物理选修3-1静电场知识点总结.pptx

,静电力,静电场,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,第一章静电场,第1页,“,静电场”是电学基础知识，承前启后，也是历年高考重点之一,.,需要我们在了解基本概念基础上，掌握,电荷守恒定律,、,库仑定律、场强叠加、匀强电场中电场强度与电势差关系,、,带电粒子在电场中运动等相关规律,.,学会利用,电场线,、,等势面,等几何方法形象地描述电场分布；熟练将运动学和力学规律应用到电场中，分析、处理带电粒子在电场中运动问题,.,课标领航,第2页,一、三种起电方式,1,、摩擦起电,2,、感应起电,（实质：电子转移）,3,、接触起电,近,端感应,异,种电荷，,远,端感应,同,种电荷,同种电荷电量平分，,异种电荷先中和后平分,二、电荷守恒定律,三、元电荷,最小电荷量,全部带电体电荷量都是,e,整数倍,e=1.60,10,-19,C,比荷：,带电体电荷量与质量之比,1.1,电荷及其守恒定律,质子：,+e,电子：,-e,第3页,1.2,库仑定律,1,、内容：,2,、表示式：,q,1,q,2,+,r,F,F,k,叫静电力常量,:,3,、适用范围：,真空（空气中近似）,静止点电荷（理想化模型）,r,：球心间距,4,、说明：库仑力是矢量,大小：代入,q,1,q,2,绝对值计算,方向：同斥异吸,第4页,如图,1,1,1,所表示，挂在绝缘细线下小轻质通草球，因为电荷相互作用而靠近或远离，所以,(,),类型一,电荷间相互作用,图,1,1,1,例,1,第5页,A,甲图中两球一定带异种电荷,B,乙图中两球一定带同种电荷,C,甲图中两球最少有一个带电,D,乙图中两球只有一个带电,【,答案,】,BC,第6页,1,绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球,a,，,a,表面镀有铝膜，在,a,近旁有一绝缘金属球,b,，开始时,a,、,b,不带电，如图,1,1,2,所表示，现使,b,球带电，则,(,),图,1,1,2,变式拓展,第7页,A,a,、,b,之间不发生相互作用,B,b,将吸引,a,，吸在一起不分开,C,b,马上把,a,排斥开,D,b,先吸引,a,，接触后又把,a,排斥开,解析：,选,D.,第8页,如图,1,1,3,所表示，将带有负电绝缘棒移近两个不带电导体球，两个导体球开始时相互接触且对地绝缘，以下方法中能使两球都带电是,(,),类型二,起电方式应用,图,1,1,3,例,2,第9页,A,先把两球分开，再移走棒,B,先移走棒，再把两球分开,C,使棒与甲球瞬时接触，再移走棒,D,先使乙球瞬时接地，再移走棒,【,答案,】,ACD,第10页,如图,1,1,4,所表示，有一带正电验电器，当一金属球,A,靠近验电器小球,B,(,不接触,),时，验电器金箔张角减小，则,(,),例,3,类型三,用验电器判断物体带电情况,图,1,1,4,第11页,A,金属球可能不带电,B,金属球可能带负电,C,金属球可能带正电,D,金属球一定带负电,【,答案,】,AB,第12页,3,(,年武汉市调研测试,),如图,1,1,5,所表示，用起电机使金属球,A,带上正电，靠近验电器,B,，则,(,),图,1,1,5,变式拓展,第13页,A,验电器金箔不张开，因为球,A,没有和,B,接触,B,验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电,C,验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电,D,验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电,解析：,选,D.,A,球带正电，靠近验电器,B,时，发生静电感应，验电器金属球带负电，金属箔片带正电而张开,.,第14页,有,A,、,B,、,C,三个完全相同金属球，,A,带,1.210,4,C,正电荷，,B,、,C,不带电，现用相互接触方法使它们都带电，则,A,、,B,、,C,所带电荷量可能是下面哪组数据,(,),A,6.010,5,C,4.010,5,C,4.010,5,C,B,6.010,5,C,4.010,5,C,2.010,5,C,C,4.510,5,C,4.510,5,C,3.010,5,C,D,5.010,5,C,5.010,5,C,2.010,5,C,例,4,类型四,电荷守恒定律应用,【,答案,】,C,第15页,1.3,电场强度,一、电场,1.,电场是客观存在,特殊物质,。,2.,电场基本性质是,对放入其中电荷有力作用,(,电场力,),。