2008年高考物理一轮复习静电场教案

2008年高考静电场精选教学设计第一单元库仑定律电场强度重点精析一、电荷守恒定律1、自然界中存在两种电荷，即正电荷和负电荷。电荷在它的四周空间形成电场。电荷间的相互作用力就是经过电场发生的!电荷的多少叫电量!基元电荷e1.61019C。2、使物体带电也叫起电!使物体带电的方法有三种：（1）摩擦起电（2）接触带电（3）感觉起电3、电荷既不可以创建，也不可以被消灭，它只好从一个物体转移到另一个物体，或从物体这一部分转移到另一部分!这叫电荷守恒定律。二、库仑定律1、内容：真空中两个点电荷间的作使劲跟它们电量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作使劲的方向在它们的连线上。2、公式：FKQ1Q2,K9109Nm2/C2,r23、合用条件：（1）真空（2）点电荷（一般在带电体的大小与它们之间的距离比较可忽视时，带电体即可视为点电荷）4、计算库仑力大小时一般电量取绝对值，力的方向可据电荷的性质确立。

三、电场强度1、电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的介质!只需有电荷存在，其四周空间就存在电场!电场拥有力和能的性质。2、电场强度1）定义：放入电场中某一点的电荷遇到的电场力跟它的电量的比值叫做该点的电场强度。2）公式：E=F/q，E与q、F没关，取决于电场自己，合用于任何电场。3）矢量：规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点受力的方向同样。四、电场线1、看法：为了形象化地描述电场，在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷停止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫电场线。2特色：（1）不闭合（始于正电荷或来自无量远，终于负电荷或伸向无量远）；（2）不订交（空间任何一点只好有一个确立的场强方向）。3）作用：形象化描述电场———电场线上各处的切线方向（或直电场线中电场线的方向）表示场强的方向，电场线的疏密程度表示场强的大小。注意：（1）电场线不是客观存在的。2）电场线只好描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，其实不是带电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子遇到的合外力状况和初速度状况来决定的。3）要熟习以下几种典型电场的电场线散布：a孤立正、负点电荷；b等量异种点电荷；c等量同种点电荷；d匀强电场。难点问答1、在库仑定律中，当Q1和Q2在很凑近时，即r0，则F，这类说法对吗？答：纯真从数学上看，是完整正确的。可是，物理公式都有其物理意义，库仑定律的运用条件是两个电荷是点电荷，当r0时，Q1和Q2不可以再被视为点电荷了，故库仑定律也就不再合用了。2、基本电荷、点电荷与查验电荷是同样的吗？答：这类看法错误!基本电荷e1.61019C，，它不是电子也不是质子，而是带电物质的最小电量，任何带电体所带的电量均为e的整数倍。电子和质子带最小的电量为e点电荷是一种科学的抽象、理想的模型，假如带电体的线度远小于电荷间的距离，带电体的形状和大小对相互力的影响可忽视不计时，带电体即可看做点电荷。查验电荷是电量足够小的点电荷，只有当点电荷放入电场后不改变原电场的性质或对原电场的影响忽视不计时，该点电荷才能作为查验电荷。3、电场线就是电荷的运动轨迹对吗？答：不对。电荷的运动轨迹和电场线的关系：仅在电场力的作用大，本来静止的正电荷由高电势点向低电势点挪动，负电荷则相反。在特别条件下，带电粒子的运动轨迹能够与电场线重合。这些特别条件是：（1）电场线是直线。（2）带电粒子初速度为零或初速度方向与电场线方向在同向来线上。3）带电粒子只受电场力作用!以上三点一定同时获得知足。错解透析以下图，真空中有向来径为R的带电圆盘，圆心为O，圆盘外有A、B两点，其连线过圆心O点且与盘面垂直，若OA=AB=R，有一电荷在A点受带电圆盘的力为F，则它在B点时的受力为（）A、F/4B、4F

