一、考纲对电场部分的要求一、考纲对电场部分的要求一、考纲对电场部分的要求一、考纲对电场部分的要求Ⅰ。对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用它们。Ⅱ。对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。二、二、二、二、电场电场电场电场部分知识梳理(概)部分知识梳理(概)部分知识梳理(概)部分知识梳理(概)1.1.1.1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.2.2.2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.3.3.3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.4.4.4.真空点(源)电荷形成的电场EEEE=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}内容要求说明54.两种电荷.电荷守恒55.真空中的库仑定律.电荷量56.电场.电场强度.电场线.点电荷的场强.匀强电场.电场强度的叠加57.电势能.电势差.电势.等势面58.强电场中电势差跟电场强度的关系59.静电屏蔽60.带电粒子在匀强电场中的运动61.示波管.示波器及其应用62.电容器的电容63.平行板电容器的电容,常用的电容器ⅠⅡⅡⅡⅡⅠⅡⅠⅡⅠ带电粒子在匀强电场中运动的计算,只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况5.5.5.5.匀强电场的场强EEEE=UAB/dUAB/dUAB/dUAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.6.6.6.电场力:FFFF=qEqEqEqE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.7.7.7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.8.8.8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.9.9.9.电势能:EAEAEAEA=qqqqφφφφAAAA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.10.10.10.电势能的变化ΔΔΔΔEABEABEABEAB=EB-EAEB-EAEB-EAEB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.11.11.11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.12.12.12.电容CCCC=Q/UQ/UQ/UQ/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.13.13.13.平行板电容器的电容CCCC=εεεεS/4S/4S/4S/4ππππkdkdkdkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.14.14.14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.15.15.15.带电粒子沿垂直电场方向以速度VVVVoooo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔/示波管、示波器及其应用〕等势面二、新课程标准要求1111.内容标准(1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用.用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象.例1了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施.(2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法.知道两个点电荷间相互作用的规律.通过静电力与万有引力的对比,体会规律的多样性与统一性.(3)了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一.理解电场强度.会用电场线描述电场.(4)知道电势能、电势.理解电势差.了解电势差与电场强度的关系.例2分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理.例3观察静电偏转,了解阴极射线管的构造,讨论它的工作原理.(5)观察常见电容器的构造,了解电容器的电容.举例说明电容器在技术中的应用.例4使用闪光灯照相.查阅资料,了解电容器在照相机闪光灯中的作用.2222.活动建议(1)通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式,了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理,撰写一篇科学报告.(2)收集资料,综述静电的危害和预防方法.三、电场的力的性质考点解读典型例题知识要点一、电荷1.用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷是正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷,摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,是物体电子的得失;2.研究表明,物体所带电荷的多少只能是电子所带电量的整数倍.因此一个质子或电子带电量的多少叫做元电荷,用符号e表示.最早测量该电荷数值的是美国物理学家密立根,在国际单位制中电量的单位是C,有时也用元电荷e作电量单位,1e=1.6x10-19C.3.完全相同的带电金属小球相接触,电量的分配规律:同种电荷总电量平均分配;异种电荷先中和后平均分配.4.带电体有吸引轻小物体的性质5.使物体带电的方法有三种:摩擦起电、感应起电、接触带电(例1,例2,)二、关于点电荷的理解1.点电荷是无大小,无形状,且有电荷量的一个理想化模型.在实际问题中,只有当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体才可以视为点电荷.2.一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.即带电体很小,不一定可视为点电荷,带电体很大,也不一定不能视为点电荷.三、电荷守恒定律电荷既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一个部分,在转移过程中,电荷的总量守恒,这个结论叫做电荷守恒定律,它和能量守恒定律、动量守恒定律一样,是自然界的一条基本规律.四、库仑定律1.真空中两个点电荷间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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.2.库仑定律的公式F=k221rQQ,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位时,其数值为9.0x109,单位为N·m2/C2.3.库仑定律适用于点电荷,如果点电荷不止两个,则某点电荷所受的总的作用力应是各点电荷对它作用力的矢量和.4.不能单纯地从数学意义上去考虑,以为r→0时,由F=kQ1Q2/r2便可得到F为无穷大了,事实上,当r→0时,带电体便不能看作点电荷,公式也不再适用了.五、电场1.电场是由电荷激发的一种看不见摸不着的物质,是一种客观存在的物质,是电荷间相互作用的中间媒介.2.电场的最基本性质是对方入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力.六、电场强度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,就是该点的电场强度.2.定义式:E=F/q.3.单位:电场强度的单位是伏特/米,符号为v/m,1N/C=1V/m.4.矢量性:电场强度是矢量,电场强度的方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同.5.点电荷的电场强度公式.E=kQ/r2(例3,例4,针对练习1、3)七、电场的叠加原理空间某点的场强等于同时存在的各电场在该点的场强的矢量和,电场强度的叠加遵守平行四边形定则.(例5,例6)八、电场线及其性质1.在电场中画出的一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,此曲线叫电场线.2.静电场电场线的性质(1)电场线是为了形象的描述电场而假想的,实际不存在的理想模型.(2)静电场电场线是起源于正电荷(或无穷远处)终止于负电荷(或无穷远处)的有源线,是不闭合曲线;任意两条电场线皆不相交.(3)电场线的疏密表示电场的强弱.(4)沿电场线的方向电势逐渐降低.(5)电场线垂直于等势面(线).【例7】针对练习2、4九、匀强电场:场强方向处处相同,场强大小处处相等的区域为匀强电场.匀强电场中的电场线是等距离的平行线;平行正对的两金属板带等量异号电荷后,在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场.疑难探究十、对电场强度的三个公式的理解1.FEq=是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的场强,是由电场本身性质及空间位置决定的确定值,其大小和方向与检验电荷q无关,检验电荷q充当“测量工具”的作用,FEq=是一种测定电场强度的方法.2.2rQkE=是真空点电荷所形成的电场的决定式,由点电荷Q和点电荷到某点的距离r决定.3.dUE=是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中d为两点间沿电场方向的距离.十一、带电粒子在电场中的平衡和非平衡问题这里说的“平衡”是指带电体加速度为零的静止或匀速直线运动,属“静力学”问题,只是带电体受的外力中包括电场力在内的所有外力,解题的一般思维程序为:①明确研究对象,②对研究对象进行受力分析,注意电场力的方向,③根据平衡的条件或牛顿第二定律列方程求解.(针对练习5、6、7)【例1】绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图1所示,现使b带电,则A.a、b之间不发生相互作用B.b将吸引a,吸住后不放开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a,接触后又把a排斥开图1【例2】有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电7Q,B带电量—Q,C不带电,将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B球接触,最后移去C球,试问A、B间的库仑力为原来的多少倍?【例3】如图2所示,在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷所受电场力跟其电量的函数关系图象,下列叙述正确的是图2A.这个电场是匀强电场B.四点场强大小关系是cbadEEEEC.四点场强大小关系是cdbaEEEED.无法确定四个点的场强大关系【例4】在电场中某点放一检验电荷,其电量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,那么下列说法正确的是()A,若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷,该点的电场强度就变为E/2C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷,则该点场强的大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向D.若在该点放一个电量为-q/2的检验电荷,则该点场强的大小仍为E,电场强度的方向也仍为原来的场强方向【例5555】如图3所示,在真空中有两个点电荷Q1=+3.0x10-8C和Q2=-3.0x10-8C,它们相距0.1m,求电场中A点场强.A点与两个点电荷的距离r相等,r=0.1m.