湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 电场（A班）新人教版.doc

湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 电场（a班）新人教版求矢量q不带符号描述电场本身力的性质与试探电荷无关电场与试探电荷共同拥有与试探电荷有关 （普适） f e w （普适） （匀强电场）（匀强电场）u（点电荷电场适用）求标量q要带入符号描述电场本身能的性质与试探电荷无关 【方法小结】1、电场力的几种求法：（1）feq（普遍适用）（2）（点电荷电场）（3）（匀强电场）（4）fma 电场力方向：由场强方向判断；由“同性相斥。异性相吸”判断2、电场强度的几种求法：（1）ef/q（普遍适用）（2）ekq/r2（点电荷电场）（3）eu/d（匀强电场）（4）电场矢量叠加，平行四边形法则、正交分解法（5）场强方向判断：由电场力方向判断；由电场线方向判断3、电势差的几种求法（1）（普遍适用）（2）（匀强电场）（3）（普遍适用）（4）uabuba（普遍适用）（5）uabuaouob（普遍适用）（6）（普遍适用）4、电势的几种求法（1）（2） ()（3）（4）判断电势高低方法：设法画出电场线的方向，电场线由高电势指向低电势；用判断：将正（负）电荷由高电势移到低电势，电场力做正（负）功；用判断：正（负）电荷在高电（低）势处电势能较大5、电场力做功的几种求法（1）wabfs（电场力是恒力）（2）wabuabq（普遍适用）（3）（普遍适用）（4）wabw（动能定理）（5）电场力做正负功判断：由f与s或v的夹角；由的变化6、电势能的几种求法（1） （2）（3）（）（4）（5）（能量守恒）（6）判断电势能变化（或比较电势能大小）方法：用电场力做功判断：电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增大；用判断：正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越低处电势能越大；用能量转化和守恒定律判断：电势能与其它能量发生转化时，其它能量增加则电势能减小，反之其它能量减小则电势能增大。7、类比重力场mg重力高度h高度差电场力做功重力势能qe电场力电势电势差重力做功电势能求矢量e、f时不带入q的正负；求标量、w、时要带入q的正负8、电场辅助线电场线：电场线上某点切线方向就是该点场强方向，即正电荷在该处受力方向；电场线由高电势指向低电势，沿电场线方向是电势降落最快方向；电场线垂直于等势面；电场线疏密程度反映电场强度大小。等势面：等势面上所有点电势相等；等势面垂直于电场线；沿等势面移动电荷电场力不做功，起点、终点在同一等势面上电场力做功为零；电势差相等的等势面越密集反映场强越大。9、电场中处于静电平衡的导体特点：导体内部场强处处为零；静电荷分布在导体外表面；电场线垂直于导体外表面；整个导体是一个等势体，外表面是等势面。10、电容器 电容比值定义法： 平行板电容器电容 ：（决定式）保持与电源相连s增大c增大u不变q增大eu/d不变d增大c减小u不变q减小eu/d减小插入陶瓷片（增大）c增大u不变q增大eu/d不变插入铝片（d减小）c增大u不变q增大eu/d增大断开电源s增大c增大u减小q不变eu/d减小d增大c减小u增大q不变eu/d不变插入陶瓷片（增大）c增大u减小q不变eu/d减小插入铝片（d减小）c增大u减小q不变eu/d不变充电时电流由电源正极流向电容器正极板；放电时电流由电容器正极板流向电容器负极板。11、带电粒子在电场中的运动（1）直线运动牛顿运动力学知识，或功能观点解题。（2）类平抛运动带电粒子加速：由 带电粒子偏转： 由 = = = 不同带电粒子由静止经过同一加速电场加速，再进入同一偏转电场，射出时的偏转角相等。y= 故o为板的中点12、带电粒子在复合场的运动（1）正交分解法（化曲为直）（2）等效重力场法（将f合看作新重力，复合场看作新重力场，a合看作新重力加速度，f合方向看作“竖直向下”方向）【例1】图示为一个内、外半径分别为r1和r2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心o为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点p到o点的的距离为x，p点电场强度的大小为e。下面给出e的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强e，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，e的合理表达式应为 （ ）abcd【例2】如图1所示，在y轴上关于o点对称的a、b两点有等量同种点电荷+q，在x轴上c点有点电荷-q,且co=od, ado60.下列判断正确的是（ ）a.o点电场强度为零 b.d点电场强度为零c.若将点电荷+q从o移向c，电势能增大d.若将点电荷-q从o移向c，电势能增大 【例3】图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子m、n质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将m、n从虚线上的o点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c 点。若不计重力，则 （ ） a. m带负电荷，n带正电荷b. n在a点的速度与m在c点的速度大小相同c. n在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功d. m在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零【例4】质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力f与它们之间的距离r的关系为：du ou0 rr1r2au ou0 rr1r2bu ou0 rr1r2cu ou0 rr1r2式中f0为大于零的常量，负号表示引力用u表示夸克间的势能，令u0f0(r2r1)，取无穷远为势能零点下列图中ur图示中正确的是（ ）【例5】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，a30、c90,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v、v和2 v该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（ ）abc30av、v b0 v、4 v cv、v d0 v、v 【例6】如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，m、n为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vm经过m点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vn折回n点。则（ ）a.粒子受电场力的方向一定由m指向nb.粒子在m点的速度一定比在n点的大c.粒子在m点的电势能一定比在n点的大d.