第一章静电场复习导学案

第 1 页 静电场理论与方法总结静电场理论与方法总结 姓名姓名 班级班级 学号学号 一 从力的角度描述一 从力的角度描述 电场强度电场强度 1 三个公式的对比理解 三个公式的对比理解 公式公式适应范围适应范围公式的理解公式的理解 q F E 2 r Q kE d U E 2 电场强度是 电场强度是 量 叠加遵循量 叠加遵循 定则定则 3 电荷在静电场受到的力 电荷在静电场受到的力 普适 普适 EqF 库仑定律 库仑定律 用于求用于求 的作用的作用 F 力力 二 从能的角度描述二 从能的角度描述 电势 电势差 电势能电势 电势差 电势能 1 知识结构 说明 知识结构 说明 的线上 的线上 的线左填关系式 的线左填关系式 2 理解 理解 1 电场中确定的两点间的电势差是 电场中确定的两点间的电势差是 的 和零电势参考点的选取的 和零电势参考点的选取 一般选取一般选取 为零电势参考点 故正点电荷的电场的电为零电势参考点 故正点电荷的电场的电 势都是势都是 负点电荷的电场的电势都是 负点电荷的电场的电势都是 2 上述各量均是 上述各量均是 量 但有正负 故本处的计算符号关系特别重要 原则是 量 但有正负 故本处的计算符号关系特别重要 原则是 同号得同号得 异号得 异号得 3 电场中的确定点的电势仅与 电场中的确定点的电势仅与 有关 和该点有无试探电荷有关 和该点有无试探电荷 而 而 电场中电荷的电势能不仅与电场中电荷的电势能不仅与 有关 还与试探电荷的有无及有关 还与试探电荷的有无及 有关 有关 静电力做功 WAB WAB 电势能 EP 电势 电势差 UAB 电势能变化 EP 具 有 相 对 性 第 2 页 3 静电力的功 静电力的功 特点是电场力做功与路径特点是电场力做功与路径 只与 只与 有关 有关 计算方法 计算方法 W qE d d 为电荷初末位置在电场方向上的位移 为电荷初末位置在电场方向上的位移 ABAB WqU 借助电势能的变化借助电势能的变化 用动能定理用动能定理 4 判断电势高低的方法 判断电势高低的方法 利用电场线 沿电场线的方向电势利用电场线 沿电场线的方向电势 利用电势能 正电荷 电势能增大 利用电势能 正电荷 电势能增大 静电力静电力对电荷做负功 对电荷做负功 电势 电势 负电荷 负电荷 电势能增大 电势能增大 静电力静电力对电荷做负功 对电荷做负功 电势 电势 5 判断电势能增加 减少的方法 判断电势能增加 减少的方法 利用静电力的功 静电力做正功 电势能利用静电力的功 静电力做正功 电势能 静电力做负功 电势能 静电力做负功 电势能 利用电势 正电荷 电势升高 电势能利用电势 正电荷 电势升高 电势能 负电荷 电势升高 电势能 负电荷 电势升高 电势能 三 形象描述电场三 形象描述电场 电场线与等势面电场线与等势面 1 电场线概念 电场线概念 电场线就是在电场中画出一些电场线就是在电场中画出一些 的曲线 这些曲线上 每一点的切线方向都表的曲线 这些曲线上 每一点的切线方向都表 示示 注意 电场线不是电场中实际存在的线而是形象描述电场的假象的线注意 电场线不是电场中实际存在的线而是形象描述电场的假象的线 2 电场线的特点 电场线的特点 1 电场线起于正电荷或无限远 止于无限远或负电荷 是假想的 不是真实的 电场线起于正电荷或无限远 止于无限远或负电荷 是假想的 不是真实的 2 电场线在电场中不相交 电场线在电场中不相交 总之 电场线有头 有尾 有方向 不相交 不间断 不闭合 总之 电场线有头 有尾 有方向 不相交 不间断 不闭合 3 电场线的作用 电场线的作用 1 电场线的疏密表示电场的 电场线的疏密表示电场的 方向表示电场的 方向表示电场的 2 沿电场线的方向电势 沿电场线的方向电势 且电场强度的方向是电势降落最 且电场强度的方向是电势降落最 的方向 的方向 反之 电势降落方向不一定是电场线 电场强度 的方向反之 电势降落方向不一定是电场线 电场强度 的方向 4 等势面的概念 定义 电场中 等势面的概念 定义 电场中 构成的面叫等势面 构成的面叫等势面 材料一 特殊电场线与等势面材料一 特殊电场线与等势面 第 3 页 5 等势面与电场线的关系 等势面与电场线的关系 1 电场线总是与等势面垂直 且从 电场线总是与等势面垂直 且从 等势面指向等势面指向 等势面 等势面 2 电场线越密的地方 等势面也 电场线越密的地方 等势面也 3 沿等势面移动电荷 电场力 沿等势面移动电荷 电场力 做功 做功 4 匀强电场中沿任意方向的直线上相等的距离电势降落 匀强电场中沿任意方向的直线上相等的距离电势降落 