秋季高二讲义.doc

库伦定律基本内容描述及题型总结一、电荷守恒定律1物质的电结构：构成物质的原子本身包括：_的质子和_的中子构成_，核外有带_的电子，整个原子对外_表现为_2元电荷：最小的电荷量，其值为e_.其他带电体的电荷量皆为元电荷的_3电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体_到另一个物体，或者从物体的一部分_到另一部分；在转移过程中，电荷的总量_(2)起电方式：_、_、感应起电(3)带电实质：物体带电的实质是_二、库仑定律1点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的_和_对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷2库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成_，与它们的距离的二次方成_，作用力的方向在它们的_上(2)公式：F_，其中比例系数k叫做静电力常量，k9.0109 Nm2/C2.(3)适用条件：_；_.3库仑定律的理解：库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用电荷守恒定律及静电现象例1使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 ()跟踪训练1把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是()A带等量异种电荷B带等量同种电荷C带不等量异种电荷D一个带电，另一个不带电库仑力作用下的平衡问题与动力学问题例2、(2009江苏高考)两个分别带有电荷量Q和3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为 ()A.F B.F C.F D12F跟踪训练2、如图所示，把质量为0.2 g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为4108 C的小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3 cm时，丝线与竖直方向夹角为45.则：(1)此时小球B受到的库仑力F的大小为多少？(2)小球A带何种电荷？(3)小球A所带电荷量是多少？跟踪训练3 如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA3109 C、QB4109 C、QC3109 C的A、B、C点电荷，试求作用在点电荷A上的作用力的大小1下列哪些带电体可视为点电荷（ ）A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D带电的金属球一定不能视为点电荷2 对于库仑定律，下面说法正确的是（ ）A凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = ；B两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D当两个半径为r的带电金属球心相距为4r时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量3两个点电荷相距为d，相互作用力大小为F，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小为4F，则两点之间的距离应是（ ）A4d B2d Cd/2 Dd/44两个直径为d的带正电的小球，当它们相距100 d时作用力为F，则当它们相距为d时的作用力为（ ）AF100 B10000F C100F D以上结论都不对5两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将（ ）A保持不变 B先增大后减小 C增大 D减小6两个放在绝缘架上的相同金属球相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷量，相互作用的斥力为3F现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（ ）AO BF C3F D4F7如图所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为和卢，且 ，由此可知（ ）AB球带电荷量较多BB球质量较大CA球带电荷量较多D两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为、，则仍有 E BQ为负电荷时，E E DQ为正电荷时，EUbUc一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知 A粒子从K到L的过程中，电场力做负功B粒子从L到M的过程中，电场力做负功C粒子从K到L的过程中，电势能增加D粒子从L到M的过程中，动能减少 1在电场中，已知A点的电势高于B点的电势，那么( )A把负电荷从A点移到B点，电场力做负功 B把负电荷从A点移到B点，电场力做正功C把正电荷从B点移到A点，电场力做负功 D把正电荷从B点移到A点，电场力做正功图14132如图所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，1、2为P1、P2两点的电势，则 ( )AE1 E2，12BE1 E2，12CE12DE1 E2，1 EB 、A B BEA BCEA EB 、A EB 、A HB若A、B球带等量同种电荷，则h=HC若A、B球带等量异种电荷，则hH D若A、B球带等量异种电荷，则h=H6下列说法中，正确的是( ) A沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B沿着电场线的方向电势定越来越低C匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同D匀强电场中各点的电势一定相等7关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是 ( ) A在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 B正电荷沿电场线移动，电势能总增大C负电荷沿电场线移动，电势能一定增大D电荷沿电场线移动，电势能一定减小8如图3417所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OAOB，用、分别表示A、B两点的场强和电势，则 ( ) A一定大于，一定大于B不一定大于，一定大于C一定大于，不一定大于 D不一定大于，不一定大于 9电场中某点A的电势为10V，另一点B的电势为-5V，将一电荷量为Q = -210-9C的电荷从A点移到B点时，电场力做的功为多少？这个功是正功还是负功？ 10将带电荷量为110-8C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功110-6J问：(1) 电荷的电势能是增加还是减小? 电荷在A点具有多少电势能?(2) A点的电势是多少?(3) 若电场力可以把带电荷量为210-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电? 电场力做了多少功? (取无限远处为电势零点)11如图所示，一个质量为m、带有电荷-q的小物体，可以在水平轨道上运动，端有一与轨道垂直的固定墙轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿轴正方向，小物体以速度从点沿轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力作用，且.设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程 电势差1电势差：电荷q在电场中A、B两点间移动时，电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值，叫做A、B间的电势差，也叫电压公式：UAB_.