电场解题实例PPT课件.ppt

一、知识要点：电场的性质 1、力的性、力的性质质电场电场强强度、度、电场线电场线、电场电场力力库仑库仑定律定律F=kq1q2/r2F=Eq 2、能的性、能的性质质电势电势和和电势电势差、等差、等势势面、面、电场电场力的功和力的功和电势电势能能 3、降低，且、降低，且电场线电场线与等与等势势面垂直。在匀面垂直。在匀强强电场电场中，中，UAB=场场强强和和电势电势的关系的关系在一切静在一切静电场电场中，沿中，沿电场线电场线方向方向电势电势 逐点逐点Ed，式中，式中d为为AB两点两点间间沿沿场场强强方向的距离。方向的距离。电场电场解解题实题实例例1-二、解二、解题题思路指思路指导导1 1、电场电场强强度与度与电势电势之之间间的关系的关系例例1 1：如：如图图所示，所示，A、B、C、D是匀是匀强强电场电场中中一正方形的四个一正方形的四个顶顶点，已知：点，已知：A、B、C三点三点的的电势电势分分别为别为UA A=15V=15V，UB B=3V=3V，UC C=-3V=-3V由此可由此可得得D D点的点的电势电势UD=_V。ABDC例例2 2：如：如图图所示，所示，A、B、C是匀是匀强强电场电场中的三点，已知：中的三点，已知：UA A=10V=10V、UB=4V、UC=-2V，A=300、B=90=900 0、AC=43cmAC=43cm，试试确定确定该电场该电场的的场场强强E的大小和方向。的大小和方向。A300CB2-（1 1）平衡）平衡问题问题电场电场中中带电带电球或液滴在球或液滴在电场电场力和其它力作用力和其它力作用下的共点力平衡或力矩平衡。下的共点力平衡或力矩平衡。例例3 3：在一直在一直线线上的上的a a、b b两点各有一个点两点各有一个点电电荷荷Q Q1 1、Q Q2 2，已知：，已知：Q Q1 1=+9Q=+9Q，Q Q2 2=-Q=-Q，a a、b b距离距离为为r r，问问：（1 1）此直）此直线线上上场场强强为为零的点有几个？在何零的点有几个？在何处处？（2 2）如果在直）如果在直线线上放上第三个点上放上第三个点电电荷荷Q Q3 3，要使三个点，要使三个点电电荷都荷都处处 于平衡状于平衡状态态，那么，那么Q Q3 3带带什么什么电电？带电带电量多少？放在何量多少？放在何处处？例例4 4：三各自由点三各自由点电电荷，自左向右分布在一条直荷，自左向右分布在一条直线线上，要使它上，要使它们们都都处处于平衡状于平衡状态态，它，它们们的的电电量量q q1 1、q q2 2、q q3 3（都是（都是绝对值绝对值）应满应满足什足什么关系么关系？2 2、电场电场中的力学中的力学问题问题3-例例5 5：用用轻质细线轻质细线1 1将将质质量量为为m m1 1、电电量量为为q q1 1的小球的小球A A悬悬挂于固定点挂于固定点O O，再用，再用轻质细线轻质细线2 2将将质质量量为为m m2 2、电电量量为为q q2 2的小球的小球B B悬悬挂于小球挂于小球A A下下,两根两根线线都都处处于于竖竖直直绷紧绷紧状状态态,若在挂两小球的中若在挂两小球的中间间引入引入场场强强为为E E的水平向右方向的的水平向右方向的匀匀强强电场电场,试问试问：（1 1）当）当m m1 1=m=m2 2=m q=m q1 1=q q=q q2 2=-q=-q（q0q0）时时，线线1 1和和线线 2 2各向何方各向何方倾倾斜？并求它斜？并求它们们和和竖竖直方向的直方向的夹夹角。角。（2 2）在）在m m1 1=m=m2 2=m q=m q2 2=-q=-q（q0q0）的情况下，要使）的情况下，要使线线1 1的的倾倾斜方向与斜方向与线线2 2的的倾倾斜方向相反，但与斜方向相反，但与竖竖直方向相反，直方向相反，q q1 1应为应为多大？多大？12AB4-例例6 6：如如图图所示，所示，A A、B B是是带带有等量的同种有等量的同种电电荷荷 的两小球，它的两小球，它们们的的质质量都是量都是m m，它，它们们的的悬线长悬线长度度都是都是L L，悬线悬线上端都固定在同一点上端都固定在同一点O O，B B球球悬线竖悬线竖直且被固定，直且被固定，A A球在力的的作用下，偏离球在力的的作用下，偏离B B球球x x的的地方静止平衡，此地方静止平衡，此时时A A受到的受到的绳绳的拉力的拉力为为T T现现保保持其它条件不持其它条件不变变，用改，用改变变A A球球质质量的方法，使量的方法，使A A球再距球再距B B为为1/2 X1/2 X处处平衡，平衡，则则A A受到受到绳绳的拉力的拉力为为：A A、T BT B、2T C2T C、4T D4T D、8T8TXLLAB（2 2）变变速运速运动动有有电场电场力参与的用牛力参与的用牛顿顿第二定律第二定律讨论讨论的的问题问题。匀加速直匀加速直线线运运动动、变变加速直加速直线线运运动动、圆圆周运周运动动、简谐简谐振振动动。（3 3）能量）能量转换问题转换问题电场电场力的功、力的功、动动能定理的能定理的应应用、有用、有电势电势能参与的能量守恒的能参与的能量守恒的讨论讨论。