物理一轮复习2014第六章wsy1课件

第六章静电场主题考试说明（要求）教学指导意见（不要求）电场物质的电结构，电荷守恒Ⅰ静电现象的解释；点电荷Ⅰ计算感应电荷的场强和静电力库仑定律Ⅱ静电场Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ电场线；电势能、电势Ⅰ电势差Ⅱ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅰ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形；示波管问题不涉及两个偏转电极同时加电压的情形常见电容器；电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ不要求用电容的决定式进行计算第1课时电荷守恒定律库仑定律2．[对感应起电过程的理解]如图1所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是 ()A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合AB题组扣点·深度思考带正电的导体C对A、B感应起电所以金属箔片都张开，A正确．先把A、B分开，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，故金属箔片仍张开，B正确．但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，C错．重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错．解析图1练习：如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是()A.先把两个球分开,再移走带电棒B.先移走带电棒,再把两个球分开C.先使甲球瞬时接触地,再移走带电棒D.使带电棒与甲球瞬时接触,再移走带电棒

静电感应静电屏蔽三个电场的区分题组扣点·深度思考5．[库仑力作用下的共线、平衡问题]两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图3所示．A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ()A．Q3为负电荷，且放于A左方B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为正电荷，且放于A、B之间D．Q3为正电荷，且放于B右方图3Q3平衡受力方向？A1．三个自由点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时，满足的规律是：两同夹异、两大夹小、近小远大(中间电荷靠近电荷量较小的端电荷)．2．库仑力参与下的共点力平衡问题：分析方法与力学问题相同，只是多了一个库仑力而己，可以用正交分解法，也可以用矢量三角形法．【例3】

如图7所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为()A．2 B．3 C．2 D．3图7GF库FTC库仑力作用下的静力学、动力学问题6．[应用力学方法解决含库仑力的平衡问题]两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图4所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是 ()A．若m1>m2，则θ1>θ2B．若m1＝m2，则θ1＝θ2C．若m1<m2，则θ1>θ2D．若q1＝q2，则θ1＝θ2图4GF库F两小球所受库仑力属于作用力与反作用力，永远相等BC与电荷量无关，D错.B、C对绳子模型杆子模型问题：它们的区别本质上是由什么原因引起？对你有什么启示（比如在复合场中）？库仑力作用下的静力学、动力学问题+Q-q+Q+q-q+q第2课时电场力的性质练习：如图所示，xoy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z﹤0的空间，z﹥0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h/2处的场强大小为多少？（k为静电力常量）zxyqo

三个电场的区分几种典型电场的电场线(形象描述电场）xyxy1、画出丙、丁x、y轴上场强（向右为正方向）、电势随位置变化的图像；2、如何确定带电粒子的运动轨迹（仅受电场力）与电场线的关系。练习如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和3m的两小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升.若不计两带电小球间的库仑力作用,某时刻细绳断开,求:(1)电场强度及细绳断开后A、B两球的加速度.(2)当B球速度为零时,A球速度的大小.电场中的动力学问题受力分析的注意点：（1）电荷的正负（2）重力是否考虑练习如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致.(1)若小球的带电荷量为q=mg/E,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向各如何?(2)若小球的带电荷量为q=2mg/E,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何?如何理解在磁场中有洛仑磁力作用的直线运动？练习:下述为一个观察带电粒子在平行板电容器板间电场中的运动状况的实验.现进行下述操作:第一步,给如图所示真空中水平放置的平行板电容器充电,让A、B两极板带上一定的电荷量,使得一个带电油滴P在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态.第二步,给电容器继续充电使其电荷量突然增加ΔQ1,让油滴开始竖直向上运动t秒.第三步,在上一步基础上使电容器突然放电ΔQ2,观察到又经2t秒后,油滴刚好回到原出发点.设油滴在运动过程中未与极板接触.求ΔQ1和ΔQ2的比值.练习：将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功问题：1、如何理解电势？电势高低有哪些判断方法？2、如何理解电势能？电势能增、减如何判断？3、你有哪些方法求电场力做功？练习：“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。（1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由；（2）求等势面C所在处电场强度E的大小；（3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少？（4）比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由。对相关问题的判断，你有哪些方法？等势面（电场中电势相等的点构成的面）判断电势的高低及正负？？

等势面与电场线的关系①等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方垂直。②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，而沿电场线移动电场力一定做功。③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。④等势面越密的地方电场强度越大（即电场线越密）；反之越小。

练习：位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则()A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大练习：如图所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°,∠c=90°.电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2-)V、(2+)V和2V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为()A.(2-)V、(2+)VB.0V、4V练习：若带正电荷的粒子只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（）A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动轨迹的问题一定要关注：初速度、力、以及两者的方向。物理思想方法32．静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1．主要类型：(1)

－t图象；(2)

－x图象；(3)E－t图象．2．应对策略：(1)v－t图象：(2)