,第16页,1.3,电场强度,场强定义式，,适用任何电场,唯一性：,电场中某点场强是确定,场强决定式，,适用真空中点电荷,二、电场强度,方向性：,正试探电荷受力方向,三、场强叠加原理：,遵照平行四边形定则,第17页,1.3,电场强度,四、电场线,（假想线）,1.,起于正电荷（无穷远处），终于负电荷（无穷远处）,2.,不闭合，不相交。,3.,疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。,若电场线是直线，电场线方向就是场强方向。,第18页,五、匀强电场,1.,定义：各点场强大小和方向都相同。,2.,特点：电场线是间隔相等平行线。,内部为匀强电场：间隔相等平行线。,第19页,1.4,电势能和电势,第20页,将电荷,q,从,A,沿任何路径移至,B,，,静电力做功相同,E,B,+,M,A,F,q,+,W,AB,=qE|AM|,第21页,结论,：静电力做功与,路径,无关,由,初末,位置来决定,.,电场力做功过程是电势能,转化过程。,一.静电力做功特点,第22页,1,、定义：电荷在电场中含有势能。,3,、相对性：大地或无穷远为电势能零点。,2,、静电力做功等于电势能降低许。,二.电势能,（,E,p,）标量,E,p,A,F,A,B,+,F,E,E,B,电场力对电荷做正功，电荷电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷电势能增加,第23页,、以下说法中正确是（）,A.,当两正点电荷相互靠近时，它们电势能增大,B.,当两负点电荷相互靠近时，它们电势能增大,C.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们电势能减小,D.,一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们电势能增大。,ABC,课堂小练,第24页,、一个电荷,只在电场力作用下,从电场中,A,点移到,B,点时，电场力做了,510,6,J,功，则,(),A,电荷在,B,处时将含有,510,6,J,电势能,B,电荷在,B,处将含有,510,6,J,动能,C,电荷电势能降低了,510,6,J,D,电荷动能增加了,510,6,J,CD,课堂小练,第25页,3,、如图所表示,在等量正点电荷形成电场中,它们连线中垂面,ab,上,有一电子,从静止开始由,a,运动到,b,过程中,(a,、,b,相对,o,对称,),以下说法正确是,(),A.,电子电势能一直增多,B.,电子电势能一直降低,C.,电子电势能先降低后增加,D.,电子电势能先增加后降低,C,O,a,b,+,+,-,课堂小练,第26页,4,、一带电油滴在竖直方向匀强电场中运动轨迹如图虚线所表示,电场方向竖直向下,.,若不计空气阻力,则此带电油滴从,a,运动到,b,过程中,能量改变情况为,(),A.,动能减小,B.,电势能增加,C.,动能和电势能之和降低,D.,重力势能和电势能之和增加,E,a,b,C,课堂小练,F,电,G,F,合,第27页,电荷在电场中某一点电势能与它电荷量比值。,1.,定义,:,2.,公式,:,(,计算时要代入正负号,),三、电势,电场中某点电势大小是由电场本身性质决定，与放不放电荷及放什么电荷无关。,3.,标量，正负表大小。,普通选无穷远或大地电势为零。,4.,沿电场线,(,场强,),方向电势降低。,第28页,5,、假如把,q=1.0,10,-8,C,电荷从无穷远处移至电场中,A,点，需克服电场力做功,W=1.2,10,-4,J.,那么,q,在,A,点电势能和在,A,点电势各是多少？,q,未移入电场前,A,点电势是多少？,课堂小练,第29页,6,、如图所表示，电场中有,A,、,B,两点，则以下说法中正确是（）,A,、电势,A,B,场强,E,A,E,B,B,、电势,A,B,场强,E,A,E,pB,课堂小练,A,B,E,BC,结论：正电荷沿电场线方向电势能降低，负电荷沿电场线方向电势能增加。,第30页,E,+,2,、几个常见等势面,四、等势面,1,、定义：,电场中电势相同各点组成面,第31页,等势面特点：,5.,沿电场线方向电势降低最快。,1.,同一等势面上各点电势相等。,2.,在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。,3.,电场线跟等势面垂直，且由电势高等势面指向电势低等势面。,4.,不一样等势面不相交。,20 15 10,A,C,B,等差等势面：相邻等势面间电势之差相等。,6.,等差等势面越密，场强越大。,第32页,8,、关于等势面，正确说法是（,）,A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功,B等势面上各点场强大小相等,C等势面一定跟电场线垂直,D两等势面不能相交,CD,课堂小练,第33页,1.5,电势差,第34页,一、电势差与电势关系：,电势差：,电场中,两点电势之差,也叫电压,。