C、F/2D、以上答案都不对。错解：由FKQ1Q2得，因Q1、Q2不变，1r2。r变成本来的2倍,F将变成原的来1/4，Fr2答案为A错解剖析：答案应为D;因为此题中不知足“点电荷”这个条件.说明：此题旨在说明用定律前第一要剖析能否知足定律建立的条件!所以，做该题时只需先思虑一下定律建立的条件即可防止犯错。第二单元电势电势差重点精析一、电势能由电荷和电荷在电场中的相对地点决定的能量叫电势能电势能拥有相对性，往常取无量远处或大地为电势能的零点。因为电势能拥有相对性，所以实质的应意图义其实不大，而常常应用的是电势能的变化!电场力对电荷做功，电荷的电势能减少；电荷战胜电场力做功，电荷的电势能增添!电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值!这常是判断电荷电势能怎样变化的依照。二、电势电势差1、电势是描述电场能性质的物理量。在电场中某地点放一个查验电荷q，若它拥有的电势能为E，则比值E／q叫做该地点的电势。电势也拥有相对性。往常取离电场无量远处或大地的电势为零电势（对同一个电场，电势能及电势的零点选用是一致的），这样选用零电势点以后，能够得出正点电荷形成的电场中各点的电势均为正当，负点电荷形成的电场中各点的电势均为负值。2、电场中两点的电势之差叫电势差。依照课本的要求，电势差都是取绝对值。知道了电势差的绝对值，要比较哪个点的电势高，需依据电场力对电荷做功的正负判断，或许是由这两点在电场线上的地点判断。3、电势相等的点构成的面叫等势面!要掌握点电荷、等量异种点电荷的电场及匀强电场中等势面的散布状况。等势面（线）的特色：1）等势面上各点电势相等，在等势面上挪动电荷电场力不做功。2）等势面必定跟电场线垂直，并且电场线老是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。3）规定：画等势面（线）时，相邻两等势面（或线）间的电势差相等。这样，在等势面（线）密处场强盛，等势面（线）疏处场强小。4、电场力对电荷做功的计算公式：W=Uq，此公式合用于任何电场!电场力对电荷做功与路径无关，由开端和终了地点的电势差决定.5、在匀强电场中电势差与场强的关系是U=Ed或许E=U／d，公式中的d是沿场强方向上的距离。难点问答1、场强、电场线、电势、等势面间有什么关系？答：（1）电场线与场强的关系：电场线越密的地方表示场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向。2）电场线与电势的关系：沿着电场线方向，电势愈来愈低。

3）电场线与等势面的关系：电场线越密的地方等差等势面也越密，电场线与经过该处的等势面垂直。4）场强与电势的关系：场强的方向是电势下降最快的方向，场强的大小标记着沿电场线方向电势下降的快慢，场强数值和电势数值无直接关系。2、怎样判断电势能的变化或比较电势能的大小？答：（1）利用EpqUp来判断。电势能的正负号是表示大小的，在应用时要把q和Up的正负号代入剖析.2）利用做功正负来判断。不论是正电荷仍是负电荷，电场力对电荷做正功，该电荷的电势能必定减小，反之该电荷的电势能必定增添。（近似于重力做功与重力势能的变化关系）3）用推论判断!正电荷在电势高的地方电势能越大，负电荷在电势能低的地方电势能越大。错解透析1、如图为电场中的一条电场线。一电子飞入电场后，仅在电场力的作用下由a沿电场线运动到b，下述答案中正确的选项是（）电子的电势能必定减少点电势必定比)点电势高电子在a点的加快度必定大于b点的加快度若答案!建立，则"答案也必定建立错解：选A、B，其原由是因为仅在电场力作用下由a到b，故电场力必定做正功.错解剖析：正确答案为D;AB错的原由是：因为固然题设条件告诉只受电场力，但还有前提条件“飞人电场后”，这就有两种可能，运动方向和电场力方向同向或许反向，而A、B答案只有在运动方向和电场力方向同向条件下才建立.错的原由是：同一根电场线没法确立密疏，进而也没法知道哪点电场强，也就没法知道电子在哪点受力大，所以加快度大小没法确立.2、某电场中的A、B两点间挪动电量为q的电荷时，电荷的电势能变化E跟电荷电量q的比值为5.0V，如在A、B间挪动电量为2q的电荷时，A、B两点间电势差为多少？假如没有在A、8间挪动电荷，这时A、B是电势差为多少？错解：2.5V；0V错解剖析：错解在于没有真实理解电势能和电势差这两个不一样看法的物理意义，错误地把电势差定义式UEU与被理解为电场中两点的电势差q挪动电荷的电量成反比，与移电荷时电势能改变量成正比。因为电势差在数值上等于移送单位电量（1C）电荷时电势的改变量，依据U与q成反比这一错误的前提，得出移送2C电量的电荷时，U变为2.5V的结论，其次，错误地以为假如在A、B间没有挪动电荷，即q=0，故无所谓电势能的改变E0），故A、B间电势差为零，一定指出，电场中两点的电势差是反应电场自己的属性，只需存在电场，沿着电场线方向的两点间便存在电势差，这与在两点间能否挪动电荷，以及电荷的电量大小均没关。而电势能则是在电场中的电荷所拥有的，挪动电荷时电势能的改变量E则由电势差U和被移送电荷的电量q共同决定的。比值E5.0V说明在电场中A、B两点间移送1Cq电量时，电荷的电势能的改变量为5.0J，移送2C,电量时，电势能的改变则为10J，E与q二者之比仍为5.0V，而不移送电荷时，电势能的改变成零，但A、B间的电势差仍客观存在，依旧为5.0V。第三单元电场中的导体电容器电容