5-例例7 7：如如图图所示：有两个完全相同的金属球所示：有两个完全相同的金属球a a和和b b，其中，其中b b球球固定在固定在绝缘绝缘的水平地板上，的水平地板上，a a球从离球从离b b的高的高为为H的正上方由的正上方由静止下落，与静止下落，与b b球碰撞后又回跳球碰撞后又回跳h高度，高度，设设两球碰撞两球碰撞过过程中程中机械能不机械能不损损失，空气阻力也不失，空气阻力也不计计，则则：A A、若、若a a、b b有一球不有一球不带电带电hHhHB B、若、若a a、b b带带等量同种等量同种电电荷荷hHhHhHD D、若、若a a、b b带带不等量同种不等量同种电电荷荷hHhHE E、若、若a a、b b带带不等量异种不等量异种电电荷荷hHh0q0），），ABAB两点两点的的间间距距为为L L，ABAB与水平方向的与水平方向的夹夹角角为为（重力加速度（重力加速度为为g g，不，不计计空气空气阻力）求：阻力）求：（1 1）粒子在）粒子在A A点和点和B B点的速度之比点的速度之比V VA A:V:VB B。（2 2）电场电场强强度度E E的大小。的大小。（3 3）从）从A A到到B B的的过过程中，机械能的增加量。程中，机械能的增加量。（4 4）粒子）粒子过过B B点后，点后，继续继续运运动动到与到与A A点等高的点等高的C C点，点，则则CACA两点的两点的间间距距为为多大？粒子多大？粒子经过经过C C点点时时的速度大小和方向怎的速度大小和方向怎样样？EALmgVAVBB12-例例1616：一水平放置的平行板一水平放置的平行板电电容器置于真空中，开始容器置于真空中，开始时时两两板板间电场间电场的的场场强强大小大小为为E E1 1，这时这时一一带电带电微粒在微粒在电场电场中正好中正好处处于静止状于静止状态态，现现将两板将两板间间的的场场强强大小突然增加到大小突然增加到E E2 2，保，保持方向不持方向不变变持持续续一段一段时间时间后，又突然将后，又突然将电场电场反向，而保持反向，而保持场场强强大小不大小不变变再持再持续续一段同一段同样样的的时间时间后，后，带电带电微粒恰好能微粒恰好能回到初始位置上，已知在整个回到初始位置上，已知在整个过过程中微粒并未与极板相碰，程中微粒并未与极板相碰，试试求求场场强强E E2 2与与E E1 1的大小之比。的大小之比。（4 4）带电带电粒子在粒子在电场电场中的加速和偏中的加速和偏转问题转问题13-例例1717：如如图图所示，所示，M、N为为上下两上下两块块水平放水平放置的平行金属板，两板中心各有小孔置的平行金属板，两板中心各有小孔C和和D分布在一条分布在一条竖竖直直线线上，两板相距上，两板相距为为d d，现现有有一一电电量量为为q q（q0q0），），质质量量为为m m的粒子从的粒子从C C孔正孔正上方的上方的A A点（点（A A点距点距C C孔的距离孔的距离为为d d）由静止）由静止释释放，粒子放，粒子进进入两板后又能返回入两板后又能返回A A点，共用点，共用时时32d/g32d/g（不（不计计空气阻力）求：空气阻力）求：MNACD（1 1）两板）两板间间的的电压电压。（2 2）若要使粒子不能返回）若要使粒子不能返回释释放点，放点，则释则释放点距放点距C C孔的高度要孔的高度要满满足什么条件？足什么条件？14-例例1818：如如图图所示，所示，质质子和子和粒子由粒子由静止均静止均经过经过相同的加速相同的加速电压电压U U加速后，加速后，沿垂直于沿垂直于电场线电场线方向方向进进入平行板入平行板电电容器两板容器两板间间的匀的匀强强电场电场，已知两板，已知两板间间的的电势电势差差为为U U，若，若质质子和子和粒子粒子由由进进入到离开入到离开电场电场均未打到极板上，均未打到极板上，问问：（1 1）质质子和子和粒子粒子飞飞出出电场电场打到打到荧荧光屏上会出光屏上会出现现几个亮几个亮点？点？（2 2）能否）能否证证明明质质子和子和粒子好象都从粒子好象都从电电容器正中射出？容器正中射出？（3 3）两种粒子从）两种粒子从进进入偏入偏转电场转电场到离开到离开电场电场的的过过程中，它程中，它们们的的动动量改量改变变量的大小之比等于多少？量的大小之比等于多少？v0屏屏15-例例1919：各种不同速率的正各种不同速率的正负负离子垂直射入由离子垂直射入由A A、B B板提供的匀板提供的匀强强电场电场的中央，离子的的中央，离子的电电量量为为e e，质质量量为为m m，偏，偏转电场转电场的的电压电压为为U U，两极板，两极板间间距离距离为为d d，极板，极板长为长为L L，C C为宽为宽度度为为d d的金属板，的金属板，射到射到C C上的离子不能再射到屏上的离子不能再射到屏S S上，上，电场电场A A、B B，金属板，金属板C C和屏和屏S S的相的相对对位置如位置如图图所示，求：所示，求：（1 1）屏）屏S S上出上出现现的亮的亮环宽环宽度是多少？度是多少？（2 2）动动能多大的离子能多大的离子经经偏偏转电场转电场后后才能打到屏才能打到屏S S上？上？LLLdV0ABCS16-