,则有,或者表示成,显然,设电场中,A,点电势为,，,B,点电势为,第35页,二、静电力做功与电势差关系：,；,即,或,电荷,q,从电场中,A,点移到,B,点：,A,B,第36页,1.,电势差,U,AB,与,q,、,W,AB,无关,仅与电场中,A,、,B,两位置相关。,故电势差反应了电场本身性质。,2.,电势差单位,:,伏特,(V)1V=1J/C,3.,电势差是标量。,三、说明：,第37页,1.8,电容器电容,第38页,一、电容：,2,、定义式：,1,、物理意义：反应电容器容纳电荷本事大小物理量。,3,、单位：,法拉（,F,）,惯用：微法（,F,）皮法（,pF,）,1F=10,-6,F 1 pF=10,-12,F,第39页,r,：相对介电常数；,k=9.0,10,9,N,m,2,/C,2,S,：两极板正对面积，,d,：极板间距,二、平行板电容器电容：,决定式：,第40页,3,、平行板电容器动态分析,（,1,）电容器与电源相连：,U,不变。,（,2,）电容器充电后与电源断开,：,Q,不变。,两种基本情况：,三个依据：,第41页,知识简析,【,例,4】,两个较大平行金属板,A,、,B,相距为,d,分别接在电压为,U,电源正、负极上,这时质量为,m,带电量为,q,油滴恰好静止在两极之间,如图所表示,在其它条件不变情况下,假如将两极非常迟缓地错开一些,那么在错开过程中（）,A,油滴将向上加速运动，电流计中电流从,b,流向,a,。,B,油滴将向下加速运动，电流计中电流从,a,流向,b,。,C,油滴静止不动，电流计中电流从,b,流向,a,。,D,油滴静止不动，电流计中电流从,a,流向,b,。,解析,:,D,正确,第42页,J2459,学生示波器,阴极射线管结构示意图,第43页,电场中带电粒子分类：,1,、基本粒子：如电子，质子，,粒子，离子等。,这些粒子所受重力和电场力相比小得多，普通,重力可忽略。,（但并不能忽略质量）,2,、带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等。,除有说明或暗示外,普通重力不可忽略。,第44页,二、带电粒子在匀强电场中偏转,类平抛运动,与粒子比荷,q/m,成正比,与粒子初速度,v,0,平方成反比,与电场属性,U,、,l,、,d,相关,第45页,二、带电粒子在匀强电场中偏转,与粒子比荷,q/m,成正比,与粒子初速度,v,0,平方成反比,与电场属性,U,、,l,、,d,相关,类平抛运动,第46页,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,v,+,U,1,U,2,v,0,L,-,q,m,-,带电粒子加速和偏转,类平抛,运动,F,加速电场,U,1,:,偏转电场,U,2,:,第47页,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,v,v,0,v,y,+,U,1,U,2,v,0,L,-,q,m,y,-,带电粒子加速和偏转,F,偏转电场,U,2,:,加速电场,U,1,:,第48页,规律方法,【,例,4】,一带电粒子从静止经加速电压,U,1,加速电场加速后进入板间距离为,d,，板间电势差为,U,2,偏转电场，当它飞出偏转电场时，偏转角为,，要使偏转角,增大，则需要（）,A,使粒子荷质比,（,q/m,）,变大,B,其它条件不变，只使,U,1,变大,C,其它条件不变，只使,U,2,变大,D,其它条件不变，只使,d,变大,解析：,U,1,q=,mv,0,2,tan=v,y,/v,0,=(qU,2,/dm)(L/v,0,)/v,0,=qU,2,L/mdv,0,2,得,tan=U,2,L/2dU,1,即偏转角与,m,与,q,无关,所以,A,错,B,错，,C,对，,D,错,第49页,1,、,以下粒子由静止经加速电压为,U,电场加速后，哪种粒子动能最大（）,哪种粒子速度最大（）,A,、质子,B,、电子,C,、氘核,D,、氦核,例与练,与,电量,成正比,与,比荷平方根,成正比,第50页,2,、,如图所表示，,M,、,N,是在真空中竖直放置两块平行金属板，质量为,m,、电量为,+q,带电粒子，以极小初速度由小孔进入电场，当,M,、,N,间电压为,U,时，粒子抵达,N,板速度为,v,，假如要使这个带电粒子抵达,N,板速度为,2,v,，则下述方法能满足要求是（）,A,、使,M,、,N,间电压增加为,2U B,、使,M,、,N,间电压增加为,4U