人教版高中物理.pptx

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,2021/10/3,#,第1页,静电场,两种电荷,元电荷,e=1.610,-19,C,电荷守恒,三种起电方式,起电过程就是电子得失过程,库仑定律,K=9.0 10,9,N m,2,/c,2,适用条件：,真空中，点电荷,力性质,电场强度,定义,：,E=F/Q,，方向要求为正电荷受力方向,；,点电荷,电场：,E=KQ/r,2,；,匀强,电场：,E=U/d,电场线,对电场,描述,：切线表示方向，疏密表示强弱,电场线,特点,：由正电荷出发到负电荷 终止,几个常见电场线,例题,第2页,静电场,能性质,电势：,A,=,Ao,=W,Ao,/q,对电场描述；,等势面：,等势面特点,电势处处相等，但场强不一定相等,与电场线垂直,电势差,U,AB,=,A,B,=W,AB,/q,电场力做功与电势差关系,W,AB,=q,U,AB,电场力做功与电势能改变关系：,W,AB,=E,A,-E,B,电荷在电场中偏转，示波器,轨迹：,抛物线，类平抛运动,规律：,垂直电场线方向做匀速直线运动,沿电场线方向做匀加速直线运动,电容器,电容：,平行板电容器电容：,第3页,一,.,电荷守恒定律：,电荷既不能创造，也不能被毁灭，它们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。,第4页,(,二,),电场、电场强度、电场线,1.,电荷周围存在着电场。静止电荷产生电场称为静电场。电场是传递电荷相互作用物质。,第5页,2.,电场强度,电场强度是反应电场力性质物理量。它用检验电荷受到电场力跟检验电荷电量,q,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方向。,大小：,是由电场本身内在原因决定，它与引入电场中检验电荷无关。,第6页,3.,点电荷场强公式，即,4.,匀强电场场强公式，即,第7页,5.,电场强度叠加,电场强度叠加恪守平行四边形法则,第8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,假想线,，电场线上每一点电场强度方向沿该点切线方向；电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小。,静电场电场线从正电荷出发到负电荷,终止,。,第9页,第10页,第11页,例题,1.,如图,29-1,所表示，在真空中同一条直线上,A,、,B,两点固定有电荷量分别为,+4,Q,和,-,Q,两个点电荷将另一个点电荷放在该直线上哪一个位置，能够使,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，那么引入这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？,第12页,例题,2.,如图,29-3,所表示，带电小球,A,、,B,电荷分别为,Q,A,、,Q,B,，,OA=OB,，都用长,L,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,，可采取以下哪些方法,A.,将小球,A,、,B,质量都增加到原来,2,倍,B.,将小球,B,质量增加到原来,8,倍,C.,将小球,A,、,B,电荷量都减小到原来二分之一,D.,将小球,A,、,B,电荷量都减小到原来二分之一并将,B,球质量增加到原来,2,倍,BD,第13页,例题,3,：如图,29-8,所表示，一个半径为,R,绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为,+,Q,电荷另一个电荷量为,+,q,点电荷固定在该球壳球心,O,处现在从球壳最左端挖去一个半径为,r,（,r,R,）小圆孔，则此时位于球心处点电荷所受库仑力大小为,_,，方向为,_,第14页,(,三,),电场力功、电势能、电势、电势差、等势面,1.,电场力功,:,电荷在电场中移动，电场力做功数量跟电荷移动,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15页,2.,电势能,:,电荷在电场中某点电势能在数值上等于把电荷从该点移到电势能为零处，电场力所做功。,第16页,3.,电势,:,电势是反应电场能性质物理量。,电场中某点电势定义为检验电荷在该点含有电势能,E,跟检验电荷电量,q,比值，即,电势是标量,，它有正、负，但不表示方向。电场中某点电势大小及正负跟该点有没有检验电荷无关，但与选取电场中电势能为零点,(,零电势点,),相关。,正电荷在电势高位置电势能大，负电荷在电势高位置电势能小,第17页,4.,电势差,(,电压,),AB,两点间电势差,U,AB,在数值上等于将检验电荷从,A,点移至,B,点电场力所作功,W,AB,与检验电荷电量,q,比值,（,1,）,（,2,）,第18页,电功,电势能,电势差,电势,第19页,5.,等势面,：,等势面是电场中电势相等点组成面。,电荷沿等势面移动，电势能不改变，电场力不做功。,等势面一定和电场线垂直，,电场线方向是电势降低方向。,电场线本身不能相交，等势面本身也不能相交。