静电场复习教案.doc

1、静电场复习教案教学目标：1知识目标加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。2能力目标在熟练掌握上述概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。3物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。复习重点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学教具投影片（或小黑板） ，学案教学过程（一）复习回顾基础知识（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）1.电荷 电荷守恒（1）自然界中只存在两种电荷： 电荷和 电荷。电荷间的作用规律是：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。电荷的多少叫 。（2）静电感

2、应：把电荷移近不带电的导体，可以使 ，这种现象叫静电感应。利用静电感应使物体带电叫 起电。（3）电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体 到另一物体，或者从物体的一部分 到另一部分。2.元电荷：e= ，所有带电体的电荷量或者 或者 。3.库仑定律：（1）定律的内容：真空中两个 之间相互作用的电力，跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 。（2）库仑力的大小 F= 。（3）静电力恒量 k= 。4.电场：电荷的周围存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷 ，这种力叫 。电荷间的相互作用是通过 发生的。5.电场强度（1）定义：放入电场中某点的 ，叫该点的电场强度，简称场强。（2）

3、定义式：E ，其单位是 。（3）方向：场强的方向与正电荷 ，与负电荷 。6.点电荷的场强：E 。如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成的合电场。这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强 ，叫做电场的叠加。7.电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的 一致，这样的曲线叫电场线。8.电场线的特点：（1）电场线从 电荷出发终止于 电荷，不形成闭合曲线。（2）电场线不 、也不 。（3）电场线的疏密表示场强的 。9.匀强电场：在电场的某一区域，如果场强的 和 都相同，这个区域的电场叫匀强电场。10静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的

4、_ 有关，与电荷 无关，即电场力做功与重力做功有着相同的特点。因此电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做_。11电场力做功与电势能变化的关系：电场力做 时，电荷的电势能 ；电场力做 时，电荷的电势能 。电场力做功的多少等于 _ 。写出电荷从电场中的 A 点移到 B 点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式_。12电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_位置时所做得功。通常把_的电势能规定为零。13电势 ：电场中某一点，电荷的_，叫做这一点的电势。公式：_。电场线指向电势_的方向。电势是个相对的量，某点的电势与_的选取有关。因此电势有正、负，表示该点电势比零电势点高

5、还是低。通常把_的电势规定为零。14电势差 U：电荷在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时 ，与 的比值 ，叫做 AB 两点间的电势差。公式： = 。单位： ，符号 。AB电势差有正负： = - ，一般常取绝对值，写成 U。BA15电势与电势差的比较（1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与 无关.（2）电势与电势差都是标量；数值都有正负；单位相同。（3） ABABABU,（4）某点的电势与零电势点的选取有关，两点间的电势差与零电势点的选取无关。16等势面：电场中 的各点构成的面叫等势面。17等势面的特点：（1）等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向 。（2）电场线总是由

6、电势 的等势面指向电势 的等势面。（3）在同一等势面上移动电荷时静电力 功。18匀强电场中电势差与电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差等于 即 U = ，上式可以改写成 E 。它表明：在匀强电场中，场强在数值上等于 。19电场强度的单位： 或 。20电容器：两个 又 的导体组成电容器。21电容器的充、放电：使电容器 叫充电。充电的过程是将电场能 电容器中。使 叫放电。放电的过程储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能。电容器的带电量是指 。22电容：电容器 叫电容。定义公式 。注意 C 跟 Q、U 无关，只取决于 。23电容的物理意义：是描述电容器 的物理量，在数量上等于 。24电容的单

7、位 符号 。1 F pF。25平行板电容器的电容：跟 成正比，跟 成正比，跟 成反比.用公式表示 。kdSCr426常用电容器：从构造上看分为 和 。27电容器的击穿电压和工作电压：击穿电压是指电容器的 电压，额定电压是电容器 工作电压。28带电粒子的加速（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做 运动。 （答案：匀加（减）速直线）（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是_电场或_电场） 。若粒子的初速度为零，则：_，v=_；若粒子的初速度不为零，则：_，v=_。（答案：匀强，非匀强，qU = mv2，