C,、使,M,、,N,间电压不变，距离减半,D,、使,M,、,N,间电压不变，距离加倍,例与练,M,N,U,d,+,v,与,电压平方根,成正比,第51页,3,、,如图,M,、,N,是在真空中竖直放置两块平行金属板，质量为,m,电量为,-q,带电粒子，以初速度,V,0,由小孔进入电场，当,M,、,N,间电压为,U,时，粒子刚好能抵达,N,板，假如要使这个带电粒子能够抵达,M,、,N,两板间距,1/2,处返回，则下述方法能满足要求是（）,A,、使初速度减半,B,、使,M,、,N,间电压加倍,C,、使,M,、,N,间电压提升,4,倍,D,、使初速度和,M,、,N,间电压都加倍,例与练,M,N,U,d,-,v,0,第52页,4,、,如图所表示电场中有,A,、,B,两点，,A,、,B,电势差,U,AB,100V,，一个质量为,m=,2.010,-12,kg,、,电量为,q=,-5.010,-8,C,带电粒子，以初速度,v,0,=,3.010,3,m/s,由,A,点运动到,B,点，求粒子抵达,B,点时速率。（不计粒子重力）,例与练,A,-,v,0,B,q,为,负,第53页,6,、质量为,m,、带电量为,q,粒子以初速度,v,从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为,0.5,，则以下说法中正确是（）,A,、假如偏转电场电压为原来二分之一，则粒子离开电场后偏转角正切为,0.25,B,、假如带电粒子比荷为原来二分之一，则粒子离开电场后偏转角正切为,0.25,C,、假如带电粒子初速度为原来,2,倍，则粒子离开电场后偏转角正切为,0.25,D,、假如带电粒子初动能为原来,2,倍，则粒子离开电场后偏转角正切为,0.25,例与练,偏转角正切与,比荷成正比,偏转角正切与,初动能成反比,偏转角正切与,电压成正比,第54页,7、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们偏转角正切之比为 ，侧移之比为 。,例与练,与,电量,成正比,与,电量,成正比,第55页,8、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所表示。则由此可判断（）,A、b和c同时飞离电场,B、在b飞离电场瞬间，a刚好打在下极板上,C、进入电场时，c速度最大，a速度最小,D、c动能增量最小，,a和b动能增量一样大,例与练,第56页,析与解,第57页,9、如图，电子在电势差为U1加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2两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、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大,C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小,例与练,第58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59页,10、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,例与练,与粒子,电量,q,、质量,m,无关,第60页,11、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。,例与练,x,第61页,12、如图所表示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0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。,例与练,第62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63页,13、质量为110-25kg、电量为110-16C带电粒子以2106m/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。,例与练,v,0,+,-,第64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65页,14、初速度为2107m/s电子沿平行金属板间中心线射入板中，板长为30cm，相距为4cm，在两板间加上如图所表示正弦交变电压。已知电子质量为910-31Kg，电量为1.610-19C，不计电子重力，求：要使全部电子都能离开电场，图中电压最大值U0需满足什么条件？,例与练,第66页,可认为在,t,时间内,电场,不变,设电子在两板间运动时间为,t,设电子在偏转电压为,U,0,时进入板间,析与解,第67页,