【物理】电场恒定电流ppt课件

1、电电 场场 本章主要调查库仑定律、电场及其性质、电场中的导体、带电粒子在电场中的运动、平行板电容器。 由于有关电场的实践景象学生没有直接阅历，再加上实验很难在学生的头脑中构成明确的图景，有关电场的知识比较笼统。所以这部分内容很多同窗觉得学得不踏实，运用概念和规律处理问题不熟练、不一定，会出现题意分析不清，知识运用不当等各种各样的错误。：t./ ；:；2例例1 1 如下图，两个质量均为如下图，两个质量均为m m的完全一样的金属球壳的完全一样的金属球壳a a与与b b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的间隔为两球心间的

2、间隔为l l，为球半径的，为球半径的3 3倍。假设使它们带上等量倍。假设使它们带上等量异种电荷，使其电量的绝对值均为异种电荷，使其电量的绝对值均为Q Q，那么，那么，a a、b b两球之间两球之间的万有引力的万有引力F F引库仑力引库仑力F F库分别为：库分别为：【错解】【错解】1由于由于a，b两带电球壳质量分布均匀，可将它们看作质量集中在球心两带电球壳质量分布均匀，可将它们看作质量集中在球心的质点，也可看作点电荷，因此，万有引力定律和库仑定律对它们都适用，的质点，也可看作点电荷，因此，万有引力定律和库仑定律对它们都适用，故其正确答案应选故其正确答案应选A。2依题意，依题意，a，b两球中心间的

3、间隔只需球半径的两球中心间的间隔只需球半径的3倍，它们不能看作质倍，它们不能看作质点，也不能看作点电荷，因此，既不能用万有引力定律计算它们之间的万点，也不能看作点电荷，因此，既不能用万有引力定律计算它们之间的万有引力，也不能用库仑定律计算它们之间的静电力，故其正确答案应选有引力，也不能用库仑定律计算它们之间的静电力，故其正确答案应选B。【错解缘由】【错解缘由】由于一些同窗对万有引力定律和库仑定律的适用条件了解不深化，产生了由于一些同窗对万有引力定律和库仑定律的适用条件了解不深化，产生了上述两种典型错解，因库仑定律只适用于可看作点电荷的带电体，而此题上述两种典型错解，因库仑定律只适用于可看作点电

4、荷的带电体，而此题中由于中由于a，b两球所带异种电荷的相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，两球所带异种电荷的相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互接近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的间隔即相互接近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的间隔l只需其半径只需其半径r的的3倍，不满足倍，不满足lr的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能运用库仑定律。运用库仑定律。万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的间隔万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的间隔l只需其只需其半径半径r的的3倍，但由于其壳层的厚度和质量

5、分布均匀，两球壳可看作质量集倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点。因此，可以运用万有引力定律。中于球心的质点。因此，可以运用万有引力定律。综上所述，对于综上所述，对于a，b两带电球壳的整体来说，满足万有引力的适用条件，两带电球壳的整体来说，满足万有引力的适用条件，不满足库仑定律的适用条件，故只需选项不满足库仑定律的适用条件，故只需选项D正确。正确。例例2 如下图，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个如下图，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，假设电荷是从负检验电荷在这个电场中的轨迹，假设电荷是从a处运动处运动到到b处，以下判别正确

6、的选项是：处，以下判别正确的选项是： A电荷从电荷从a到到b加速度减小加速度减小Bb处电势能大处电势能大Cb处电势高处电势高D电荷在电荷在b处速度小处速度小【错解】【错解】由图可知，由由图可知，由ab，速度变小，所以，加速度变小，选，速度变小，所以，加速度变小，选A。由于检验电。由于检验电荷带负电，所以电荷运动方向为电势升高方向，所以荷带负电，所以电荷运动方向为电势升高方向，所以b处电势高于处电势高于a点，点，选选C【错解缘由】【错解缘由】选选A的同窗属于加速度与速度的关系不清；选的同窗属于加速度与速度的关系不清；选C的同窗属于功能关系不的同窗属于功能关系不清。清。【分析解答】由图可知【分析解

7、答】由图可知b处的电场线比处的电场线比a处的电场线密，阐明处的电场线密，阐明b处的场强处的场强大于大于a处的场强。根据牛顿第二定律，检验电荷在处的场强。根据牛顿第二定律，检验电荷在b处的加速度大于在处的加速度大于在a处的加速度，处的加速度，A选项错。选项错。由图由图81可知，电荷做曲线运动，必遭到不等于零的合外力，即可知，电荷做曲线运动，必遭到不等于零的合外力，即Fe0，且且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向。由于检验电荷带负电，所以电场的方向应指向运动轨迹的凹向。由于检验电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密。再利用线指向是从疏到密。再利用“电场线方向为电势降低最快的方向判电场线方向为电势降低最快

