电场全章复习课件

2007年11月静电场选修3-1第一章考纲要求1．两种电荷、电荷守恒Ⅰ2．真空中的库仑定律、电荷量Ⅱ3．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Ⅱ4．电势能，电势差，电势，等势面Ⅱ5．匀强电场中电势差跟电场强度的关系Ⅱ6．静电屏蔽Ⅰ7．带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ8．示波管，示波器及其应用Ⅰ9．电容器的电容Ⅱ10．常用的电容器，平行板电容器的电容Ⅰ电荷和电荷守恒定律电场电场力的性质场强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电场能的性质电势：φ=ε/q标量等势面电势差：UAB=φA-φB=Δε/q=wAB/q电场力

F=E·q（任何电场）F=Kq1q2/r2(真空中点电荷)电势能ε=qφΔεAB=qUAB电场力的功W=qUAB=ΔεAB

做功与路径无关带电粒子在电场中运动平衡直线加速偏转电场中的导体静电感应静电平衡电容器电容：C=Q/U电荷间的相互作用力知识结构第一课时：电荷库仑定律1、两种电荷毛皮摩擦橡胶棒丝绸摩擦玻璃棒橡胶棒负电毛皮正电玻璃棒正电丝绸负电2、元电荷e=1.6×10－19C带电体所带电荷量为元电荷的整数倍3、起电①摩擦起电②感应起电③接触起电(电荷中和)电子的转移4、电荷守恒定律最早由密立根用实验测得比荷带电体所带电荷量与其质量之比q/m电荷既不能创造，也不能消灭，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。一、电荷二、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、表达式3、条件：①真空中②点电荷理想模型：当带电体相互间距离远大于其本身大小时带电体可看做点电荷4、说明①静电力常量k=9×109N·m2/C2.②计算时Q1、Q2的正负号不用代入，库仑力的方向可由两电荷的电性判断③两电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力空气中近似适用【例1】

两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的[]

A.4/7B.3/7C.9/7D.16/7 分析:

设两小球的电量分别为q与7q，则原来相距r时的相互作用力为F=7kq2/r2

,由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分两种情况：（1）两球电性相同．相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为4q,则F1=16kq2/r2=16/7F（2）两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量3q,则F2=9kq2/r2=9/7FC、D返回

95年上海高考

一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷所受力的为零，现在球壳上挖去半径为r（r＜＜R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小和方向将如何?（已知静电力恒量为k

）其方向由球心指向小孔中心．返回［例3］(2001年全国高考)如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1和q2之间的距离为l1，q2和q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态.(1)如q2为正电荷，则q1为___电荷，q3为___电荷.(2)q1、q2和q3三者电量大小之比为___∶___∶___.AA产生的电场BB受到的力是A产生的电场对B的作用力BFFB产生的电场A受到的力是B产生的电场对A的作用力A第二课时：电场强度一、电场：电荷周围客观存在的一种特殊物质※电场的基本性质：◎对放入其中的电荷有力的作用◎电荷在电场中具有电势能※电荷间的相互作用是通过电场来实现的二、电场强度（描述电场的力的性质的物理量）

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，叫做该点的电场强度，简称场强。

※表达式：（普适公式）※矢量：方向为正电荷在电场中受到的电场力方向※表达式中q为试探电荷可正可负注意：E与F、q无关

，取决于电场本身4.电场的叠加：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场．这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．这叫做电场的叠加原理．

#13.幻灯片13

返回3.匀强电场的场强：

电场中两点沿电场线方向或两等势面间距2点电荷电场的场强：生场电荷

4.电场的叠加+Q-QE1E2E+Q+QE1E1E2E2E例1.