一、电场中的导体1、静电感觉：把金属导体放在外电场E中，因为导体内的自由电子受电场力作用而定向运动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷，这类现象叫静电感觉。2、静电均衡：发生静电感觉的导体两头感觉的等量异种电荷形成一附带电场E，当附带电场与外电场完整抵消时，即E=E时，自由电子的定向挪动停止，这时的导体处于静电均衡状态。3、处于静电均衡状态导体的特色1）导体内部的场强到处为零，电场线在导体内部中止。2）导体是一个等势体，表面是一个等势面。3）导体表面上任一点的场强方向跟该点的表面垂直。4）导体所带的净电荷所有散布在导体的表面面上。4、解决静电均衡问题的一般方法1）紧紧抓住静电均衡后的特色。2）若导体与地球接地或触摸导体可把导体和地球当作同一个等势体；一般取无量远和地球的电势为需。3）依据电势高低，确立电荷挪动方向二、电容器电容1、电容器：两个相互绝缘而又相互凑近的导体，就构成电容器，假如两个导体是正对的、相互平行的金属板构成，这叫做平行板电容器。2、电容：表示电容器容纳电荷本事（1）定义式：CQ(Q)UUS（2）平行板电容器电容：C(不要求4kd应用此式计算问题）重点精析（3）一个实用的推导式：由EU,CQ,CS可推出E与dU4kdQ成正比，由此式可知：若Q不变则改变d，S不变。3、办理平行板电容器类问题时应注意三点1）平行板电容器充电后，板间电场为匀强电场2）若电容器一直与电源相连，则两板间电压不变3）若电容器充电后，与电源断开，则电量Q不变难点问答怎样理解导体的“内部”和“表面面”？答：关于实心导体的“内部”和“表面面”很简单理解，但关于空心导体的“内部”和“表面面”在详细问题中所指不一样。以下图，就地源电荷放在空心导体外面时，感觉的电荷只好散布在外侧，空心的内侧就不会感觉出电荷；当把源电荷放入空心导体的内部时，则感觉电荷在两表面（此时都为外表面）都有散布。错解透析以下图，枕形金属导体置于负电荷激发的电场中，导体处于静电均衡时，比较A、B两点的电势，并与大地电势U比较错解：从图中看出A端感觉出正电荷，B端感觉出负电荷，画出枕形导体的电场线以下图，由此得出UAUB错解剖析：方法一：由静电感觉及静电均衡特色得：UAUB（静电均衡时的导体为等势体），假定将枕形导体接地，则因其处在负电荷激发的电场

