第十章__电场(杨国兴)2010级高考物理一轮复习教案全集(无答案

1、第十章 电场大纲要求：1两种电荷、电荷守恒 2真空中的库仑定律、电荷量 3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 4电势能，电势差，电势，等势面 5匀强电场中电势差跟电场强度的关系 6静电屏蔽 7带电粒子在匀强电场中的运动 8示波管，示波器及其应用 9电容器的电容，平行板电容器的电容 10常用的电容器 按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：电场的力的性质；电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电场中的运动。第一单元：电场力的性质知识目标 一、电荷、电荷守恒定律1、两

2、种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。2、元电荷：一个元电荷的电量为161019C，是一个电子所带的电量。说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种摩擦起电，接触起电，感应起电。4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。二、库仑定律1 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正

3、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 公式：F=kQ1Q2r2 k90109Nm2C2 3适用条件：（1）真空中； （2）点电荷 点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当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，就可以把带电体视为点电荷（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。点电荷很相似于我们力学中的质点注意：两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸

4、引”的规律定性判定。三、电场：1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质电荷间的作用总是通过电场进行的。2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。四、电场强度1定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱 2表达式：EF/q 单位是：N/C或V/m； E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷） EU/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）3方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的

5、方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直4在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一个定值5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则（平行四边形法则和三角形法则）6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关，五、电场线： 是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在1切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的

6、受力方向2从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止3疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小4匀强电场的电场线平行且距离相等5没有画出电场线的地方不一定没有电场6顺着电场线方向，电势越来越低7电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直8电场线永不相交也不闭合，9电场线不是电荷运动的轨迹【例2】在匀强电场中，将质量为m，带电量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，如图所示，则电场强度的大小为（ B ）A有唯一值mgtanq ； B最小值是mgsinq；C最大值mgtanq； Dmg/q规律方法1

7、、库仑定律的理解和应用【例3】如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是AF1 BF2 CF3DF4【例4】两端开口，横截面积为S，水平放置的细玻璃管中，有两个小水银滴，封住一段长为L0的空气柱，当给小水银滴带上等量的异种电荷时，空气柱的长度为L，设当时大气压强为P0，小水银滴在移动过程中温度不变，小水银滴大小可忽略不计，试求：稳定后，它们之间的相互作用力。小水银滴所带电量的大小？ABCFCB【例5】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相

8、同小球，两两间的距离都是l，A、B电荷量都是+q。给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C球的带电电性和电荷量；外力F的大小。 【例6】.如图所示，质量均为m的三个带电小球A,B,C,放在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L(L比球半径r大许多）,B球带电量为QB =3q.A球带电量为QA=6q，若对C球加一个水平向右的恒力F,要使A,B,C三球始终保持L的间距运动，求：(1）F的大小为多少？OABmBgFNLd(2)C球所带的电量为多少？带何种电荷？：【例7】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平

9、衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍2、 电场强度的理解和应用12【例9】如图在场强为E的匀强电场中固定放置两个带电小球1和2,它们的质量相等，电荷分别为q1和q2（q1q2）球1和球2的连线平行于电场线，如图现同时放开1球和2球，于是它们开始在电场力的作用下运动，如果球1和球2之间的距离可以取任意有限值，则两球刚被放开时，它们的加速度可能是（ ）A、大小不等，方向相同； B、大小不等，方向相反

10、；C、大小相等，方向相同； D、大小相等，方向相反；【例10】半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m，带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受静电力是其重力的3/4,将珠子从环上最低位置A点由静止释放，则珠子所能获得的最大动能Ek为多少？思考：珠子动能最大时对圆环的压力多大？ 若要珠子完成一个完整的圆周运动，在A点释放时，是否要给珠子一个初速度？3、 电场线的理解和应用【例11】如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是A先变大后变小，方向水平向左 B先变大后变小，方向水平向右C先变小后

11、变大，方向水平向左 D先变小后变大，方向水平向右试题展示1在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知Aa、b、c、d四点不可能在同一电场线上B四点场强关系是EcEaEbEdC四点场强方向可能不相同D以上答案都不对2电场强度E的定义式为EF/q，根据此式，下列说法中正确的是该式说明电场中某点的场强E与F成正比，与q成反比，拿走q，则E0式中q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 式中q是产生电场的点电荷的电量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 在库

12、仑定律的表达式Fkq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小A只有 B只有C只有 D只有3三个完全相同的金属小球A、B和C，A、B带电后位于相距为r的两处，A、B之间有吸引力，大小为F若将A球先跟很远处的不带电的C球相接触后，再放回原处，然后使B球跟很远处的C球接触后，再放回原处这时两球的作用力的大小变为F/2由此可知A、B原来所带电荷是_（填“同种”或“异种”）电荷；A、B所带电量的大小之比是_6有一水平方向的匀强电场，场强大小为9103 N/C，在电场内作一半径为10 cm的