下面关于电场的叙述正确的是[]A．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B．只有电荷发生相互作用时才产生电场C．只要有电荷存在，其周围就存在电场D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用ACD返回例2

：A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则 []A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关D返回例3.如图所示,是在一个电场中的a,b,c,d四个点分别引入试探电荷时,电荷所受电场力F跟引入的电荷量q之间的关系图线,下列说法正确的是（）该电场是匀强电场a,b,c,d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed无法比较E的大小B

例4：电场强度的定义式为E＝F／q

[]A．该定义式只适用于点电荷产生的电场B．F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C．场强的方向与F的方向相同D．由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比D返回例5．下列关于电场强度的叙述正确的是[]A．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B．电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D．电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关AD返回例6.对公式E=kQ/r2的几种不同理解，错误的是()A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关

D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同ACD返回（一）、电势差1．定义：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量的q的比值2、表达式3、4、电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关第三课时：电势差电势

电场能5、电势差可用静电计检测。静电计指针偏角越大，则电势差越大。6、电场力做功①该式适用于一切电场②电场力做功与路径无关③计算时可将q、UAB的正负代入以判断电场力做功的正负7、电势差与电场强度关系（1)．场强方向是电势降低最快的方向(2)．匀强电场中※沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积U=E•d

※场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势:

（3）.场强的另一个单位——V/m．这个单位与前面讲过的场强的单位N/C是相等的．（二）、电势（描述电场的能的性质的物理量）1．定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。2、表达式：单位：伏特（V）3、意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能4、相对性：电势是相对的，只有选择零电势的位置才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零5、标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低6、高低判断：顺着电场线方向电势越来越低7、电势与引入电场的试探电荷无关，它由电场本身决定（三）、电势能1．定义：

因电场对电荷有作用力而具有的由电荷相对位置决定的能量2．电势能具有相对性通常取无穷远处或大地为电势能的零点3．电势能大小电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功※电势能有正负，其正负表示电荷在该点具有的电势能比零电势能大或小，即其正负表示大小4．电场力做功是电势能变化的量度电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少

电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加

写成表达式：若将电荷q从A点移至B点，电场力做功为：

例1.如图示，在匀强电场E中，一个负电荷在外力作用下由A点运动到B点，则（）A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增量与动能增量之和B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能增量之和C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量BCEEB··A返回

例2：在图示的电场中，已知A、B两点间的电势差UAB=-10V．

a.电荷q=+4×10-9C由A点移动到B点，电场力所做的功是多少？电势能是增加还是减少？

b.电荷q=－2×10-9C由A点移动到B点，电场力所做的功是多少？电势能是增加还是减少？EB··A解：a．电荷q=+4×10-9C由A点移动到B点，电场力所做的功为WAB=qUAB=4×10-9×(-10)=-4×10-8J正电荷由A点移动到B点，电场力的方向与位移的方向相反；电场力做负功，即克服电场力做功．这时其他形式的能量转化为电势能，电势能增加．

b．电荷q=－2×10－9C由A点移动到B点，电场力所做的功为WAB=qUAB=-2×10-9×(-10)=2×10-8J负电荷由A点移动到B点，电场力的方向与位移的方向相同，电场力做正功．这时电势能转化为其他形式的能量，电势能减少返回

例3.在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 []A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同D返回例4.若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内 []A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动D返回

例5.下述说法正确的是 []A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功B．等势面上各点场强大小一定相等C．电场中电势高处，电荷的电势能就大D．电场强度大处，电荷的电势能就大A返回

例6.

带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可以判定（）A.粒子带负电B.粒子的电势能不断减少C.粒子的动能不断减少D.粒子的在A点的加速度小于在B点的加速度B解：在A点，电场力必须沿图示方向，否则，粒子将向另一侧运动。ACD返回Av0qE2000江苏高考倾角30°的直角三角形，底边长2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点O固定一个正电荷Q，让一个质量为m的带正电的电荷q从斜面顶端A沿斜面下滑，（不脱离斜面），已测得它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到底端时的速度和加速度各为多少？30°+QO解：连接OD,分析受力。ABCDLL·F电NmgC、D在+Q的等势面上，DC电场力不做功，由机械能守恒定律在D点mgsin30°-F电