8、，qU= mv2- mv02， ）1mqU1mqUv29带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度 v0 垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向_的电场力作用而做_运动。 （垂直，匀变速曲线）（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_的分析处理，即应用_的方法：沿初速度方向为_运动，运动时间 t=_.沿电场力方向为_运动，加速度 a=_.离开电场时的偏移量 y=_离开电场时的偏转角 tan =_。（答案：平抛运动，运动的合成和分解的知识，匀速直线， ，初速度为零的匀加速0vl直 线， ， ， ）mdqUEF2021dvqlat2mdqUl（二）实例探究点电荷

9、的场强、电场强度的叠加【例 1】图中边长为 a 的正三角形 ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心 O 点处的场强大小和方向。 AB COEBEAEC解：每个点电荷在 O 点处的场强大小都是 由图可得 O 点处的合场强为23/akqE，方向由 O 指向 C 。26akqEO静电力做功、电势、电势能、电势差【例 2】 如图 所示，将一个电荷量为 q = +310-10C的点电荷从电场中的 A 点移到 B 点的过程中，克服电场力做功 610-9J。已知 A 点的电势为 A= - 4V，求 B 点的电势和电荷在 B 点的电势能。解：先由 W=qU，得 AB 间的电压为

10、20V，再由已知分析：向右移动正电荷做负功，说明电场力向左，因此电场线方向向左，得出 B 点电势高。因此 B=16V。电荷在 B 点的电势能 J9108.4PqE电场线、等势面【例 3】 如 图 所 示 ， 虚 线 a、 b、 c 是 电 场 中 的 三 个 等 势 面 ， 相 邻 等 势 面 间 的 电 势 差 相 同 ，实 线 为 一 个 带 正 电 的 质 点 仅 在 电 场 力 作 用 下 ， 通 过 该 区 域 的 运 动 轨 迹 ， P、 Q 是 轨 迹 上 的 两 点 。下 列 说 法 中 正 确 的 是 A.三 个 等 势 面 中 ， 等 势 面 a 的 电 势 最 高B.带

11、电 质 点 一 定 是 从 P 点 向 Q 点 运 动C.带 电 质 点 通 过 P 点 时 的 加 速 度 比 通 过 Q 点 时 小D.带 电 质 点 通 过 P 点 时 的 动 能 比 通 过 Q 点 时 小解 ： 先 画 出 电 场 线 ， 再 根 据 速 度 、 合 力 和 轨 迹 的 关 系 ， 可 以 判 定 ： 质 点 在 各 点 受 的 电 场力 方 向 是 斜 向 左 下 方 。 由 于 是 正 电 荷 ， 所 以 电 场 线 方 向 也 沿 电 场 线 向 左 下 方 。 答 案 仅 有 D电容器【例 4】 如 图 所 示 ， 在平行板电容器正中有一个带电微粒。K 闭合时

12、，该微粒恰好能保持静止。在保持 K 闭合； 充电后将 K 断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？A.上移上极板 M B.上移下极板 N C.左移上极板 M D.把下极板 N 接地+A BF vKMNab cPQ解析：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两种常见的变化：（1）电键 K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势） ，这种情况下带电量 而，CUQdUEdSkrr 14，（2）充电后断开 K，保持电容器带电量 Q 恒定，这种情况下SEdSCrrr 1,所

13、以，由上面的分析可知选 B，选 C。【例 5】计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是，其中常量 =9.010-12Fm-1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距dS离。当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为 50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为 0.60mm。只要电容变化达 0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解：先求得未按下时的电容 C1=0.75pF，再由 得 和 C2=1.00pF，12d1d得 d=0.15mm。带电

