高中物理学业水平测试选修3-1复习

此课件是借鉴了网上很多其他老师的课件然后根据本人讲课的思维修改而来的，现发布以供大家互相学习、交流之用。免费的，有需要的可以搬走。希望各位老师多上传优秀的课件共同学习！第一章静电场高中物理学业水平测试复习选修3-1本章知识结构静电场基本性质力的性质——场强库仑定律——电场线能的性质——电势电势能电势差电场力的功等势面应用电场中的导体静电感应静电平衡电容--平行板电容器带电粒子在电场中的运动平衡（静力学）加速（动力学）偏转（类平抛）带电粒子在复合场中的运动知识内容一、电荷1、基本电荷（元电荷）：2、物体起电方式：本质：电荷转移①摩擦起电；（绝缘体）②接触起电：（导体）③感应起电：（导体）二、库仑定律1、公式：K的测定：库仑扭秤实验2、适用条件：真空、静止、点电荷（或电荷均匀分布的球体）221rQQkF229/109CNmk带电体所带电荷量为元电荷的整数倍e=1.6×10－19C3、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，或者从物体的一部分转移到另一部分。3、库仑定律应用：①两相同球体接触起电②三点电荷静电平衡㈠:两球带同种电荷，总电量两球均分㈡:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大③带电球的运动问题解题思路和解题步骤与力学中的完全相同，只不过在进行受力分析时，要多分析一个性质的力——库仑力。【例1】两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()A.4/7B.3/7C.9/7D.16/7分析:设两小球的电量分别为q与7q，则原来相距r时的相互作用力为F=7kq2/r2,由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分两种情况：（1）两球电性相同．相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为4q,则F1=16kq2/r2=16/7F（2）两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量3q,则F2=9kq2/r2=9/7FCD例题分析例题分析例2相距为d的两个带正电的点电荷固定不动，电荷量之比为Q1：Q2=1:4，引入第三个电荷q，为使q能处于平衡状态，应把q放在什么位置?Q1Q2q解：如图所示．由力的平衡条件可知：要q平衡，q受Q1、Q2的库仑力F1、F2必等大反向，所以q必在Q1、Q2连线上，且在Q1、Q2之间，靠近电量较小的电荷Q1设q与Q1的距离为x．则而Q1：Q2=1：4由以上两式得2221xdqQkxqQk3dx例题分析例3如图所示，质量均为ｍ的三带电小球Ａ、Ｂ、Ｃ，放置在光滑绝缘的水平面上，A与B间和B与C间距离均为L，A球带电量为QA=8q，B球带电量为QB=q,若在小球C上加以水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止，求：（1）外力F的大小。（2）C球所带的电量QC。ABCF解：因为ABC三小球保持相对静止，故有相同的加速度，对它们整体研究，由牛顿第二定律：F=3ｍａ对A分析：C的电性应与A和B异性，有对B分析：联立三式得：QC=16qF=72kq2/L2maLQQkLQQkABAC222maLQQkLQQkBABC22课堂练习1．已知验电器带正电，把带负电物体移近它，并用手指与验电器小球接触一下后离开，并移去带电体，这时验电器将带电．正2．元电荷是（）A.电子B.正电子C.质子D.电量的一种单位3．一个带负电的小球的带电量是3.2×10－13C，则这个小球多余的电子有个．D2×106课堂练习6．真空中有两个点电荷带同种电荷ql、q2，它们相距较近，保持静止状态，今释放q2，且q2只在q1的库仑力的作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力()A．不断减小；B．不断增大C．始终保持不变；D．先增大后减小A4.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的（）A．7倍B．8倍C．9倍D．10倍5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为F。若保持它们各自所带的电荷量不变，而将它们之间的距离变为原来的1/2，则这两个点电荷间的库仑力将变为（）A．FB．2FC．4FD．8FCC三、电场强度（场强）1、场强E：2、场强的叠加：②定义式：③单位：N/CV/m矢量方向：规定正电荷受力方向⑤决定式：qFE------适用真空点电荷2rQkE------平行四边形定则21EEE（普适公式）⑥匀强电场的场强：dUE注意：E与F、q无关，取决于电场本身④物理意义：描述电场的力的性质的物理量①定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。例：一对等量异（同）种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强（相距2L）+Q-QOX2LAyEByEB+Q+QOX2LA例1：A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则()A.若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负有无均无关D例2.如图所示,是在一个电场中的a,b,c,d四个点分别引入试探电荷时,电荷所受电场力F跟引入的电荷量q之间的关系图线,下列说法正确的是（）A.该电场是匀强电场B.a,b,c,d四点的电场强度大小关系是EdEbEaEcC.这四点的场强大小关系是EbEaEcEdD.无法比较E的大小B例3：电场强度的定义式为E＝F／q()A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比D例4.对公式E=kQ/r2的几种不同理解，错误的是()A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同ACD课堂练习7．