单位：伏(V)2电势差与电势的关系：UAB_，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值，而且有UABUBA.3电势差UAB由_决定的，与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关，与零电势点的选取也_4电势差与电场强度的关系：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿_方向的距离的乘积即UEd，也可以写作E.1、电势差例1、在电场中把一个电荷量q-610-6C的点电荷从A点移到B点，克服电场力做功310-5J，问A、B两点间的电势差是多少? 如将电荷q从电场中拿走，A、B两点间的电势差又是多少?变式训练3一电荷量为210-8C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在这个过程中电场力对点电荷做功为810-8J，若a点电势为a，b点电势为b，则下列结论中正确的是 ( )A可以判定a-b400 V B可以判定a-b-400 VCa-b可能等于零 D不能判断a-b的值2电场力做的功 例1 有一带电荷量q=-3106C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，点电荷克服电场力做6104J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9104J的功，求A、C两点间的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高. 变式训练：例2 两带电小球，电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为的绝缘杆两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕经过O点垂直于杆的轴转过180，则在此过 程中电场力做功为 ( ) A0 BqEC2qE DqE电势差与电场强度的关系例4如图所示，ABCD是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是=15 V，=3 V、= -3 V，由此可以推断D点电势是多少伏?1对于电场中A、B两点，下列说法正确的是 （ ）A电势差的定义式UABWABq，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比BA、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C将l C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 VD电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功2(2005年上海高考)在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m，带电荷量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qEm，物体运动s距离时速度变为零，则 ( )A物体克服电场力做功qEs B物体的电势能减少了0.8qEsC物体的电势能增加了qEs D物体的动能减少了0.8qEs3如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（ ） 第3题图A小物块所受电场力逐渐减小B小物块具有的电势能逐渐减小CM点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 4电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，把电荷q110C从B点移到A点时电场力做了10J的功；电荷q2-10C，在B点的电势能比在C点时大10J ，那么：(1) 比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是_ ；(2) A、C两点间的电势差是_ V；(3) 若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是_ J5在电场中有A、B两点，它们的电势分别为A-100V，B200 V，把电荷量q-2.010C的电荷从A点移动到B点，是电场力做功还是克服电场力做功? 做了多少功?6如图所示，将一质量为m，电荷量为+g的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动，杆长为L，杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化 图1597如图所示，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，求小球经过最低点时细线对小球的拉力 8在370 JRB22彩色显像管中，阴极A与阳极B间电势差UAB-22.5kV，电子从阴极至阳极加速，试求电场力做的功为多少? 电子到达阳极的速度v为多少?（电子质量me9.11031kg）带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的加速：带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子_的增量(1)在匀强电场中：WqEdqUmv2mv或FqEqma.(2)在非匀强电场中：WqUmv2mv.二、带电粒子在电场中的偏转分析带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场后的运动性质(如图2所示) 1进入电场的方式：一个质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0_于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场，两板间的电势差为U.2受力特点：粒子所受电场力大小_，且电场力的方向与初速度v0的方向垂直3运动特点：做_运动，与力学中的平抛运动类似4运动规律(两平行金属板间距离为d，金属板长为l)： 例2两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图183所示，OAh，此电子具有的初动能是 ( )A BedUh C D 例3一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图184所示如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 (粒子的重力忽略不计)变式训练4如图185所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求： 图185的大小；离子在偏转电场中运动时间；离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；离子在偏转电场中的加速度；离子在离开偏转电场时的横向速度；离子在离开偏转电场时的速度的大小；离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；离子离开偏转电场时的偏转角的正切值tg2一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是( )A如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大B如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高C如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低abD如果实线是等势面，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大变式训练：3一带电粒子射入一正点电荷的电场中，运动轨迹如图所示，粒子从A运动到B，则A粒子带负电B粒子的动能一直变大C粒子的加速度先变小后变大D粒子在电场中的电势能先变小后变大1一束带电粒子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有粒子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子 ( )A都具有相同的质量 B都具有相同的电荷量C电荷量与质量之比都相同 D都是同位素图18152有三个质量相等的小球，分别带正电、负电和不带电，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，它们分别落在下板的A、B、C三处，已知两金属板的上板带负电荷，下板接地，如图1815所示，下列判断正确的是 ( )A、落在A、B、C三处的小球分别是带正电、不带电和带负电的B、三小球在该电场中的加速度大小关系是aAaBaCC、三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等D、三小球到达下板时动能的大小关系是EKCEKBEKA图18163如图1816所示，一个带负电的油滴以初速v0从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中，若油滴达最高点时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置 ( )A、P点的左上方 B、P点的右上方C、P点的正上方 D、上述情况都可能4. 一个不计重力的带电微粒，进入匀强电场没有发生偏转，则该微粒的 ( ) A. 运动速度必然增大 B运动速度必然减小C. 运动速度可能不变 D运动加速度肯定不为零5. 氘核(电荷量为+e，质量为2m)和氚核(电荷量为+e、质量为3m)经相同电压加速后，垂直偏转电场方向进入同一匀强电场飞出电场时，运动方向的偏转角的正切值之比为（不计原子核所受的重力） ( ) A1：2 B2：1 C1：1 D1：46 如图所示，从静止出发的电子经加速电场加速后，进入偏转电场若加速电压为U1、偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下)，可选用的方法有（ ） A 使U1减小为原来的1/2 B使U2增大为原来的2倍C使偏转电场极板长度增大为原来的2倍D使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2图18187如图所示是某示波管的示意图，如果在水平放置的偏转电极上加一个电压，则电子束将被偏转每单位电压引起的偏转距离叫示波管的灵敏度，下面这些措施中对提高示波管的灵敏度有用的是 ( )A尽可能把偏转极板L做得长一点B尽可能把偏转极板L做得短一点C尽可能把偏转极板间的距离d做得小一点D将电子枪的加速电压提高8一个初动能为Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为2Ek，如果此电子的初速度增至原来的2倍，则它飞出电容器的动能变为 ( )A4Ek B8Ek C4.5Ek D4.25Ek9.在匀强电场中，同一条电场线上有A、B两点，有两个带电粒子先后由静止从A点出发并通过B点若两粒子的质量之比为2：1，电荷量之比为4：1，忽略它们所受重力，则它们由A点运动到B点所用时间之比为( )A.1： B：1 C1：2 D2：16如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）A三个等势面中，a的电势最高B带电质点通过P点时的电势能较Q点大C带电质点通过P点时的动能较Q点大D带电质点通过P点时的加速度较Q点大电学基础及部分电路欧姆定律1.电流 ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 对于金属导体有I=nqvS2.电阻定律 材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大半导体的电阻率随温度的升高而减小有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零3.欧姆定律：（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。4.电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量5.电功公式：W=qU=Iut纯电阻电路：电功等于电热非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能6.电功率用电器总功率：P=UI，对纯电阻电路：P=UI=I2R=U2/R 电源总功率：P总=EI电源输出功率：P出=UI电源损失功率：P损=I2r电源的效率：，对于纯电阻电路，效率为100%命题方向1：电流概念及其微观表达式运用例1.下列有关电流的说法中正确的是( )A .在电解液中阳离子定向移动形成电流，阴离子定向移动也形成电流B .粗细不均匀的一根导线中通以电流，在时间t内，粗的地方流过的电荷多，细的地方流 过的电荷少C.通过导线横截面的电荷越多，则导线中电流越大D.物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压例2.有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目N可表示为( )AnvSt Bnvt CIt/e DIt/Se跟踪训练1：某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是( )A.0 B.0.8A C.1.6A D .3.2A跟踪训练2：一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上Q库伦的负电荷，当它以角速度绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流为多大( )A. Q B. C. D.命题方向2：电动势的理解例1.下列关于电动势的说法中正确的是( )A.电动势的大小与非静电力的功成正比，与移送电荷量的大小成反比B.电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样C.电动势公式E=W/q中W与电压U=W/Q中的W是一样的，都是电场力的功D.电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量跟踪训练1：关于电动势，下列说法正确的是( )A.在电源内部把正电荷从负极移到极，非静电力做功，电能增加B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大C.电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多跟踪训练2：铅蓄电池的电动势为2V，这表示( )A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强命题方向3：电阻率及其公式的运用与理解例1.两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为( )A.21 B.12C.61 D.16跟踪训练1：甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d10.5 mm和d21 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是( )A6.0 A B7.5 A C10.0 A D8.0 A跟踪训练2：某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。导电介质的电阻率为、制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，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，R的合理表达式应为( )A.R= B.R=C.R=D.R=命题方向4：部分电路中功和功率的计算例1. 如图所示电路中，R1、R2都是4 W、100 的电阻，R3是1 W、 100 的电阻，则A、B间允许消耗的最大功率是( )A1.5 W B9 W C8 W D.9/8 W跟踪训练1：一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C的电荷量时，有330 J的电能转化为内能，则( )A电阻所