8、的方向判别别a，b处电势高低关系是处电势高低关系是UaUb，C选项不正确。选项不正确。根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90，可知电场力对检，可知电场力对检验电荷做负功。功是能量变化的量度，可判别由验电荷做负功。功是能量变化的量度，可判别由ab电势能添加，电势能添加，B选选项正确；又因电场力做功与途径无关，系统的能量守恒，电势能添加项正确；又因电场力做功与途径无关，系统的能量守恒，电势能添加那么动能减小，即速度减小，那么动能减小，即速度减小，D选项正确。选项正确。例例3 将一电量为将一电量为q=2106C的点电荷从无限远处移至电场的点电荷从无限远处

9、移至电场中某点，电场力做功中某点，电场力做功410-5J，求，求A点的电势。点的电势。【错解】【错解】【错解缘由】【错解缘由】一是能够混淆了电势与电势差两个概念间的区别。在电一是能够混淆了电势与电势差两个概念间的区别。在电场力的功的计算式场力的功的计算式W=qU中，中，U系指电场中两点间的电势系指电场中两点间的电势差而不是某点电势。二是不清楚如何处置各量的正负号差而不是某点电势。二是不清楚如何处置各量的正负号.【分析解答】【分析解答】 建议建议 W，q，U三者都取绝对值运算，各量正负所三者都取绝对值运算，各量正负所表示的物理意义另做判别。表示的物理意义另做判别。 解：设解：设A与无限远处的电势

10、差为与无限远处的电势差为U，由，由W=qU， 由于电场力对正电荷做正功，必由高电势移向低由于电场力对正电荷做正功，必由高电势移向低 电势，而无限远处的电势为电势，而无限远处的电势为0,所以所以UA= 20V例例4 2005年年上海如图，带电量为上海如图，带电量为+q的点电荷与均的点电荷与均匀带电薄板相距为匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线经过板，点电荷到带电薄板的垂线经过板的几何中心假设图中的几何中心假设图中a点处的电场强度为零，根据对称点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为点处产生的电场强度大小为_，方向，方向_静电静电力恒量为力

11、恒量为k【答案】 ，程度向左或垂直薄板向左2kqd例例5 , 如下图，质量为如下图，质量为m，带电量为，带电量为q的粒子，以初速的粒子，以初速度度v0，从，从A点竖直向上射入真空中的沿程度方向的匀点竖直向上射入真空中的沿程度方向的匀强电场中，粒子经过电场中强电场中，粒子经过电场中B点时，速率点时，速率vB=2v0，方，方向与电场的方向一致，那么向与电场的方向一致，那么A，B两点的电势差为：两点的电势差为：【错解】【错解】 带电粒子在电场中运动，普通不思索带电粒子的重带电粒子在电场中运动，普通不思索带电粒子的重力，根据动能定理，电场力所做的功等于带电粒子动能的力，根据动能定理，电场力所做的功等于

12、带电粒子动能的增量，电势差等于动能增量与电量增量，电势差等于动能增量与电量Q的比值，应选的比值，应选D。【错解缘由】【错解缘由】 带电粒子在电场中运动，普通不思索带电粒子的重带电粒子在电场中运动，普通不思索带电粒子的重力，那么粒子在竖直方向将坚持有速度力，那么粒子在竖直方向将坚持有速度v0，粒子经过，粒子经过B点点时不能够有与电场方向一致的时不能够有与电场方向一致的2v0，根据粒子有沿场强方，根据粒子有沿场强方向的速度向的速度2v0，那么必是重力作用使竖直向上的速度变为，那么必是重力作用使竖直向上的速度变为零。如一定不思索粒子重力，这只需在电场无限大，带电零。如一定不思索粒子重力，这只需在电场

13、无限大，带电粒子受电场力的作用，在电场方向上的速度相比可忽略不粒子受电场力的作用，在电场方向上的速度相比可忽略不计的极限形状，且速度沿电场方向才干成立。而此题中计的极限形状，且速度沿电场方向才干成立。而此题中v0与与vB相比不能忽略不计，因此此题应思索带电粒子的重力。相比不能忽略不计，因此此题应思索带电粒子的重力。【分析解答】【分析解答】在竖直方向做匀减速直线运动在竖直方向做匀减速直线运动2gh=v02根据动能定理根据动能定理恒定电流 本章主要调查电路的计算，电路的分析和电路的设计。 由于电路的知识初中学过一些，也构成了一定的解题套路，常犯的错误有：不对电路进展分析就照搬旧的解题套路乱套公式；