cos30°=ma在C点mgsin30°+F电

cos30°=mac′∴ac′=g-a如图，一绝缘细杆的两端各固定着一个小球，两小球带有等量异号的电荷，处于匀强电场中，电场方向如图中箭头所示。开始时，细杆与电场方向垂直，即在图中Ⅰ所示的位置；接着使细杆绕其中心转过90”，到达图中Ⅱ所示的位置；最后，使细杆移到图中Ⅲ所示的位置。以W1表示细杆由位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中电场力对两小球所做的功，W2表示细杆由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中电场力对两小球所做的功，则有()A．W1＝0，W2≠0B．W1＝0，W2＝0C．W1≠0，W2＝0D．W1≠0，W2≠004年湖南20.+q-qⅢ+q-qⅠ+q-qⅡC返回14．在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（）A．电场强度的方向一定是由A点指向B点B．电场强度的方向一定是由B点指向A点C．电子在A点的电势能一定比在B点高D．电子在B点的电势能一定比在A点高04年天津14C返回6．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（）A．在0—x1之间不存在沿x方向的电场。B．在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场。C．在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场。D．在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场。04年上海60x1x2xU0UAC返回一.电场线．（1）.定义:如果在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这样的曲线就叫做电场线．曲线的密疏表示该点场强的大小.（2）.电场线的特点:a.能反映场强的大小和方向;b.始于正电荷或无穷远处,终于负电荷或无穷远处,但不闭合.c.电场中的任意两条电场线都不相交(或相切).d.电场线和带电粒子的运动轨迹是两回事.第四课时：电场线等势面静电屏蔽（3）几种常见的电场中电场线的分布及特点..\..\三、电场线\模拟电场线.swf等量异种点电荷的电场

等量同种点电荷的电场

匀强电场

二、等势面电场中电势相等的点构成的面形象描述电场中各点电势的情况（2）、意义：等势面来表示电势的高低（3）、典型电场的等势面点电荷电场的等势面匀强电场的等势面（1）、概念：等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面连线上从正电荷向负电荷电势降低中垂线为等势面且电势为零同种正电荷连线上电势先降低后升高，中点最低中垂线上由中点向两边降低，中点最高（4）、等势面的特点①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功②等势面一定跟电场线垂直③电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面④等势面密的地方电场强例1。概念辨析：请判断下列说法是否正确⑴.电场线越密的位置，电势越高（)⑵.与零电势点电势差越大的位置，电势越高()⑶.电势越高的位置，电场强度越大()⑷.电荷沿电场线方向运动，电荷所在位置的电势越来越低()⑸.电场强度为零的位置，电势也一定为零()⑹.电势为零的位置，电场强度也一定为零()⑺.电荷沿电场线方向运动，所具有的电势能越来越小()⑻.电荷在电势越高的位置，电势能越大()⑼.电荷所具有的电势能越大的位置，电势越高()××××××××

如图a,b,c是一条电力线上的三个点，电力线的方向由a到c,a、b间的距离等于b、c间的距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度,可以断定().(A)Ua>Ub>Uc

(B)Ea>Eb>Ec(C)Ua-Ub=Ub-Uc

(D)Ea=Eb=EcA返回例2、96年高考cabE例3、

97年高考质量为m、电量为q的质点,在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点,其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB弧长为s.则A,B两点间的电势差UA-UB=_____,AB弧中点的场强大小E=__________.θ解：因为质点动能不变，所以电场力不做功，AB圆弧为点电荷的等势线，UA-UB=0电场力提供向心力mv2/r=qEr=s/θE=mv2/qr=mv2θ

/qs0mv2θ/qs返回VVBθA图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点．已知A、B、C三点的电势分别为UA＝15V，UB＝3V，UC＝-3V．由此可得D点电势UD＝______V例4、