14、粒子在电场中的运动【例 6】如 图 所 示 ， 热电子由阴极飞出时的初速忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均为 L=10cm，下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm。在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如左图。 （每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的）求：（1）在 t=0.06s 时刻，电子打在荧光屏上的何处？（2）荧光屏上有电子打到的区间有多长？（3）屏上的亮点如何移动？AK解：（1）由图知t=0.06s 时刻偏转电压为 U=1.8U0 电子在电场中加速021qUmv电子在电场中加速20)(vLy解得：y = 0.4

15、5L= 4.5cm，打在屏上的点距 O 点 13.5cm。（2）电子的最大侧移为 0.5L 由两式可得偏转电压最大为 Um=2.0U0，所以荧光屏上电子的最大侧移为 )2(tan)2(LLY能打到的区间长为 2Y=3L=30cm。（3）屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现。（三）针对练习1.电场中有 A、 B 两点，一个点电荷在 A 点的电势能为 1.210-8 J，在 B 点的电势能为0.8010-8 J。已知 A、 B 两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.010-9C，那么（ ）A.该电荷为负电荷 B.该电荷为正电荷C.A、 B 两点的电势差 UAB=4.

16、0 VD.把电荷从 A 移到 B，电场力做功为 W=4.0 J2.某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过 a、b 两点的等势面电势分别为 40 V 和 10 V，则 a、b 连线的中点 c 处的电势应（ ）A.肯定等于 25 V B.大于 25 VC.小于 25 V D.可能等于 25 V3.如图所示，M、N 两点分别放置两个等量种异电荷，A 为它们连线的 o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 3U0u0.06 LL LU0y Ot中点，B 为连线上靠近 N 的一点， C 为连线中垂线上处于 A 点上方的一点，在 A、 B、 C 三点中（ ）A.场强最小的点是 A 点，电势最

17、高的点是 B 点B.场强最小的点是 A 点，电势最高的点是 C 点C.场强最小的点是 C 点，电势最高的点是 B 点D.场强最小的点是 C 点，电势最高的点是 A 点4.AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从 A 点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的速度图象如图所示，比较 A、 B 两点电势 的高低和场强 E 的大小，下列说法中正确的（ ）A. A B，E AE BB. A B，E AE BC. A B，E AE BD. A B，E AE B5.如图所示，平行板电容器经开关 S 与电池连接，a 处有一电荷量非常小的点电荷，S 是闭合的， a 表示 a

18、 点的电势，F 表示点电荷受到的电场力.现将电容器的 B 板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ）A. a 变大，F 变大 B. a 变大，F 变小C. a 不变，F 不变 D. a 不变，F 变小6.（2001 年全国高考试题）如图所示，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 a、 b 和 c，a b c，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示，由图可知（ ）A.粒子从 K 到 L 的过程中，静电力做负功B.粒子从 L 到 M 的过程中，静电力做负功C.粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加D.粒子从 L 到 M 的过程中，动能减小7质量为

19、 m 的带正电小球 A 悬挂在绝缘细线上，且处在场强为 E 的匀强电场中，当小球 A静止时，细线与竖直方向成 30角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为 （ ）A B C DEg3Emg3g2mg28如图所示，一对竖直放置的平行金属板 A、 B 构成电容器，电容为 C.电容器的 A 板接地，且中间有一个小孔 S.一个被加热的灯丝 K 与 S 位于同一水平线，从灯丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压 U0 加速后通过小孔 S 沿水平方向射入 A、 B 两极板间.设电子的质量为 m，电荷量为 e，电子从灯丝发射时的初速度不计 .如果到达 B 板的电子都被 B 板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为 n，随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达 B 板.求：（1）当 B 板吸收了 N 个电子时，A 、 B 两板间的电势差.（2）A 、 B 两板间可达到的最大电势差.（3）从电子射入小孔 S 开始到 A、 B两板间的电势差达到最大值所经历的时间.参考答案1.A 2.C 3.C 4.A 5.B 6.AC 7D 依题意做出带正电小球 A 的受力图，电场力最小时，电场力方向应与绝缘细线垂直，qE=mgsin30，从而得出结论8 （1） （2）U 0 （3 ）CNeneC0