材料二 下面均以无穷远处为零电势点 场强为零 材料二 下面均以无穷远处为零电势点 场强为零 电场线电场线大部分是曲线 起于无穷远 终止于负电荷 有两条电场线是直线 大部分是曲线 起于无穷远 终止于负电荷 有两条电场线是直线 电势电势每点电势均为负值 每点电势均为负值 场强场强 以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向 相反 都是背离中点 由连线的一端到另一端 先减小再增大 相反 都是背离中点 由连线的一端到另一端 先减小再增大 连连 线线 上上 电势电势由连线的一端到另一端先升高再降低 中点电势最高不为零 由连线的一端到另一端先升高再降低 中点电势最高不为零 场强场强 以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向 相反 都沿着中垂线指向中点 由中点至无穷远处 先增大再减相反 都沿着中垂线指向中点 由中点至无穷远处 先增大再减 小至零 必有一个位置场强最大 小至零 必有一个位置场强最大 等量等量 同种同种 负点负点 电荷电荷中中 垂垂 线线 上上电势电势中点电势最低 由中点至无穷远处逐渐升高至零 中点电势最低 由中点至无穷远处逐渐升高至零 电场线电场线 大部分是曲线 起于正电荷 终止于无穷远 有两条电场线是直线 大部分是曲线 起于正电荷 终止于无穷远 有两条电场线是直线 电势电势每点电势为正值 每点电势为正值 场强场强 以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向 相反 都是指向中点 由连线的一端到另一端 先减小再增大 相反 都是指向中点 由连线的一端到另一端 先减小再增大 连连 线线 上上电势电势由连线的一端到另一端先降低再升高 中点电势最低不为零 由连线的一端到另一端先降低再升高 中点电势最低不为零 场强场强 以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向以中点最小为零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向 相反 都沿着中垂线指向无穷远处 由中点至无穷远处 先增大相反 都沿着中垂线指向无穷远处 由中点至无穷远处 先增大 再减小至零 必有一个位置场强最大 再减小至零 必有一个位置场强最大 等量等量 同种同种 正点正点 电荷电荷 中中 垂垂 线线 上上电势电势中点电势最高 由中点至无穷远处逐渐降低至零 中点电势最高 由中点至无穷远处逐渐降低至零 电场线电场线大部分是曲线 起于正电荷 终止于负电荷 有三条电场线是直线 大部分是曲线 起于正电荷 终止于负电荷 有三条电场线是直线 电势电势 中垂面有正电荷的一边每一点电势为正 有负电荷的一边每一点电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正 有负电荷的一边每一点电势 为负 为负 场强场强 以中点最小不等于零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 以中点最小不等于零 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向相同 都是由正电荷指向负电荷 由连线的一端到另一端 方向相同 都是由正电荷指向负电荷 由连线的一端到另一端 先减小再增大 先减小再增大 等量等量 异种异种 点电点电 荷荷 连连 线线 上上 电势电势由正电荷到负电荷逐渐降低 中点电势为零 由正电荷到负电荷逐渐降低 中点电势为零 第 4 页 场强场强 以中点最大 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向相同 以中点最大 关于中点对称的任意两点场强大小相等 方向相同 都是与中垂线垂直 由正电荷指向负电荷 由中点至无穷远处 都是与中垂线垂直 由正电荷指向负电荷 由中点至无穷远处 逐渐减小 逐渐减小 中中 垂垂 线线 上上电势电势中垂面是一个等势面 电势为零 中垂面是一个等势面 电势为零 四 电容四 电容 1 电容器的定义 两个彼此 电容器的定义 两个彼此 又相互靠近的导体就可以看作一个电容器 又相互靠近的导体就可以看作一个电容器 2 使电容器带电的过程叫 使电容器带电的过程叫 使电容器失去电荷的过程叫 使电容器失去电荷的过程叫 3 电容 物理意义 表示电容器容纳电荷本领的大小 电容 物理意义 表示电容器容纳电荷本领的大小 