99年高考15V3V-3VDABC解:UAC=18V,连接AC并且将AC三等分,则,EFUFC=6VUF=3V=UB连接BF,则BF为等势线作DE∥BF,可以证明ΔBCF≌ΔDAEAE=FC∴UD=UE=9V9V返回【例3】如图所示，虚线框内为一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点，若将－2×10-8C的点电荷从A移到B，克服电场力做功1.2×10-7J，而把该电荷从C点移到A点，电场力做功3.6×10-7J，已知

则⑵在该虚线框内过A、B、C三点画出三条电场线。

V，⑴

V，图A-9-35-5解析

⑴=又因

，而，故=-18V，⑵因在匀强电场中沿任意一条直线电势均匀降落，AC连线上距A点距离为的D点处的电势必定等于6V，B、D为等电势点，连BD直线，以BD直线为该电场中的一条等势线，根据电场线跟等势线垂直，可画出过A、B、C的三条电场线如图A-9-35-5所示，由沿电场方向电势逐渐降低即三、电场中的导体把导体放入场强为E0的电场中1、静电平衡：导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态2、特点：⑴导体内部场强处处为零感应电场的场强与外电场场强等大反向⑵导体内部电势处处相等，表面为等势面⑶净电荷分布于导体的外表面上3、静电屏蔽导体壳保护它所包围的区域，使这个区域不受外部电场影响的现象⑴定义：⑵举例：金属网罩挡住外电场金属网罩接地挡住内部电场⑶在实际中的重要应用电学仪器和电子设备外面的金属网罩，通讯电缆外面包一层铅皮。防止外电场干扰例1．如图，装在绝缘支架上的金属导体，靠近A端有一带正电的导体球，另一端是B端，若导体A端接地，则导体上电荷分布情况是()A．A、B端均无电荷B．A端无电荷，B端有负电荷C．A端有负电荷，B端无电荷D．A端有负电荷，B端有正电荷例2

、如右图所示，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内距右端L/3处产生的场强大小为多少?C解：由静电平衡可知：棒上的感应电荷在棒内距右端L/3处产生的场强大小等于点电荷q在该处产生的场强大小，即例

3、如图5所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片

（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为

。此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为

，方向为

。静电屏蔽不张开E水平向左第五课时电容器、电容1、电容器⑴构成：两个导体夹一个绝缘体导体——极板绝缘体——电介质⑵充、放电充电——使电容器带上电荷的过程放电——使电容器失去电荷的过程两板间的电场中贮存有电场能电场能转化为其它形式的能⑶常用电容器聚笨乙烯电容器符号电解电容器符号符号可变电容器固定电容器2、电容（C）⑴、定义：电容器所带电荷量Q与电容器两板间的电势差U的比值⑵、表达式：电容器一极板所带电量的绝对值⑶意义：表征电容器容纳电荷本领的大小；由电容器本身结构决定。⑷单位：法拉（F），常用微法（μF）、皮法（pF)1F=106μF=1012pF⑸额定电压与击穿电压击穿电压加在电容器两端的极限电压，超过此电压电介质将被击穿额定电压电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压低⑹平行板电容器的电容ε为电介质的介电常数s为两极板的正对面积d为两极板间距影响电容大小的因素3、关于平行板电容器的两类问题⑴电容器与电源相连两极板间电压不变⑵电容器充电后与电源断开电容器所带电量不变4、电容式传感器测定角度θ的电容式传感器测定液面高度h的电容式传感器测定压力F的电容式传感器测定位移x的电容式传感器例1.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中错误的是（）A例2．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电. （）A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大BCKRE+-03年江苏高考5返回例3、长为L的导体棒原来不带电，现将一电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当达到静电平衡后，棒上感应的电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？例4、在带正电的金属球的正上方，一个枕形导体自由下落，如图所示，在未碰上金属球之前，在下落过程中（）A．导体内部场强为零，电子相对导体不运动；B．导体内部场强为零，电子相对导体向下运动；C．导体内部场强不为零，电子相对导体向下运动；D．导体内部场强不为零，电子相对导体向上运动。解析：由静电平衡可知：棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强大小等于点电荷+q在该处产生的场强大小，即方向由O指向点电荷qB例5、两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为2V，两极板带电量分别为+6×10-6C和-6×10-6C，则电容C=（）若电势差升高1V，电容C′=（）所带电量Q′=（）。例6、在图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地.若极板B稍向上移动一点，由观察到静电计指针的变化，作出电容器电容变小的依据是（）A．两极间的电压不变，极板上电荷量变小B．两极间的电压不变，极板上电荷量变大C．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变小D．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变大D例7、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A．φa变大，F变大B．φa变大，F变小C．φa不变，F不变D．φa不变，F变小例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,ε表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()A.U变小,E不变. B.E变大,ε变大.C.U变小,ε不变. D.U不变,ε不变.BAC例9、图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管（塑料或橡皮）作为电介质，电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法中正确的是（）A．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，必液面升高B．如果指示器显示电容减小了，则两电极正对面积增大，必液面升高C．如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积减小，液面必降低D．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，液面必降低ACA