－x图象：(3)E－t图象：根据

－t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化．①电场强度的大小等于

－x图线的斜率大小，电场强度为零处，

－x图线存在极值，其切线的斜率为零．②在

－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．③在

－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断．根据题中给出的E－t图象，确定E的方向的正负，再在草纸上画出对应电场线的方向，根据E的大小变化，确定电场的强弱分布学科素养培养解析学科素养培养注意分析E的大小方向图11C学科素养培养图12解析学科素养培养AD答案学科素养培养图13解析学科素养培养BC答案归纳：电场强度、电势能、电势、电势差四个物理量电场强度电势电势差电势能意义描述电场的力的性质描述电场的能的性质描述电场做功的本领描述电荷在电场中的能量,电荷做功的本领定义E=F/qφA=UAB(ΦB=0）UAB=WAB/qEp=φq矢标性矢量:方向为正电荷的受力方向标量:有正负,正负只表示大小标量:有正负,正负只是比较电势的高低正电荷在正电势位置有正电势能,简化为:正正得正,负正得负,负负得正决定因素由电场本身决定,与试探电荷无关由电场本身决定,大小与参考点的选取有关,具有相对性由电场本身的两点间差异决定,与参考点的选取无关由电荷量和该点电势二者决定,与参考点的选取有关相互关系场强为零的地方电势不一定为零电势为零的地方场强不一定为零零场强区域两点电势差一定为零,电势差为零的区域场强不一定为零场强为零,电势能不一定为零,电势为零,电势能一定为零

练习：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电．现有质量为m、电荷量为＋q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场。（1）欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差U应为多大？（2）若U加倍，则小球能上升的最大高度是多少？综合应用动力学和功能观点解题练习：一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为d，极扳分别与电池两极相连．上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落．经过小孔进入电容器，并在下极扳处(未与极扳接触、返回。若将下极板向上平移d/3，则从P点开始下落的相同粒子将（）A.打到下极扳上B.在下极板处返回C.在距上极板d/2处返回D.在距上极扳2d/5处返回解决力电综合问题的一般方法(1)利用力和运动的关系——牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合．即：受力和运动分析，是一切力学问题的分析基础，特别适用于恒力作用下的匀变速运动．(2)利用功、能关系——动能定理及其他力的功能关系(如重力、电场力、摩擦力等)及能的转化守恒，即：做功引起并量度了能的改变；无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可．图10AD

第4课时电容器及其电容带电粒子在电场中的运动异种电荷电场能电场能电荷量Q

容纳电荷电容器与电容练习：如图所示，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若保持S不变，增大d，则θ______，若保持d不变，减小S，则θ______，若保持d、S不变，插入电介质，则θ_______.本实验采用了________实验方法。练习：某电解电容器上标有“25μF、450V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A．要使该电容器两极板之间电压增加1V，所需电荷量为2.5×10－5CB．当工作电压是450V时，电容器的电容才是25μFC．该电容器能够在450V的正弦交流电下正常工作D．该电容器能够承受的最大电压为450V电容器的动态分析（两类情况）电容器的动态分析（两类情况）练习：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是：接地的变化练习：如图所示,用电池对电容器充电,电路a、b之间接有一灵敏电流表,两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大,则()A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C.电流表中将有从a到b的电流D.电流表中将有从b到a的电流若改为上述电路，哪情况又如何？AD电压U不变N板电势为零d增大对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同.(2)是否考虑重力要依据情况而定.基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量).带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力.带电粒子在电场中的运动

++++++------曲线运动某种带电粒子的三种运动情形，你能确定哪些物理间的关系？带电粒子在电场中偏转的有关物理量如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0沿中轴线射入。两极板的电压为u。1、离开电场时的偏转量y；2、离开电场时的速度大小v；3、离开电场时偏转角θ的正切值。证明1、粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿直线射出．证明2、不论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y和偏转角θ都是相同的，也就是轨迹完全重合．粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y的几种方法：(1)Y＝y＋Ltanφ(2)Y＝(l/2＋L)tanφ(3)Y＝y＋vyL/v0(4)Y＝2y(L+l/2)/l请你说明它们的理由？练习：图（a）为示管的原理图。如果在电极YY’之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）亮斑荧光屏YYXXXYY偏转电极电子枪Xttt12t12t13t1t1UxUyOO图(a)图(b)图(c)ABCD练习：如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压为U，相距为d，两极板间形成匀强电场．有一带电粒子，质量为m(重力不计)、所带电荷量为＋q，从两极板下端连线的中点P以竖直速度v0射入匀强电场中，带电粒子落在A极板的M点上．(1)若将A极板向左侧水平移动d/2，此带电粒子仍从P点以速度v0竖直射入匀强电场且仍落在A极板的M点上，则两极板间电压应增大还是减小？电压应变为原来的几倍？(2)若将A极板向左侧水平移动d/2并保持两极板间电压为U，此带电粒子仍从P点竖直射入匀强电场且仍落在A极板的M点上，则应以多大的速度v0′射入匀强电场？练习：在平行板电容器之间有匀强电场，一带电粒子以速度v垂直电场线射入电场，在穿越电场的过程中，粒子的动能由EK增加到2EK，若这个带电粒子以2v速度垂直进入电场，则粒子穿出时的动能为多少？在交变电场中的运动练习：如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向值为U0/2，且每隔T/2变向1次．现将质量为m的带正电、电荷量为q的粒子束从A、B的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T.不计重力的影响，试问：(1)定性分析在t＝0时刻从O点射入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况．(2)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？(3)要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件？(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)练习；如图所示,真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源相接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势的变化规律如图乙所示.将一个质量m=2.0×10-27kg,电荷量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧邻B板处释放,不计重力.求:A板电势变化频率多大时,在t=T/4到t=T/2时间内从紧邻B板处无初速度释放该带电粒子,粒子不能到达A板?学科素养培养解析学科素养培养解析学科素养培养解析答案课堂探究·考点突破课堂探究·考点突破课堂探究·考点突破练习：如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集频率η。当d=d0时η为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。（1）求收集效率为100%时，两板间距的最大值为dm；（2）求收集率η与两板间距d的函数关系；（3）若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量与两板间距d的函数关系，并绘出图线。11年综合运用练习：如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力).(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置.(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有