14、逻辑推理时没有逐渐展开，企图走“捷径；呵斥思想“短路；对含有电容器的问题忽略了动态变化过程的分析等。 例1 如下图电路，知电源电动势=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器。按下电键K，调理滑动变阻器的触点，求经过电源的电流范围。【错解】【错解】将滑动触头滑至左端，将滑动触头滑至左端，R3与与R1串联再与串联再与R2并联，外电阻并联，外电阻再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联，外电阻【错解缘由】【错解缘由】由于平常实验，经常用滑动变阻器作限流用滑动变阻器与用电器串由于平常实验，经常用滑动变阻器作限流用滑动变阻器与用电器串联当滑动头移到两头时

15、，经过用电器的电流将最大或最小。以致给联当滑动头移到两头时，经过用电器的电流将最大或最小。以致给人以一种思想定势：不分详细电路，只需电路中有滑动变阻器，滑动人以一种思想定势：不分详细电路，只需电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，经过的电流是最大或最小。头在它的两头，经过的电流是最大或最小。【分析解答】【分析解答】将电路化简成以下图。外电路的构造是将电路化简成以下图。外电路的构造是R与与R2串联、串联、R3-R与与R1串联，然后这两串电阻并联。要使经过电路中电流最大，外电阻该当串联，然后这两串电阻并联。要使经过电路中电流最大，外电阻该当最小，要使经过电源的电流最小，外电阻该当最大。设最小，要使

16、经过电源的电流最小，外电阻该当最大。设R3中与中与R2串串联的那部分电阻为联的那部分电阻为R，外电阻，外电阻R为为R1由于，两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小。所以可以求得电阻最大为2.5最小为1.6。进而求得经过电源的电流范围是2.1A到3A。例2。在图示的电路中，电源的内阻不能忽略，电阻R1=10欧，电阻R2=12欧。当电键K拔向a时，伏特表的示数为4.0伏，电键K拔向b时，伏特表的示数能够是A、3.6伏 B、4.2伏 C、4.8伏 D、5.0伏【错解】【错解】由于外电路电阻增大，所以路端电压增大，应选择由于外电路电阻增大，所以路端电压增大，应选择B、C、D【错解缘由】

17、【错解缘由】学生见标题简单想走学生见标题简单想走“捷径。捷径。【分析解答】【分析解答】U1= U2=得：得： U2= 4.8V应选择应选择B11RrRE22RrRE11221URrRRrR例3 在电源电压不变的情况下，为使正常任务的电热器在单位时间内产生的热量添加一倍，以下措施可行的是 ( )A、剪去一半的电阻丝B、并联一根一样的电阻丝C、串联一根一样的电阻丝D、使电热器两端的电压增大一些【错解】 为原来的一半，所以选A、B。【错解缘由】 忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件。 【分析解答】 将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在实际上满足使热量添加一倍的要求，但由于此

18、时电阻丝实践功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏。故只能选B。例4 如下图，电源电压坚持不变，变阻器R1的最大值大于R2的阻值，在滑片P自右向左滑动过程中，R1的电功率如何变化？ 【错解】采用“端值法，当P移至最左端时，R10，那么Rl耗费的电功率变为0，由此可知，当滑片P自右向左滑动过程中，R1的电功率是变小的。【错解缘由】【错解缘由】 学生在解题过程中总结阅历，得出电路变化问题可以用极值法。而实践上学生在解题过程中总结阅历，得出电路变化问题可以用极值法。而实践上这种方法不能处理一切问题这种方法不能处理一切问题 。【分析解答】【分析解答】 因此，在这两种情况时，因此，在这两种情况时，R1的电功率都是的电功率都是P1U2/4R，且不难看出，且不难看出，Rl与与R2差值越大，差值越大，P1越小越小于于U24R。 综上所述，此题答案应是滑片综上所述，此题答案应是滑片P自右向左挪动自右向左挪动时，时，Rl的电功率逐渐变大；当的电功率逐渐变大；当R1=R2时时R1的电功的电功率最大；继续沿此方向挪动率最大；继续沿此方向挪动P时，时，R1的电功率逐渐的电功率逐渐变小。变小。例5 如下图，电源电动势=9V，内电阻r=0.5，电阻R1=5.0、R2=3.5、R3=6.0、R4=3.0，电容C=2.0F。当