例10．

计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是，其中常量ε=9.0×10-12Fm-1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解：先求得未按下时的电容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得Δd=0.15mm一、基本理论：带电粒子在电场中的运动问题就是电场中的力学问题，研究方法与力学中相同.只是要注意以下几点：1.带电粒子受力特点：(1)重力：重力、电场力①有些粒子(如电子、质子、α粒子、正负离子)，在电场中运动时均不考虑重力；②宏观带电体，如液滴、小球等一般要考虑重力；③未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时，可用两种方法进行判断：一是比较电场力qE与重力mg，若qE>>

mg则忽略重力，反之要考虑重力；二是题中是否有暗示(如涉及竖直方向)或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断.第六课时：带电粒子在电场中的运动(2)电场力：一切带电粒子在电场中都要受到电场力F=qE，与粒子的运动状态无关；电场力的大小、方向取决于电场(E的大小、方向)和电荷的正负，匀强电场中电场力为恒力，非匀强电场中电场力为变力.2.带电粒子的运动过程分析方法（1）运动性质从状态角度从轨迹角度平衡状态变速运动直线运动曲线(偏转).带电粒子所受电场力为变力，做非匀变速运动。（2）运动类型的决定因素：带电粒子在电场中的运动由粒子的初状态和受力情况决定。在匀强电场中带电粒子初速为零或初速度方向平行于场强方向，带电粒子做匀变速直线运动带电粒子初速方向垂直于电场方向，则带电粒子做类平抛运动。在非匀强电场中，只能用动能定理解决。3、带电粒子在电场中运动的处理方法：基本方法匀强电场直线加速应用动能定理或牛顿定律结合运动学公式解决偏转可将其与平抛运动进行类比分解，应用牛顿定律和运动学公式解决。非匀强电场中二、典型问题分析——加速问题和偏转问题（一）直线运动情况：如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？由动能定理1/2mv2=qU例1】

如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（）A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上tφU0-U0oT/2T3T/22T解：从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2……直到打在右极板上。电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上。从t=T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T/4，接着匀减速T/4。即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上。从t=3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上。选ACAC才子P135例394高考:图中A、B是一对平行的金属板.在两板间加上一周期为T的交变电压u.A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,UB=U0(正的常数);在T/2到T的时间内.UB=-U0;在T到3T/2的时间内,UB=U0;在3T/2到2T的时间内.UB=-U0……,现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内.设电子的初速度和重力的影响均可忽略,则()BAu(A)若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动(B)若电子是在t=T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,

时而向A板运动,最后打在B板上(C)若电子是在t=3T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上(D)若电子是在t=T/2时刻进入的,它可能时而向B板、时而向A板运动U0-U0T/2T3T/22T画出u—t图tu画出v—t图A.t=0进入

