固定一正点电荷，电荷量为，让一质量为、电荷量为带正电质点，从斜面顶端沿斜轨滑下，滑到斜边垂足时速度为，则：,（1）质点滑到非常靠近底端C点 时加速度大小为多少？,（2）抵达C点时速度V,C,为多少？,第55页,例题:2：,如图所表示，A、B为平行金属板，两板相距d，分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔M、N。今有一质量m带电小球，自A板上方相距为hP点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），刚好能抵达N孔，若空气阻力不计，且只要考虑极板间电场，则：,P,M,N,A,B,h,d,（1）小球受力怎样？运动情况怎样？,（2）极板间电压大小U为多少？,（3）若将B板向下移动少许，,U保持不变，小球能否穿过N孔？,第56页,例题3：,一绝缘“”形杆由两段相互平行足够长水平直杆,PQ,、,MN,和二分之一径为,R,光滑半圆环,MAP,组成，固定在竖直平面内，其中,MN,杆是光滑，,PQ,杆是粗糙现将一质量为,m,带正电荷小环套在,MN,杆上，小环所受电场力为重力1/2,（1）若将小环由,D,点静止释放，则刚好能抵达,P,点，求,DM,间距离,（2）若将小环由,M,点右侧5,R,处静止释放，设小环与,PQ,杆间动摩擦因数为,，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做功,第57页,例题4：,一根长为L不可伸长细线一端固定于O点，另一端系一质量为m，电量为q带正电小球，空间存在一水平向右匀强电场，场强E=，如图所表示，将小球从与O等高A点由静止释放，求:,E,A,B,O,（1）小球经过最低点B时对细线拉力多大？,（2）若将电场反向，其它条件不变，则小球经过最低点B时对细线拉力又为多大？,第58页,练习1：,如图所表示，在E=10,3,V/m水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R=40cm，一带正电荷q=10,4,C小滑块质量为m=40g，与水平轨道间动摩因数,=0.2,，取g=10m/s,2,，求：,（1）要小滑块能运动到圆轨道最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？,（2）这么释放滑块经过P点时对轨道压力是多大？（P为半圆轨道中点）,第59页,练习2：,如图所表示，固定于同一条竖直线上,A,、,B,是两个带等量异种电荷点电荷，电荷量均为,Q,，其中,A,带正电，,B,带负电，,D,、,C,是它们连线垂直平分线，,A,、,B,、,C,三点组成一边长为,d,等边三角形。另有一个带电小球,E,，质量为,m,、电荷量为,q,（可视为点电荷），被长为,L,绝缘轻质细线悬挂于,O,点，,O,点在,C,点正上方。现在把小球,E,拉到,M,点，使细线水平绷直且与,A,、,B,、,C,处于同一竖直平面内，并由静止开始释放，小球,E,向下运动到最低点,C,时，速度为,v,。（已知静电力恒量为,k,，取,D,点电势为零），试求：,（1）在点电荷,A,、,B,所形成电场中，,M,点电势U,M,；,（2）在小球经过,C,点时绝缘细线所受拉力T。,第60页,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