电场中m点的电势一定高于n点的电势【例7】空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点b、c点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的是 （ ） a的大小大于的大小 b的方向沿轴正方向 c电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大 d负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功【例8】空间存在匀强电场，有一电荷量、质量的粒子从点以速率射入电场，运动到点时速率为。现有另一电荷量、质量的粒子以速率仍从点射入该电场，运动到点时速率为。若忽略重力的影响，则（ ）a在、三点中，点电势最高 b在、三点中，点电势最高c间的电势差比间的电势差大 d间的电势差比bo间的电势差小【例9】如图所示，在x轴上关于原点o对称的两点固定放置等量异种点电荷+q和-q，x轴上的p点位于的右侧。下列判断正确的是 （ ）a在x轴上还有一点与p点电场强度相同b在x轴上还有两点与p点电场强度相同c若将一试探电荷+q从p点移至o点，电势能增大d若将一试探电荷+q从p点移至o点，电势能减小【例10】c为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；p和q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；p板与b板用导线相连，q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度a。在以下方法中，能使悬线的偏角a变大的是（ ） a.缩小a、b间的距离 b.加大a、b间的距离 c.取出a、b两极板间的电介质 d.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 【例11】一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为u，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为u，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（ ）a2v、向下 b2v、向上 c3 v、向下 d3 v、向上【例12】图13是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量q将随待测物体的上下运动而变化，若q随时间t的变化关系为q=（a、b为大于零的常数），其图象如题图14所示，那么图15、图16中反映极板间场强大小e和物体速率v随t变化的图线可能是（ ） 图13 图14 图15 图16a.和 b.和 c.和 d.和vyc1c2图32【例13】如图所示，电源内阻为，电动势为，电压表内阻力10k，y为静电计，两个电容器的电容分别为和下列说法中正确的是（ ）a若，电压表和静电计两端电压相等b若，则电压表两端电压为零c不论和是否相等，电压表两端电压均为零 d上带电量为零【例14】如图所示，当带正电的绝缘空腔导体a的内部通过导线与验电器的小球b连接时，问验电器是否带电？【例15】如图19所示，两块平行金属板a、b彼此平行放置，板间距离为d，两板分别带有等量异种电荷，且a板带正电，两板中间有一带负电的油滴p，当两板水平放置时，油滴恰好平衡，若把两板倾斜60，把油滴从p静止释放，油滴可以打在金属板上，问：（1）油滴将打在哪块金属板上？（2）油滴打在金属板上的速率是多少？ odbapdcyhcdopl【例16】如图所示，a、b为两块平行金属板，a板带正电、b板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为u，在b板上开有两个间距为l的小孔。c、d为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近b板的o处，c带正电、d带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着b板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向o。半圆形金属板两端与b板的间隙可忽略不计。现从正对b板小孔紧靠a板的o处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问：微粒穿过b板小孔时的速度多大；为了使微粒能在cd板间运动而不碰板，cd板间的电场强度大小应满足什么条件；从释放微粒开始，经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低点p点？ mnabe【例17】如图所示，一根长 l = 1.5m 的光滑绝缘细直杆mn ，竖直固定在场强为 e =1.0 105n / c 、与水平方向成300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端m固定一个带电小球 a ，电荷量q+4.5106c；另一带电小球 b 穿在杆上可自由滑动， 电荷量q+1.0 10一6 c，质量m1.010一2 kg 。现将小球b从杆的上端n静止释放，小球b开始运动。（静电力常量k9.010 9nm2c2，取 g =l0m / s2)（l）小球b开始运动时的加速度为多大？（2）小球b 的速度最大时，距 m 端的高度 h1为多大？（3）小球 b 从 n 端运动到距 m 端的高度 h20.61m时，速度为v1.0m / s ，求此过程中小球 b 的电势能改变了多少？abe3.5l固定底座-3q+2q【例18】如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5l。槽内有两个质量均为m的小球a和b，球a带电量为+2q，球b带电量为-3q，两球由长为2l的轻杆相连，组成一带电系统。最初a和b分别静止于左板的两侧，离板的距离均为l。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场e后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求：（1）球b刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球a相对右板的位置。 oabu（a）utu0uxot/2t3t/2（b）【例19】如图a所示，为一组间距d足够大的平行金属板，板间加有随时间变化的电压（如图b所示），设u0和t已知。a板上o处有一静止的带电粒子，其带电量为q，质量为m（不计重力），在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向b板运动，途中由于电场反向，粒子又向a板返回（粒子未曾与b板相碰）。（1）当ux=2u0时求带电粒子在t=t时刻的动能；（2）为使带电粒子在0t时间内能回到o点，ux要大于多少？【例20】如图所示，a、b为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔。一束电子以初动能eko120ev，从a板上的小孔o不断垂直于板射入a、b之间,在b板右侧平行金属板m、n组成一个匀强电场，板长l2102m，板间距离d4103m,偏转电场所加电压u220v，现在a、b峡谷板间加一个如图所示的交变电压u1,在t0到t2s时间内，a板电势高于b板，则在u1随时间变化的第一个周期时间内：(1)电子在哪段时间内可人b板上小孔o射出？(2)在哪段时间内，电子能从偏转电场右侧飞出？(由于a、b两板距离很近,可认为电子穿过a、b板所用时间很短，可不计。)【例21】在真空中速度为v=6.41