中，电子将被推入大地，故大地电势高于导体电势!所以正确结论是UAUBU方法二：画出电场线以以下图所示，因电场线指向为电势降低的方向，又因电场线不可以穿过导体（静电均衡特色），故有，UUBUA。第四单元带电粒子在电场中的运动重点精析带电粒子在电场中的运动问题其实是力和场综合类问题!在办理此类题目时，应注意1、题目种类从运动形式上划分有：（1）均衡（静止或匀速直线运动），（2）加快直线运动；（3）定向偏转（4）周期性振动从受力状况划分有：（1）在匀强电场中受恒力作用；（2）在非匀强电场中受变力作用；（3）电场力低频次周期性变化采用的规律1）力和运动的看法，即应用牛顿运动定律2）功和能的看法，即应用动能定理，机械能守恒，能量转变和守恒定律3）动量看法，应用动量定理和动量守恒定律难点问答1、在办理带电粒子在电场中的运动的问题时，关键是对带电粒子进行受力剖析，那么什么时候考虑重力，什么时候不考虑重力呢？分析：在办理带电粒子在电场中的运动问题时，能否考虑重力要依照详细状况而定。（1）基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确有示意之外，一般都不考虑重力（但其实不忽视质量）。2）带电颗粒：如液滴、油滴、灰尘、小球等，除有说明和明确的示意之外，一般都不可以忽视重力。第三单元实战提升1、带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中战胜电场力做了2.6×10-6J的功。那么，A.M在P点的电势能必定小于它在Q点的电势能B.P点的场强必定小于Q点的场强C.P点的电势必定高于Q点的电势D.M在P点的动能必定大于它在Q点的动能答案:AD2.如图，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动。M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q近来的点。电子在从M经P抵达N点的过程中A.速抢先增大后减小B.速抢先减小后增大C.电势能先减小后增大D.电势能先增大后减小答案:AC3、A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律以下图．设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为UA、UB，则A）EA=EB．（B）EA＜EB．（C）U=UB（D）U＜U．AAB【答案】AD4、在显像管的电子枪中，从火热的金属丝不停放出的电子进入电压为U的加快电

场，设其初速度为零，经加快后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加快电场时，一小段长为△L的电子束内电子个数是IlmA．2eUeSIlmB．2eUeImC．2eUeSISlmD．2eUe答案:B5、ab是长为l的平均带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，地点如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强盛小为E1，在P2处的场强盛小为F2。则以下说法正确的选项是两处的电场方向同样，E1＞E2B两处的电场方向相反，E1＞E2两处的电场方向同样，E1＜E2D两处的电场方向相反，E1＜E2答案：D6.使用电的金属球凑近不带电的验电器，验电器的箔片开。以下各图表示验电器上感觉电荷的散布状况，正确的选项是ABCD答案：B7、一根放在水平面内的圆滑玻璃管绝缘性很好，内部有两个完整同样的弹性金属小球A和B，带电量分别为9Q和—Q，两球从图示的地点由静止开释，那么两球再次经过图中的原静止地点时，A球的刹时加快度为释放时的（）A．16/9倍B．9/16倍C．1倍D．3/20倍答案：A8、以下图的电场中，一个正电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，在这两种过程中，均需战胜电场力做功，且做功的数值同样，有可能知足这类做功状况的电场是：()①在y方向的匀强电场②在负x方向的匀强电场；③在第Ⅰ象限内有负点电荷；④在第Ⅳ象限内有正点电荷A．①②B．②③C．②④D．③④答案：C实验题:在用模拟法描述静电场等势线的实验中，1）某同学发现描述的等势线发生畸变，则产生偏差的可能原由是A．电流表的敏捷度不高B．电极与导电纸接触不良C．导电纸涂层不平均D．有一个电极凑近导电纸边沿2）某同学进行了实验研究，做了以下的实验：把两条长条形电极紧压在导电纸上（导电纸铺在平木板上），并分别接在低压恒定直流电源两极，现取一金属环，将圆环放在两电极中间的导电纸上，再在敏捷电流计正、负接线柱上分别接两探针Ⅰ和Ⅱ（电源从敏捷电流计正接线柱流入时，指针右偏）作以下测试如图：a．当两探针Ⅰ和Ⅱ与金属环内导电纸上任意两点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）b．当两探针Ⅰ和Ⅱ与金属环上随意两点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）c．当两探针Ⅰ和Ⅱ分别与环上、环内导电纸接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）d．当两探针Ⅰ和Ⅱ分别与环上、导电纸上a点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）答案：（1）CD（2）a.指零b.指零c.指零d.左偏

