静电场复习课件

《静电场》小结物理选修3-1电荷电荷守恒定律库仑定律电场电场力的性质电场能的性质场强定义式：点电荷电场场强：匀强电场的场强：电势：电势差：电场力：qFE2rQkEdUE221rQQkFqEFqWUABABBAABU电势能：形象描述电场线等势面方向反映某点场强方向疏密表示场强的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的1、平衡；2、直线运动；3、偏转电容器场强的叠加原理：中和均分pEqEpq()ABABABABpApBWqqUEEE电场力电场强度电势差电势电势能电场力的功电场力做功与路径无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E＝F/q和重力与重力势能类比WAB＝EpA－EpB试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关φ＝Ep/q电场中两点电势之差叫电势差UAB＝φA－φBE数值等于沿场强方向单位距离的电势差U＝Ed一、电荷及电荷守恒定律1.自然界只有两种电荷：正电荷、负电荷2.电荷性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3.电荷量：物体所带电荷的多少单位：库仑，简称：库，符号：C4.使物体带电的方法：(1)摩擦起电：实质：不同物体间的电荷转移(2)接触起电：实质：不同物体间的电荷转移(3)感应起电：静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象叫做静电感应。感应起电：利用静电感应使物体带电叫做感应起电。实质：同一物体不同部位间电荷转移。5.电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体或从物体某一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷总量保持不变。电荷守恒定律又可表示为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.电荷守恒定律方向：计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.221rqqkF•库仑定律元电荷是指所带的电量e=1.60×10－19C的电荷。点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。检验电荷是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。点电荷和检验电荷属理想模型。二、电场的描述适用范围电荷的意义FEq2QEkr定义式，适用于一切电场仅对点电荷的电场适用q是检验电荷，E与q无关Q是场源电荷，E与Q成正比1、，FEq2QEkr和的区别：dUEdUE仅对匀强电场适用d为沿电场线方向的距离2、电场线的性质及作用•判断场强的大小与方向•判断电荷在电场的受力方向•判断电势的高低•判断在电场中移动电荷做功的正负•判断电荷电势能的大小•3、甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，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？电势能是否变化？怎样变化？（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？电势能是否变化？怎样变化？如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？判断电场强度大小的几种方法：方法一:由定义式E=F／q决定；方法二:在点电荷电场中，E=kQ／r2；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）。判断电场强度方向的几种方法：方法一:根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；方法二:电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；方法三:电势降低最快的方向就是场强的方向。3、电势、电势差、电势能、电场力的功4、等势面的概念（1）等势面：电场中电势相同的各点构成的面，叫做等势面．(2)电场中等势面的形状．(3)等势面的性质①沿同一等势面移动电荷时，电场力不做功。在同一等势面上任意两点间的电势差为零，所以电场力做功为零．②电场线跟等势面垂直，并且由高电势的等势面指向低电势的等势面．③任意两个等势面都不相交4、如图，虚线a、b、c势某静电场中的三个等势面，它们的电势a最大，c最少，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线KLMN所示，由图可知（）A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功C.粒子从K到L的过程中，电势能增加D.粒子从L到N的过程中，动能减少ACKNMLabc如何比较电场中任两点电势的高低呢？方法一:根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；方法二:根据电势的定义式ψ=Ep/q=-W/q，从电势的物理意义上分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；方法三:根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向.方法四:根据电势差判断，若UAB＞0，则ψA＞ψB方法一:根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；方法二:根据公式Ep=qφ；WAB＝qUAB计算。如何比较电荷电势能的大小呢？三、电容器12、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正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aB．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变不变USCQ不变d不变ED（北京卷）18．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为Ｓ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若A、保持S不变，增大d，θ则变大B、保持S不变，增大d，θ则变小C、保持d不变，增大S，θ则变小D、保持d不变，增大S，θ则不变【答案】A四、带电粒子在电场中的运动1、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为C。mgFNmgF12101CNdUE/1024CEFq171052、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（）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B20121mvqU1202qUmvdmvleU202tan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：dUlU122与粒子的电量q、质量m无关dUlUy12243、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，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、到达屏上同一点D、到达屏上不同点ydUlU1224与粒子的电量q、质量m无关ABC20、试证明：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的中点沿直线离开电场的。θdmvqUly2022dmvqUl20tantanyxdmvqUldmvqUl2020222lx4、如图所示，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板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：θtan)22('llydUUl0245'y对加速过程由动能定理：20021mveU0202eUmvdUUl02tan22、质量为1×10-25kg、电量为-1×10-16C的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当AB间电压在范围内时，此带电粒子能从板间飞出。v0+++++-----强化练习v0+++++-----θ2d2/ltanlddmvqUl202220qldmvUV160析与解对偏转过程由偏转角正切公式：2/2/ld或对偏转过程由侧移公式：ydmvqUl20222d2220qldmvUV160思考题1:如图，平行实线代表电场线，但未标明方向,带电量为+10-2C的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0.1J，若A点电势为-10V，则：A、B点电势为为0B、电场线的方向从右向左C、粒子的运动轨迹可能是①D、粒子的运动轨迹可能是②思考题2：空间有一水平方向的匀强电场，在竖直平面内，有一带电粒子沿图中虚线由A运动到B，其能量变化的情况是A.动能减少，重力势能增加，电势能减少B.动能减少，重力势能增加，电势能增加C.动能不变，重力势能增加，电势能减少D.动能增加，重力势能增加，电势能减少AB