高中物理选修3-1(学案)

第一章静电场11电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度【学习目标】1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。4、知道用电场线描述电场的方法。理解引入电场线的意义。【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。所有带电体的带电量都是电荷量E的整数倍，电荷量E称为。2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。3、使物体带电有方法摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离R的成反比，作用力的方向沿着它们的。公式F其中静电力常量K适用范围真空中的。4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律与两个物体、有关，只有力M1，M2，R库仑定律（1）都与距离的二次方成反比（2）都有一个常量与两个物体、有关，有力，也有力Q1，Q2，R三、电场强度1、电场和电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质，周围存在电场，放入电场中某点的电荷所受的跟该电荷所带的比值叫做该点的电场强度电场强度和定义式公式，单位，或V/M物理意义是描述电场力的性质的物理量，能够反映电场的强弱相关因素E的大小和的大小无关，是由电场决定的，只与形成电场的电荷和该点有关，与试探电荷无关矢标性电场强度的方向与该点所受电场力的方向相同，与受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即定则。2、电场强度的几个公式（1）是电场强度的定义式，适用于的静电场。FEQ（2）是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适2QKR用于在真空中形成的电场。（3）是匀强电场中场强的计算式，只适用于，其中，D必UED须是沿的距离。3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。四、电场线（1）电场线在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟该点的方向一致，这样的曲线就叫做电场线。电场线是人们为了描述而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的和。（2）电场线的性质电场线起始于（或无穷远处）；终止于（或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的方向一致。疏密程度反映了电场的，电场线密集的地方场强；电场线稀疏的地方场强。在没有电荷的空间，电场线不能，两条电场线不能。（3）与电势的关系在静电场中，电场线和等势面且由电势较的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来，但顺着电场线的方向场强越来越小。（4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹是的，它们只有在一定的条件下才能重合。即电场线是。电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线。电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。只有同时满足这三个条件，轨迹才和电场线重合。【典型例题】例1如图11所示，有两个带电小球，电量分别为Q和9Q，在真空中相距04M。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是哪种电荷应放在什么地方电量是Q的几倍QQ9QACB（图11）（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）（3）解题过程例2（2004广西模拟）如图12所示，初速度为的带电粒子，从A点射入电场，沿虚线运动到B点，判断（1）粒子带什么电（2）粒子加速度如何变化（3）画出A、B两点的加速度方向。图12（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）Q2QACDB（3）解题过程例3如图13所示，A、B两点放有电荷量Q和2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且ACCDDB，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（）A、电场力一直做正功B、电场力先做正功再做负功C、电场力一直做负功图13D、电场力先做负功再做正功（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）（3）解题过程【针对训练】1、真空中有两个相同的金属小球A和B，相距为R，带电量分别是Q和2Q，但带何种电荷未知，它们之间的相互作用力大小为F，有一个跟A、B相同的不带电的金属球C，当C跟A、B依次各接触一次后移开，再将A、B间距离变为2R，那么A、B间的作用力大小可能是（）A、5F/64B、5F/32C、3F/64D、3F/162、如图14所示，绝缘的细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球A，A的表面镀有铝膜，在A的近旁有一绝缘金属球B，开始时，A、B都不带电，如图所示，现使B带电则（）ABA、A、B间不发生相互作用B、B将吸引A，吸住后不放开C、B立即把A排斥开D、B先吸引A，接触后又把A排斥开3、有关电场强度的理解，下述正确的是（）A、由可知，电场强度E跟放入的电荷Q所受的电场力成正比。FEQB、当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C、由EKQ/R2可知，在离点电荷很近，R接近于零，电场强度达无穷大D、电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关。4、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q的正电荷，另一电荷量为Q的带正电的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷的受力为零，现在球壳上挖去半径为R的小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为（已知静电力常量为K），方向【能力训练】1、如图15所示为电场中的一根电场线，在该电场线上有A、B两点，用EA、EB分别表示两处场强的大小，则（）A、A、B两点的场强方向相同B、因为电场线由A指向B，所以EAEBC、因为电场线是直线，所以EAEB图15D、因为不知道A、B附近的电场线分布情况，所以不能确定EA、EB的大小关系。2、在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电Q2，且Q12Q2，用E1APBACDB和E2分别表示两个点电荷所产生的场强大小，则在X轴上（）A、E1E2之点只有一个，该处的合场强为零B、E1E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2C、E1E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2D、E1E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E23、如图16所示，用两根细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点，A球质量大于B球的质量，A球所带的电荷量大于B球所带的电荷量。