第九章十章复习课【新教材】人教版人教版高中物理必修第三册课件2

第九、十章静电场复习课必修三第九、十章静电场复习课必修三1电场的力的性质场强E＝F/q矢量电场线匀强电场E＝U/d真空中点电荷的电场E＝kQ/r2电场力F＝Eq（任何电场）F＝k（真空中点电荷）电荷电荷守恒定律电场电场的能的性质电势Φ＝WAO/q标量等势面电势差UAB＝ΦA-ΦB＝WAB/q电势能电场力的功WAB＝qUAB＝EpA－EpB＝△εAB带电粒子在电场中①平衡②直线加速③偏转静电感应静电平衡静电屏蔽电容器电容C=Q/U【知识梳理】电场的力的性质电场力电荷电场2一、静电力做用下的平衡处理电学有关平衡问题的方法明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅多了静电力而已。求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析基础上,应用共点力作用下物体的平衡条件,灵活解决。一、静电力做用下的平衡处理电学有关平衡问题的方法3例1.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知(

)A.B球受到的库仑力较大,电荷量较大B.B球的质量较大C.B球受到的拉力较大D.两球接触后再分开,再处于静止状态时,悬线的偏角仍满足α<β一、静电力做用下的平衡答案:D例1.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相4+-AB+4Q-QqcC例2.在真空中同一条直线相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q和-Q，要引进第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？+-AB+4Q-QqcC例2.在真空中同一条直线相距为L的点5二、电场强度及其叠加公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。真空中点电荷的电场Q是场源电荷，E表示跟点电荷相距r处某点的场强匀强电场其中d为在场强方向（沿电场线方向）上的距离二、电场强度及其叠加公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中6例3.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求：x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。1-1-3-5-4Q+9Q答案：x=-5，向右例3.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷7三、与轨迹的结合例4.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知()A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小答案:AD三、与轨迹的结合例4.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电81.力F、速度v、轨迹：力和速度分居轨迹两侧，且轨迹弯向力的一侧【归纳小结】2.电场线的疏密3.速度v大小的判断：（1）力与速度的夹角；（2）电场力做功1.力F、速度v、轨迹：力和速度分居轨迹两侧，且轨迹弯向力的9判断角度判断方法由电场线看顺线电势降落由Ep＝qφ判断符号参与运算4.电势高低的判断判断角度判断方法由电场线看顺线电势降落由Ep＝qφ判断符号参10判断角度判断方法由电场线力做功电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增大由Ep＝qφ判断符号参与运算5.电势能大小的判断判断角度判断方法由电场线力做功电场力做正功，电势能减少；电场11例5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）

A.三个等势面中，等势面a的电势最高

B.带电质点一定是从P点向Q点运动

C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小

D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小abcPQＤ例5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等12练习1.(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是(

)A.Ea∶Eb=4∶1

B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案:AC练习1.(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点13练习2.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ,一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则(

)A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功答案:B练习2.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线14四、两种等量电荷电场线及等势面分布

项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷电场线分布图连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小四、两种等量电荷电场线及等势面分布项目等量同种(正电荷)点15项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷等势面分布图项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷16例6.如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b两点在其连线的中垂线上,则下列说法一定正确的是(

)A.电场强度Ea>Eb B.电场强度Ea<EbC.电势φa>φb

D.电势φa<φb答案:C例6.如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b两点在其连线17练习3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C为连线中垂线距A点距离也为d的一点。下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是(

)A.EA=EC>EB,φA=φC=φBB.EB>EA>EC;φA=φC>φBC.EA<EB,EA<EC;φA>φB,φA>φCD.因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低答案:B练习3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A、B、18五、电容器带电粒子在电场中的运动例7.一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器(

)A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变答案:D五、电容器带电粒子在电场中的运动例7.一平行板电容器两极19答案:AC例8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置(