,点电荷电场等势面是以点电荷为球心一族球面；,匀强电场等势面是与电场线垂直一族平行平面。,第20页,说明,:,电势与电场强度在数值上没有必定对应关系。,比如，电势为零地方电场强度能够不为零,(,电势为零地方可任意选取,),；,电场强度为零地方电势能够不为零,(,如两个带同种等电量点电荷，其连线中点处电场强度为零，电势却不为零,),。,电场强度恒定区域电势有高低不一样,(,如匀强电场,),；,等势面上各点，电场强度能够不相同,(,如点电荷形成电场等势面上，各点场强不一样,),。,第21页,2.,经常碰到三个问题,（,1,）,.,比较场强大小,看电场线疏密或等势面疏密。,（,2,）,.,比较电势高低，看电场线方向。电场线方向是电势降低方向。,（,3,）,.,比较同一检验电荷在电场中两点所含有电势能多少，看电场力方向。电场力作正功，检验电荷电势能降低。,第22页,(,四,),电场对带电质点,(,粒子,),作用,1.,带电质点受电场力及其它力作用处于平衡问题，应用协力为零条件求解。,例,:,第23页,3.,带电粒子在电场中加速或减速问题，多应用动能定理、能量守恒定律求解。,第24页,4.,带电粒子在电场中偏转问题，如带电粒子穿过匀强电场时偏转问题，多应用牛顿第二定律及运动合成知识求解。,第25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,）,.,增加动能,第26页,(,五,),电容器和电容,1.,电容是反应电容器容纳电荷本事物理量。它用电容器所带电量跟电容器两板间电势差比值来定义，即,第27页,2.,平行板电容器电容,平行板电容器电容，跟介电常数成正比，跟正对面积成正比，跟极板间距离成反比，即,第28页,3.,平行板电容器电场,(1),电势差恒定,(2),带电量恒定,第29页,例,2,、如图所表示，,A,、,B,、,C,为一等边三角形三个顶点，三角形位于匀强磁场中，电场线平行于三角形平面。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30页,分析：依据电势差与电功关系式，经过计算可判断,B,、,C,两点处于同一等势面上。又据电势降低方向是电场线方向，可判断电场线方向，最终据在匀强电场中场强与电势差关系，经过计算得出电场强度大小。,B,点与,C,点处于同一等势面上，又因为电场线方向是电场降低方向，所以电场线方向必定是,A,点指向,BC,连线中点与,BC,垂直，如图所表示。,第31页,(2)A,点到等势面距离为,d,，那么,依据匀强电场中，场强与电势差间关系，电场强度为,第32页,例,3,、在一个点电荷产生静电场中，一个带电粒子运动轨迹如图中虚线所表示。试问：,(1),带电粒子带何种电？,（,2,）,M,点和,N,点相比，带电粒子运动速度,V,M,、,V,N,哪个大？运动加速度,a,M,、,a,N,哪个大，电势能,E,M,、,E,N,哪个大？,M,N,第33页,例,4,、一个质量为,m,、带有电荷,-q,小物体，可在水平轨道,Ox,上运动，,O,端有一与轨道垂直固定墙、轨道处于匀强电场中，其场强大小为,E,方向沿,OX,轴正方向,如图所表示。小物体以初速度,v,0,从,x,0,点沿,OX,轨道运动，运动时受到大小不变摩擦力,f,作用，且,f,qE,；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停顿运动前所经过总旅程,s,。,第34页,解：因为,f,qE,，所以物体最终停在,O,点，物体停顿运动前所经过总旅程为,s,，依据动能定理有,所以,第35页,例,6,、相距为,d,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,U,ab,，如图所表示，一个质量为,m,、电量为,q,带电粒子以平行于金属板方向初速度,V,0,垂直于电场线飞入电场中，当粒子飞离电场区时，其横向位移为,y,，飞行方向偏角为,(,忽略重力影响,),。试问：,和,tan,各改变为原来几倍？,第36页,侧向位移与偏向角正切分别为,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37页,将式代入式得,第38页,同理可得,第39页,(2),由,y,和,tan,表示式，,当入射带电粒子初动能减小二分之一，则分母减小二分之一；偏转电压增大到,3,倍，则分子增大到,3,倍。所以，横向位移,y,以及偏转角正切,tan,都增大到原来,6,倍。,答：氢核、氘核、氦核以相同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,。若入射初动能减小二分之一，偏转电压增大到,3,倍，带电粒子在偏转电场中横向位移,y,以及运动偏转角正切,tan,均增大到原来,6,倍。,第40页,【,反馈练习,】,A,-94-36,B,9436,C,-32-6,D,326,答案,:A,第41页,2,如图所表示，半径相同两个金属小球,A,、,B,带有电量相等电荷，相隔一定距离，两球之间相互吸引力大小是,F,，今让第三个半径相同不带电金属小球先后与,A,、,B,两球接触后移开。这时，,A,、,B,两球之间相互作用力大小是,答案,:A,第42页,3,图,(1),所表示，有两个带有等量异种电荷小球，用绝缘细线相连后，再用绝缘细线悬挂在水平方向匀强电场中。