0T/2T3T/22TvtB.t=T/8进入题目vt

0T/2T3T/22Tu—t图U0-U0T/2T3T/22TC.t=3T/8进入vt

0T/2T3T/22TD.t=T/2进入∴CD都错误，只有AB正确题目

0T/2T3T/22Tvt如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d．在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d．现有一电荷量为q的带电粒子以水平速度v0射入电场中.带电粒子在初速度方向做匀速运动L=V0tt=L/V0带电粒子在电场力方向做匀加速运动带电粒子通过电场的侧移偏向角φ返回（二）带电粒子的偏转对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入，则y∝q/m（2）若以相同的动能射入，则y∝q(3）若以相同的动量射入，则y∝qm（4）若经相同电压U0加速后射入，则tanφ和y与qm无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。返回1992年高考、如图,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小解:B返回才子P135例1

例1.带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用） []A．电势能增加，动能增加

B．电势能减小，动能增加

C．电势能和动能都不变

D．上述结论都不正确B返回

例2．

如图所示，质量为m，带电量为q的离子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出．则A、B两点间的电势差是多少?1500EABqE解:电子做类平抛运动

a=qE/m由速度分解VyV0VtVy2=2ay=2qEy/m=3V02返回V0才子P135例2例3.

两平行金属板之间存在匀强电场，一带电粒子以初动能EK沿垂直电力线方向飞入，飞离电场时动能为初动能的2倍．若同一带电粒子初速度增加1倍，那么，它飞出电场时动能为________EK．v0解：设初速度为v0，偏移为yy由动能定理F×y=ΔEK=2EK–EK=EK若初速度为2v0，偏移为y′，y′则y′=0.25y由动能定理F×y′=ΔEK′

=EK′-4EK=0.25EK

∴EK′=

4.25EK4.25返回

例4.三个等质量，分别带正电、负电和不带电的小球以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间三小球分别落在图中A、B、C三点，则[]A．A带正电、B不带电、C带负电B．三小球在电场中运动时间相等C．三小球到达下板时的动能关系是EkA

＞EkB＞

EkCD．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aCPCBA-+注意：小球、油滴、微粒等要考虑重力，而电子、质子等不要考虑重力。A返回97年高考、在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球、另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ，如图所示，求小球经过最低点时，细线对小球的拉力。ABC解：先分析受力，qE不可能向左，受力如图mgqE过程:A---C由动能定理mglcosθ-qEl(1+sinθ）=0过程:A---B由动能定理mgl

-qEl

=1/2mv2在B点，Tmg由圆周运动T-mg=mv2/l返回例5如图A、B为平行金属板，两板的中央各有一个小孔M和N，K闭合时，今有一带电质点，自A板上方相距为h的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，质点到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则：()A.把A板向上平移一小段距离质点自P点自由下落仍能返回B.把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔，继续下落PKhdNABMACD

例6.如图示，水平方向匀强电场中，有一带电体P自O点竖直向上射出，它的初动能为4J，当它上升到最高点M时，它的动能为5J，则物体折回并通过与O同一水平线上的O′点时，其动能为（）A.20JB.24JC.25JD.29JMO′EPOv0解：带电体受力如图示，mgqE竖直方向做竖直上抛运动,

水平方向做初速度为0的匀加速运动vMvyvxvt由上抛的对称性及匀加速运动规律，vy=v0tOM=tMO′

vx=2vM由题意1/2mv02=4J

1/2mvM2=5J∴EK′=1/2mvt2

=1/2mvx2+1/2mvy2=4×5+4=24JB才子P138试题8

例7、质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带

电，电量为

C，当AB间电压在_________范围内时，此带电粒子能从板间飞出.

d=2cmv0=2m/sL＝10cm+++++-----qEmg负10-9200-1800V返回04年海南理综35图5