)A．U变小，E不变B．E变大，W变大C．U变小，W不变

D．U不变，W不变答案:AC例8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，20（1）抓住不量：充电完毕后，电键仍闭合，电容器电压U不变；充电完毕后，电键断开，电量Q不变（2）灵活应用三个公式：（3）结论：静电计是定量测量电压的装置电量Q不变的情况下，板间距离改变，E不变【归纳小结】平行板电容器的动态分析（1）抓住不量：充电完毕后，电键仍闭合，电容器电压U不变；充21如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ,一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则()三个等势面中，等势面a的电势最高(2)功能关系——动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有功,判断是分阶段还是全过程使用动能定理。动能逐渐增加 D.若将云母介质移出,则电容器()因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电容器电容C=Q/U电场力做负功，电势能增大一、静电力做用下的平衡四、两种等量电荷电场线及等势面分布下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是()带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。第九、十章静电场复习课电场力做正功，电势能减少；三个等势面中，等势面a的电势最高长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场。例9.(多选)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子(

)A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动答案:BD如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N22练习4.长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场。一个电荷量为-q、质量为m的带负电的液滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动。已知重力加速度为g,求:(1)两极板间的电场强度为多大?(2)液滴离开电场时的速度为多大?练习4.长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场23电场力做正功，电势能减少；定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。D．带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。在真空中同一条直线相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q和-Q，要引进第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？真空中点电荷的电场E＝kQ/r2(1)能量观点——能量守恒定律,注意题目中有哪些形式的能量出现。下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是()如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C为连线中垂线距A点距离也为d的一点。C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。Q是场源电荷，E表示跟点电荷相距r处某点的场强电场力一、静电力做用下的平衡Ea∶Eb=4∶1(2)功能关系——动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有功,判断是分阶段还是全过程使用动能定理。一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。求：x轴上合场强为零的点的坐标。（1）抓住不量：充电完毕后，电键仍闭合，电容器电压U不变；【归纳小结】带电粒子在电场中运动的分析方法(1)能量观点——能量守恒定律,注意题目中有哪些形式的能量出现。(2)功能关系——动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有功,判断是分阶段还是全过程使用动能定理。(3)动力学方法——牛顿运动定律和匀变速直线运动公式的结合,注意受力分析要全面,特别是重力是否需要考虑;其次是注意运动学公式的矢量性。电场力做正功，电势能减少；【归纳小结】带电粒子在电场中运动的24例10.如图所示,光滑的水平轨道AB与半径为R的半圆形光滑轨道BCD相切于B点,AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形光滑轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点。一质量为m、电荷量为+q的小球从距B点x=3R的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动并通过最高点,已知,求小球经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力及其通过D点时速度大小。【答案】7mg

例10.如图所示,光滑的水平轨道AB与半径为R的半圆形光滑轨第九、十章静电场复习课必修三第九、十章静电场复习课必修三26电场的力的性质场强E＝F/q矢量电场线匀强电场E＝U/d真空中点电荷的电场E＝kQ/r2电场力F＝Eq（任何电场）F＝k（真空中点电荷）电荷电荷守恒定律电场电场的能的性质电势Φ＝WAO/q标量等势面电势差UAB＝ΦA-ΦB＝WAB/q电势能电场力的功WAB＝qUAB＝EpA－EpB＝△εAB带电粒子在电场中①平衡②直线加速③偏转静电感应静电平衡静电屏蔽电容器电容C=Q/U【知识梳理】电场的力的性质电场力电荷电场27一、静电力做用下的平衡处理电学有关平衡问题的方法明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅多了静电力而已。求解这类问题时,需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析基础上,应用共点力作用下物体的平衡条件,灵活解决。一、静电力做用下的平衡处理电学有关平衡问题的方法28例1.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知(