两球静止时，A、B两球处在同一水平面上，悬线与竖直线的偏角分别为和，则（）A、B、C、D、无法确定4、如图17所示，直线A、B是一条电场线，在其上某点P处由静止开始释放一负试探电荷时，它沿直线向B处运动，对此现象，下列判断正确的是（不计电荷重力）A、电荷一定向B做匀加速运动B、电荷一定向B做加速度越来越小的运动C、电荷一定向B做加速度越来越大的运动图17D、电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定。5、如图所示，A、B为带电量分别是Q和Q的两个等量异种点电荷，C、D为A、B连线上的两个点，且ACBD，则C、D两点电场强度6、如图19所示，半径为R的圆与坐标轴的交点分别为A、B、C、D，空间有与X轴正方向相同的匀强电场，同图18时，在0点固定一个电荷量为Q的点电荷，如果把一个带电量为Q的试探电荷放在C点，则恰好处于平衡，那么该匀强电场的场强大小为，A、D两点的合场强大小分别为、。7、（2004广东）已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，E为电子所带电荷量的大小，23E13如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离为L，L151015M。试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（）8、两个质量都为M的小球可视为质量，用长度都是L的绝缘细线悬挂在同一点，使它们带上等量同种电荷，平衡时两悬线的夹角为2，求每个小球所带的电量。9、一粒子质量为M，带电量为Q，以初速度V，跟水平方向成45角斜向上进入匀强电场区域，粒子恰沿直线运动，求这匀强电场场强的最小值，并说明其方向。10、用三根长均为L的细丝线固定两个质量为M、带电量分别为Q和Q的小球，如图110所示，若加一个水平向左的匀强电场，使丝线都被拉紧且处于平衡状态，则所加电场E的大小应满足什么条件12电场能的性质【学习目标】1、理解电场力做功特点，掌握电场力做功和电势能的变化的关系2、理解电势能、电势的概念及相互关系。3、理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。4、理解电势差的定义及正负值的定义。5、会用进行有关计算/ABBABUWQ及6、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系ABUED7、会用或解决有关问题ABED/ABD【自主学习】一、电势差、电势、电势能定义电荷Q在电场中的两点间移动时电场力所做的功WAB与电荷量Q的比值公式/,ABU单位伏,符号V电势差物理意义描述电场能的性质，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时电场力的功定义电场中某点的电势是指该点与零电势点之间的电势差，符号物理意义电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力的功，描述电场能的性质电势与电势差的关系ABBU类似于高度差和高度的关系电势能定义电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）2、（1）电场中确定的两点间的电势差是的，和零电势参考点（标准点）的选取。（2）电势是相对量，它的大小和电势零点选取（3）在选取了参考点以后，在确定的电场中的确定点的电势是，和该点有无试探电荷无关。（4）正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由电势处向电势处运动；负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由向运动。二、电场力的功1、特点电场力做功与路径，只与有关。2、计算方法（1）由公式WQES（S为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式（为电荷初末位置间电势差的大小）ABWQUAB（3）由电场力做功和电势能的变化的关系分别是电ABPBPAWE荷电场中A、B两点的电势能）（4）由动能定理KEA电场力其他力三、等势面1、定义电场中构成的面叫等势面。2、等势面与电场线的关系（1）电场线总是与等势面垂直，且从等势面指向等势面。（2）电场线越密的地方，等势面也。（3）沿等势面移动电荷，电场力做功，沿电场线移动电荷，电场力做功。（4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。四、电势差与电场强度的关系1、匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为U2、说明（1）UED只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E越大处，D，即等势而越（2）式中D的含义是某两点距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最的方向。（3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落【典型例题】例1图121中，A、B为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在A点由静止释放，沿电场线向上运动，到B点恰好速度为零，下列说法中正确的是（）A、带电质点在A、B两点所受的电场力都是竖直向上的B、A点的电势比B点的电势高C、带电质点在A点的电势能比在B点的电势能小D、A点的电场强度比B点的电场强度大（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）（3）解题过程例2如图122所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB5CM，BC12CM，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60角，一个电量为Q4108C的正电荷从A移到B电场力做功为W112107J求（1）匀强电场的场强E（2）电荷从B移到C，电场力做功W2（3）A、C两点的电势差UAC分析（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）3解题过程例3123如图所示，在场强E15103N/C的匀强电场中，有A、B、C三点，AB垂直于电场线，BC平行于电场线，AB3CM，BC4CM，AC5CM，A、B的电势差UAB0，B、C电势差UBC与A、C电势差UAC相等，UBCUAC60V，把一正电荷放在A点，求（1）电荷Q在A点受到的电场力为多大810Q方向怎样（2）电荷Q沿路线到达C点，电场力各做了多少功电场力做B功有什么特点电势能怎样变化变化了多少分析（1）（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程例4如图124所示，两平行金属板A、B间接有直流电源，一电子从A板附近无初速释放，当电子到达B极板时速度为V1，现将B板向左移动一段距离，使A、B间距离变为原来的一半，仍让电子从A板附近无初速释放，当电子到达B板时速度为V2，则有（）A、V1V2B、V12V2C、D、112V分析（1）（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）3解题过程【针对训练】1、