当两小球都处于平衡时可能位置是图,(2),中哪一个。,答案,:A,第43页,4,如图所表示，在光滑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匀强电场，今后，,A,振子振幅增大,B,振子振幅减小,C,振子平衡位置不变,D,振子周期增大,答案,:B,第44页,5,若带正电荷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45页,6,下面哪些话是正确？,A,在电场中，电场强度大点，电势必高。,B,电荷置于电势越高点，所含有电势能也越大。,C,电场中电场强度大地方，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，电势能一定改变。,答案,:C,第46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，如图所表示。,E,表示两极板间场强，,U,表示电容器电压，,表示正电荷在,P,点电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所表示位置，则,A,U,变小，,E,不变,B,E,变大，,不变,C,U,变小，,不变,D,U,不变，,不变,答案,:AC,第47页,8,如图所表示，在真空中把一绝缘导体向带电,(,负电,),小球,P,迟缓地靠近,(,不相碰,),，以下说法中正确是：,A,B,端感应电荷越来越多,B,导体内场强越来越大,C,导体感应电荷在,M,点产生场强恒大于在,N,点产生场强,D,导体感应电荷在,MN,两点场强相等,答案,:AC,第48页,9,两个质量相同带电小球，分别带等量异种电荷，电量为,q,，固定在一根长度为,l,轻质绝缘细杆两端,置于电场强度为,E,匀强电场中,杆方向与场强方向平行,如图所表示。若此杆绕其中点,O,旋转,180,，则在此转动过程中，两个小球动能增加量为,A,0 B,qElC,2qElD,qEl,答案,:C,第49页,THE END,第50页,【,课后练习,】,1,如图所表示，在一个正方形,4,个顶点各有一个电量大小相等点电荷，那么以下说法中正确是,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51页,2,平行板电容器两极板,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夹角为,，如图所表示。,A,保持电键,K,闭合，带正电,A,板向,B,板靠近，则增大,B,保持电键,K,闭合，带正电,A,板向,B,板靠近，则,不变,C,电键,K,断开，带正电,A,板向,B,板靠近，则,增大,D,电键,K,断开，带正电,A,板向,B,板靠近，则,不变,答案：,AD,第52页,3,在,O,点有一个电量为,Q,正点电荷，空间有水平向右匀强电场，如图所表示。现将一个检验电荷,-q,置于,O,点左方距,O,为半径,r,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，电势能改变量是多大？,第53页,电场线方向飞入匀强电场区，测得该电子深入电场最大距离为,d=50m,。试求：,(1),匀强电场场强,E,大小；,(2),电子经多少时间,t,回到出发点。,第54页,5,一个半径为,R,绝缘球壳上均匀地带有电量为,+Q,电荷，另一电量为,+q,点电荷放在球心,O,上，因为对称性，点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为,r(rR),一个小圆孔，则此时置于球心点电荷所受力大小为,_(,已知静电力常量为,k),，方向,_,。,第55页,6,半径为,r,绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为,m,、带正电珠子，空间存在水平向右匀强电场，如图所表示。珠子所受静电力是其重力,3,4,倍。将珠子从环上最低位置,A,点静止释放，则,第56页,7,相距为,d,、长度为,L,两平行金属板,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，如图所表示。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57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,，整个装置处于真空中，重力能够忽略。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58页,初速释放小球，求当带电小球运动到悬点,O,正下方,b,点时，悬线,第59页,10,用长为,L,轻质丝线将一个质量为,m,、带电量为,q,带电小球悬挂于,O,点，空间有竖直向下匀强电场,E,，如图所表示。将小球拉到偏离平衡位置,角,a,点无初速释放，试求：,(2),假如,5,，小球从,a,运动到,b,所需时间,t,多大？,第60页,课后练习答案：,1,B,2,A,、,D,第61页,9,3.577,牛。,第62页,第63页,第64页,第65页,第66页,