)A.B球受到的库仑力较大,电荷量较大B.B球的质量较大C.B球受到的拉力较大D.两球接触后再分开,再处于静止状态时,悬线的偏角仍满足α<β一、静电力做用下的平衡答案:D例1.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相29+-AB+4Q-QqcC例2.在真空中同一条直线相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q和-Q，要引进第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？+-AB+4Q-QqcC例2.在真空中同一条直线相距为L的点30二、电场强度及其叠加公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。真空中点电荷的电场Q是场源电荷，E表示跟点电荷相距r处某点的场强匀强电场其中d为在场强方向（沿电场线方向）上的距离二、电场强度及其叠加公式适用范围公式说明任何电场定义式：其中31例3.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷量为-4Q和+9Q的点电荷。求：x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x=-3点处的合场强方向。1-1-3-5-4Q+9Q答案：x=-5，向右例3.如图，在x轴上的x=-1和x=1两点分别固定电荷32三、与轨迹的结合例4.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知()A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小答案:AD三、与轨迹的结合例4.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电331.力F、速度v、轨迹：力和速度分居轨迹两侧，且轨迹弯向力的一侧【归纳小结】2.电场线的疏密3.速度v大小的判断：（1）力与速度的夹角；（2）电场力做功1.力F、速度v、轨迹：力和速度分居轨迹两侧，且轨迹弯向力的34判断角度判断方法由电场线看顺线电势降落由Ep＝qφ判断符号参与运算4.电势高低的判断判断角度判断方法由电场线看顺线电势降落由Ep＝qφ判断符号参35判断角度判断方法由电场线力做功电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增大由Ep＝qφ判断符号参与运算5.电势能大小的判断判断角度判断方法由电场线力做功电场力做正功，电势能减少；电场36例5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）

A.三个等势面中，等势面a的电势最高

B.带电质点一定是从P点向Q点运动

C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小

D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小abcPQＤ例5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等37练习1.(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是(

)A.Ea∶Eb=4∶1

B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案:AC练习1.(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点38练习2.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ,一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则(

)A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功答案:B练习2.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线39四、两种等量电荷电场线及等势面分布

项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷电场线分布图连线上的场强大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小四、两种等量电荷电场线及等势面分布项目等量同种(正电荷)点40项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷等势面分布图项目等量同种(正电荷)点电荷等量异种点电荷41例6.如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b两点在其连线的中垂线上,则下列说法一定正确的是(

)A.电场强度Ea>Eb B.电场强度Ea<EbC.电势φa>φb

D.电势φa<φb答案:C例6.如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b两点在其连线42练习3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A、B、C三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C为连线中垂线距A点距离也为d的一点。下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是(

)A.EA=EC>EB,φA=φC=φBB.EB>EA>EC;φA=φC>φBC.EA<EB,EA<EC;φA>φB,φA>φCD.因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低答案:B练习3.如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有A、B、43五、电容器带电粒子在电场中的运动例7.一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器(

)A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变答案:D五、电容器带电粒子在电场中的运动例7.一平行板电容器两极44答案:AC例8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置(

)A．U变小，E不变B．E变大，W变大C．U变小，W不变

D．U不变，W不变答案:AC例8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，45（1）抓住不量：充电完毕后，电键仍闭合，电容器电压U不变；充电完毕后，电键断开，电量Q不变（2）灵活应用三个公式：（3）结论：静电计是定量测量电压的装置电量Q不变的情况下，板间距离改变，E不变【归纳小结】平行板电容器的动态分析（1）抓住不量：充电完毕后，电键仍闭合，电容器电压U不变；充46如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ,一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则()三个等势面中，等势面a的电势最高(2)功能关系——动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有功,判断是分阶段还是全过程使用动能定理。动能逐渐增加 D.若将云母介质移出,则电容器()因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电容器电容C=Q/U电场力做负功，电势能增大一、静电力做用下的平衡四、两种等量电荷电场线及等势面分布下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是()带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小定义式：其中q是试验电荷，F是它在电场中受到的电场力。第九、十章静电场复习课电场力做正功，电势能减少；三个等势面中，等势面a的电势最高长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场。例9.(多选)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子(

)A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动答案:BD如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N47练习4.长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场。一个电荷量为-q、质量为m的带负电的液滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动。已知重力加速度为g,求:(1)两