定义 电容器的带电量和电容器两极板电压之比 公式定义 电容器的带电量和电容器两极板电压之比 公式 C 单位 单位 1F F PF 电容器的电容由电容器本身因素决定 与带电量 极板电压无关 电容器的电容由电容器本身因素决定 与带电量 极板电压无关 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容 C 4 平行板之间的电场是 平行板之间的电场是 电场 电场强度电场 电场强度 E 方法 电容器的相关问题共两类方法 电容器的相关问题共两类 电量不变 电量不变 电压不变 通常上述三式结合研究 电压不变 通常上述三式结合研究 五 带电粒子在电场中的运动五 带电粒子在电场中的运动 一 仅受静电力作用 一 仅受静电力作用 1 加速 减速问题加速 减速问题 研究方法 研究方法 1 利用牛顿第二定律结合运动学公式 利用牛顿第二定律结合运动学公式 2 借助动能定理 借助动能定理 2 带电粒子在电场中的偏转 垂直匀强电场射入 只受电场力 带电粒子在电场中的偏转 垂直匀强电场射入 只受电场力 研究方法 研究方法 垂直电场方向是垂直电场方向是 运动 平行电场方向是运动 平行电场方向是 运动运动 与平抛运动的研究方法类似 与平抛运动的研究方法类似 3 离开电场后的运动是 离开电场后的运动是 4 动能和电势能之和保持不变 动能和电势能之和保持不变 二 综合应用 除受静电力作用外其他力也必须考虑 二 综合应用 除受静电力作用外其他力也必须考虑 研究方法 当力学问题研究研究方法 当力学问题研究 1 选对象 选对象 根据题意确定所研究的对象根据题意确定所研究的对象 2 细分析 细分析 对研究对象的受力情况 画出受力示意图 运动分析 画出运动示意图 对研究对象的受力情况 画出受力示意图 运动分析 画出运动示意图 3 选择解题方法 利用牛顿第二定律结合运动学公式或能量观点 选择解题方法 利用牛顿第二定律结合运动学公式或能量观点 4 列方程 解方程得结果 列方程 解方程得结果 六 静电现象及应用六 静电现象及应用 1 用丝绸摩擦过的 用丝绸摩擦过的 所带的电荷叫做所带的电荷叫做 用毛皮摩擦过的 用毛皮摩擦过的 所带的电荷叫做所带的电荷叫做 带电体都具有 带电体都具有 物体的性质 自然界中只存在物体的性质 自然界中只存在 电荷 且同种电荷电荷 且同种电荷 异种电荷 异种电荷 2 使物体带电的方式有 使物体带电的方式有 第 5 页 1 两个完全相同的金属球接触后的电量 两个完全相同的金属球接触后的电量 2 感应使物体带电的实质是电场的作用 感应起电的方法是 感应使物体带电的实质是电场的作用 感应起电的方法是 3 电荷守恒定律是自然界中普遍遵循的规律 故摩擦起电和感应起电当然也遵循 电荷守恒定律是自然界中普遍遵循的规律 故摩擦起电和感应起电当然也遵循 4 元电荷 元电荷 叫元电荷 元电荷是由叫元电荷 元电荷是由 国科学家国科学家 首先测首先测 定定 静电场理论与方法总结答案静电场理论与方法总结答案 一 一 2 矢矢 平行四边形定则平行四边形定则 3 真空中点电荷间真空中点电荷间 2 21 r qq kF 二 二 1 qEdFlWAB cos ABAB qUW pAB EW PAPBP EEE ABP qUE qEP ABAB qUW BAAB U 2 1 绝对绝对 无关无关 地面地面 无穷远处无穷远处 正的正的 负的负的 2 标 标 正正 负负 3 电场本身 电场本身 无关无关 试探电荷的正负试探电荷的正负 公式公式适应范围适应范围公式的理解公式的理解 q F E 定义式 适用于一切电场定义式 适用于一切电场q 是检验电荷 是检验电荷 E 与与 F q 无关无关 2 r Q kE 决定式 适用于真空中的决定式 适用于真空中的 点电荷点电荷 Q 是场源电荷 是场源电荷 E 与与 Q 成正比成正比 d U E 仅对匀强电场适用仅对匀强电场适用d 为沿电场线方向的距离为沿电场线方向的距离 第 6 页 3 1 无关无关 初末位置初末位置 4 1 逐渐降低逐渐降低 2 升高升高 降低降低 5 1 减少减少 增大增大 2 增大增大 减少减少 三 三 1 有方向有方向 该点电场强度的方向该点电场强度的方向 3 1 强弱强弱 方向方向 2 逐渐降低逐渐降低 快快 4 电势相等的点电势相等的点 5 1 电势高的电势高的 电势低的电势低的 2 越密越密 3 不不 4 相等相等 四 四 1 绝缘绝缘 2 充电充电 放电放电 3 106 1012 4 匀强匀强 U Q C kd S C r 4 d U E 五 五 一一