在电场中的P点放一个电量为q=－3.2×10－8C的电荷，受到的电场力大小为F=8×10－6N，该力的方向跟P点电场强度的方向，P点电场强度大小为．如果在P点放q＝6.4×10－8C的正电荷，则它所受的电场力的大小为，方向跟过P点的电场线方向，如果拿走放在P点的电荷，则P点电场强度大小为．8．在边长为a的正方形ABCD的三个项角A、B、C上分别放一个电量均为＋Q的点电荷，那么在另一个顶角D处的场强为.9．两个点电荷A、B，带电量分别为Q1＝1.6×10－3C，Q2=4×10－4C，相距为L=60cm，求场强为零的点的位置．相反250N/C1.6×10－5N相同250N/C2(2+1)KQ/2a2【AB连线内离A点40cm处】四、电场线1、应用：2、特点：①定性判断场强大小、方向：②定性判断电势高低一条电场线不能看出疏密1）电场线是假想的，不是真实的。2）不闭合（始于正电荷或无穷远处，终于负电荷或无穷远处）3）不相交（空间任何一点只能有一个确定的场强方向）4）电场线不能相切。5）沿电场线的方向，电势降低。3、常见电场的电场线：①正、负点电荷电场③一对等量异种电荷的电场④一对等量同种电荷的电场②匀强电场几种常见的电场中电场线的分布及特点等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场匀强电场五、电势φ1、定义：2、单位：伏1V=1J/C3、决定因素：场源电荷、位置4、相对性：零电势的选取，理论上取无穷远，实际上常取大地。正电荷周围空间电势恒为正。负电荷周围空间电势恒为负。5、电势高低的判断：沿着电场线方向电势越来越低◆正电荷电势能与电势同号负电荷电势能与电势反号q（标量）三个量都有正负号φA＞φB＞OφA＜φB＜OABAB6、等势面电场中电势相等的点构成的面形象描述电场中各点电势的情况（2）意义：等势面来表示电势的高低（3）典型电场的等势面点电荷电场的等势面匀强电场的等势面（1）概念：等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面连线上从正电荷向负电荷电势降低中垂线为等势面且电势为零同种正电荷连线上电势先降低后升高，中点最低中垂线上由中点向两边降低，中点最高（4）等势面的特点①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功②等势面一定跟电场线垂直③电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面④等势面密的地方电场强例1.在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同D例2.如图a,b,c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定().A.UaUbUcB.EaEbEcC.Ua-Ub=Ub-UcD.Ea=Eb=EcAcabE例3.下述说法正确的是()A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功B．等势面上各点场强大小一定相等C．电场中电势高处，电荷的电势能就大D．电场强度大处，电荷的电势能就大A1、定义：六、电势差：（电压）2、决定式：uab=φa-φb◆单下标或无下标时取绝对值有下脚标时应注意正负号uab=－ubaqWUab3、绝对性：与零势点无关4、场强与电势无必然联系：③场强相等，电势不一定相等；电势相等，场强不一定相等①场强为0，电势不一定为0；电势为0，场强不一定为0②场强大，电势不一定高；电势高，场强不一定大5、场强与电势差关系：EdU-----适用于匀强电场七、电场力的功1、电场力做功特点：（同重力）③静止的电荷在电场力作用下（或电场力做正功情况）①只决定于起点、终点的电势差，与路径无关②正功→电势能减少，负功→电势能增加正电荷：从电势高→电势低；负电荷：从电势低→电势高不论正负电荷：均从电势能大→电势能小2、电场力做功的计算：①W=Fd=Eqd--------匀强②W=qu---------------通用pE电WABABUqW◆可通过功的正负来确定电势的高低及电势差例1。概念辨析：请判断下列说法是否正确⑴.电场线越密的位置，电势越高（)⑵.与零电势点电势差越大的位置，电势越高()⑶.电势越高的位置，电场强度越大()⑷.电荷沿电场线方向运动，电荷所在位置的电势越来越低()⑸.电场强度为零的位置，电势也一定为零()⑹.电势为零的位置，电场强度也一定为零()⑺.电荷沿电场线方向运动，所具有的电势能越来越小()⑻.电荷在电势越高的位置，电势能越大()⑼.电荷所具有的电势能越大的位置，电势越高()××××××××例2.如图所示，在匀强电场E中，一个负电荷在外力作用下由A点运动到B点，则（）A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增量与动能增量之和B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能增量之和C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量BCEEB··A五、静电平衡2、静电平衡导体的特点：③净电荷只能分布于导体表面①内部场强处处为0②表面附近的场强垂直于导体表面④导体是个等势体，表面及任何截面是个等势面导体中没有电流通过，导体两端没有电压感应电荷的效果：产生附加（感应）场强，削弱（并抵消）外电场，阻碍（并阻止）电荷运动反证法▲例：求感应电荷产生的场强ACdAd接地八、电容器：——平行板1、定义式：ε≥1，→介电常数S→正对面积；d→极板间距2、决定式：3、单位：法拉（F）微法（μF）皮法（pF）UQUQC——普适通用kdSC41F=106μF=1012pF4、平行板电容器两种充电方式：U不变①电源保持连接状态②充电后电源切断若d↘，由E=U/d,E↗d↘，C↗，Q↗Q不变若d↘，C↗，U↘CdQdCQdUEkdSC4E不变例1.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电