13、圆，圆周上取A、B两点，如图918所示，连线AO沿E方向，BOAO，另在圆心O处放一电量为108 C的正点电荷，则A处的场强大小为_；B处的场强大小和方向为_7如图919所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电量为q，A、C不带电，用不可伸长的绝缘细线将三球连接，将它们悬挂在O点三球均处于竖直方向的匀强电场中（场强为E）静止时，A、B球间的细线的拉力等于_；将OA线剪断后的瞬间，A、B球间的细线拉力的大小为_9水平方向的匀强电场中，一个质量为m带电量为+q的质点，从A点射入电场并沿直线运动到B点，运动轨迹跟电场线（虚线表示）夹角为，如图9111所示该匀

14、强电场的方向是_，场强大小E_图911116、下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系说法中正确的是A带电粒子在电场中运动，如只受电场力作用，其加速度方向一定与电场线方向相同B带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合C带电粒子只受电场力作用，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合D带电粒子在电场中运动轨迹可能与电场线重合第二单元 电场能的性质知识目标 一、电势差电荷从电场中的一点移到另一点，电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差，UAB=WAB/q，是标量点评：电势差很类似于重力场中的高度差物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重力的比值叫做这两点的高度差hW/G二

15、、电势某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定，与检验电荷无关。点评：类似于重力场中的高度某点相对参考面的高度差为该点的高度注意：（1）高度是相对的与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关同样电势是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关（2）一般选取无限远处或大地的电势为零当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值（3）电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=AB,沿电场线方向电势降低.三、电场力做功与电势能1电势能：电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能电势能是

16、电荷与所在电场所共有的。2电势能的变化：电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加 重力势能变化：重力做正功重力势能减少；重力做负功重力势能增加3电场力做功：W=qU，U为电势差，q为电量 重力做功：WGh，h为高度差，G为重力 电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定重力做功跟路径无关，是由初末位置的高度差与重力决定【例1】关于电势与电势能的说法正确的是（ ）A电荷在电场中电势高的地方电势能大B在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的

17、电势能小【例2】将一电量为一2108C的点电荷，从零电势S点移到电场中的M点，反抗电场力做功4108J，则UM= ；若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14108J，则N点电势UN ；M、N两点电势差为 四、等势面1电场中电势相等的点所组成的面为等势面2特点（1）各点电势相等（2）等势面上任意两点间的电势差为零（3）电荷沿着等势面运动，电场力不做功（4）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面（5）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大（6）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等（7）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面

18、指向电势低的面（8）两个等势面永不相交【例3】如图所示，匀强电场中的一组等势面，A、B、C、D相邻间距离为2cm，则场强 E ；离A点15cm的P点电势为 V【例4】如图所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等。一正点电荷在等势面A处的动能为20J，运动到等势面C处的动能为零。现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为20J时的动能是 J。（不计重力和空气阻力）【例5】如图所示，直角三角形的斜边倾角为300，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m、电量为 q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜

19、边上的垂足D时速度为v。（将（1），（2）题正确选项前的标号填在题后括号内）（1）在质点的运动中不发生变化的是动能；电势能与重力势能之和；动能与重力势能之和；动能、电势能。重力势能三者之和。 A、 B、 C、 D、（2）质点的运动是A匀加速运动； B匀减速运动； C先加速后匀减速的运动； D加速度随时间变化的运动（3）该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率vc为多少？沿斜面向下的加速度ac为多少？规律方法、电势和电场强度电势是反映电场能的性质的物理量，而电场强度反映电场力的性质的物理量电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量。电势的正负有大小的含义，而电场强度的正负表示方向，并不表示大小。电势与

20、电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度可不为零，反之亦然。电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关【例6】在静电场中（）电场处处为零的区域内，电势也一定处处为零电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同电场强度的方向总是跟等势面垂直的沿着电场强度的方向，电势总是不断降落解析:电势具有相对性，零电势的选取是任意的，所以电场强度为零的区域电势不一定为零，故错误；在匀强电场中，电场强度处处相同，但电势不相同，故错。根据电场性质，答案为和【例7】如图所示，两个等量正的点电荷、，连线中点为，在垂线上有两点、，、两点的电场强度及电势分别为、，则: ( )一定大于，一定大于

21、不一定大于，一定大于一定大于，不一定大于不一定大于，不一定大于解析:根据等量同种电荷电场线得分布规律，答案为B、电场力做功特性及计算方法电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关计算方法有：由公式cos计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为q，式中为电荷初末位置在电场强度方向上的位移由电场力做功与电势能改变关系计算，q，对任何电场都适用由动能定理计算电场力其它【例8】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,AB=BC=h,到B点时的速度大小为。求（1）小球由A到B过程中电场力做的功，（2）AC两点的电势差。3、公式E=U/d