10.从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加快后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm、间距d=4cm的平行金属板A、B之间，在离金属板边沿L2=75cm处搁置一个直径D=20cm、带有纪录纸的圆筒．整个装置放在真空内，电子发射时的初速度不计，以下图，若在金属板上加U=1000cos2πtV的沟通电压，并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2r/s匀速转动，剖析电子在纪录纸上的轨迹形状并画出从t=0开始的1s内所纪录到的图形．C11.以下图，处于同一条竖直OM线上的两个点电荷（A、B带）等量同种θFT电荷，电荷量为Q；G、H是它们AFB连线的垂直均分线。还有一个带电H小球C，G质量为m、电荷量N为＋q（可视为点电荷），BFA被长为l的绝缘轻微线悬挂于O点，此刻把mg小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始开释，小球C向下运动到GH线上的N点时恰好速度为零，此时细线与竖直方向上的夹角θ＝30o。试求：⑴在A、B所形成的电场中，MN两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高。⑵若N点与A、B两个点电荷所在地点正好形成一个边长为x的正三角形，则小球运动到N点瞬时，轻微线对小球的拉力FT（静电力常量为k）。12.图中B为电源，电动势E=27V，内阻不计．固定电阻R1＝500Ω，R2为光敏电阻．C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1＝8.0×10－2m，两极板的间距d=1.0－2m．S为屏，10×与极板垂直，到极板的距离l2=0.16m．P为一圆盘，由形状同样、透光率不一样的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA′轴转动．当细光束经过扇形a、b、c照耀光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω．有一细电子束沿图中虚线以速度υ08.0×106m/s连续不停地射入C．已知电子电量e=1．6×10－19C，电子质量m=910×－kg．忽视细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力．假定照在R2上的光强发生变化时R2阻值马上有相应的改变．（1）设圆盘不转动，细光束经过b照射到R2上，求电子抵达屏S上时，它离O点的距离y．（计算结果保存二位有效数字）．2）设转盘按图2-6-10中箭头方向匀速转动，第3秒转一圈．取光束照在a、b分界处时t＝0，试在图2-6-11给出的坐标纸上，画出电子抵达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0～6s间）．要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值．（不要求写出计算过程）13．以下图，竖直固定的圆滑绝缘的直圆筒底部搁置一场源A，其电荷量Q=＋4×10－3C，场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为UkQ，此中k为静r电力恒量，r为空间某点到A的距离．有一个质量为m=0.1kg的带正电小球B，B球与A球间的距离为a=0.4m，此时小球B处于均衡状态，且小球B在场源形成的电场中拥有的电势能表达式为Qqk，此中r为q与Q之间的距

离．有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落，落在小球B上马上也小球B粘在一起向下运动，它们抵达最低点后又向上运动，它们向上运动抵达的最高点P．（取=10m/s2，k=9×109N·m2/C2），求：（1）小球C与小球B碰撞后的速度为多少？（2）小球B的带电量q为多少？（3）P点与小球A之间的距离为多大？4）当小球B和C一同向下运动与场源A距离多远时，其速度最大？速度的最大值为多少？10.【分析】对电子的加快过程，由动能定理得：eU0102=2mυ得电子加快后的速度υ=2eU0m4．2×107m/s电子进入偏转电场后，因为在此中运动的时间极