如图125所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（）A、场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B、场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C、场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D、场强最小的点是C点，电势最高的点是A点2、如图126所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其电场中的两点，若E1、E2为P1和P2两点的电场强度的大小，、为P1和P2两点的电势，则（）12A、12,EB、C、12,D、12,E3、如图127所示为某一电场的电场线和等势面，已知，则（）5,3,ACVABCA、B、4B4C、D、上述三种情况都有可能4、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5、某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图128所示，可以判定（）A、粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B、粒子在A点的动能小于它在B点的动能C、粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D、电场中A点的电势低于B点的电势【能力训练】1、如图129所示，在真空中有两个带相等电荷量的正电荷Q1和Q2，它们分别固定在A、B两点，DC为AB连线的中垂线，现将正电荷Q3由C沿CD移至无穷远处，在此过程中（）A、Q3的电势能逐渐增加B、Q3的电势能先逐渐增加，后逐渐减少C、Q3受到电场力逐渐减小D、Q3受到电场力先逐渐增大，后逐渐减小2、如图1210所示，在某电场中，沿ABCDA移动一负电荷，电场力分别做功为4,2,3ABBCCDWEVEWV则以下判断正确的是A、D点的电势最高，且ABB、C点的电势最高，且C、B点的电势最高，且ADD、A点的电势最高，且B3、如图1211所示，虚线A、B和C是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和一带正电的粒子AB,CC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从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4、一带电粒子射入一固定在O点的点电荷电场中，粒子运动轨迹如1212图中细线ABC所示，图中粗线是同心圆弧，表示电场等势面，不计重力，则以下判断正确的有（）A、此粒子一直受静电斥力作用B、粒子在B点的电势能一定大于A点的电势能C、粒子在B点的速度一定和在C点的速度大小相等D、粒子在A，C两点的动能、速度大小相等5、如图113中虚线表示等势面相邻两等势面间电势差相等，有一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在A点的动能为20EV，运动到B点时的动能为2EV，若取C点为零势点，则当粒子的电势能为6EV时，它的动能是（）A、16EVB、14EVC、6EVD、4EV6、（山东济南联考题）如图1214所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等，一正电荷在等势面A处的动能为20J，运动到等势面C处动能为零，现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为2J时的动能是J，（不计重力和空气阻力）7、（2005湖北宜昌模拟）图1215中的虚线A、B、C、D表示匀强电场中的4个等势面，两个带电粒子M、N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示，已知M是带正电的带电粒子，则下列说法中正确的是（）A、N一定也带正电B、A点的电势高于B点的电势，A点的场强大于B点的场强C、带电粒子N的动能减小，电势能增大D、带电粒子N的动能增大，电势能减小8、如图1216所示，带电体Q固定，带电体P的电荷量为Q，质量为M，与绝缘的水平面间的动摩擦因数，将P在A点由静止放开，则在Q的排斥下运动到B点停下，A、B相距为S，下列说法正确的是（）A、若将P从B点由静止拉到A点，水平拉力至少做功2MGSB、若将P从B点拉到A点，水平拉力至少做功C、P从A点运动到B点，电势能增加MGSD、P从A点运动到B点，电势能减少9、图中虚线1217所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过A、B点时的动能分别为26EV和5EV。当这一点电荷运动到某一位置，其电热能变为8EV时，它的动能为多大10、一端固定的长为L的绝缘线，另一端拴住质量为M带电荷量为Q的小球，放在水平向右的匀强电场中，如图1218所示，把细线拉至水平，将小球从A点由静止释放，当小球向下摆过60角达B的位置时速度恰好为零，求（1）A、B两点间的电热差（2）匀强电场的场强13电容器与电容带电粒子在电场中的运动【学习目标】1、了解电容器及电容的概念，常握平行板是容器的电容问题分析方法，认识常用电容的结构。2、掌握带电粒子在电场中加速和偏转问题的处理方法，了解示波器的原理及应用。【自主学习】一、电容器与电容1、电容器、电容（1）电容器两个彼此又互相的导体都可构成电容器。（2）电容物理意义表示电容器电荷本领的物理量。定义电容器所带（一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间的比值叫电容器的电容。定义式QCUA2、电容器的充放电过程（1）充电过程特点（如图131）充电电流电流方向为方向，电流由大到小；电容器所带电荷量；电容器两板间电压；电容中电场强度；当电容器充电结束后，电容器所在电路中电流，电容器两极板间电压与充电电压；充电后，电容器从电源中获取的能量称为（2）放电过程特点（如图132）放电电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小；开始时电流最大电容器电荷量；电容器两极板间电压；电容器中电场强度；电容器的转化成其他形式的能注意放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。3、平等板电容器（1）平行板电容器的电容计算式（即电容与两板的正对面积成正比，与两板间距离成为反比，与介质的介电常数成正比）（2）带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场，且E4、测量电容器两极板间电势差的仪器静电计电容器充电后，两板间有电势差U，但U的大小用电压表去测量（因为两板上的正、负电荷会立即中和掉），但可以用静电计测量两板间的电势差，如图133所示静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由的两部分构成，静电计与电容器的两部分分别接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的，U的大小就从静电计上的刻度读出。注意静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容C很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变。5、关于电容器两类典型问题分析方法（1）首先确定不变量，若电容器充电后断开电源，则不变；若电容器始终和直流电源相连，则不变。（2）当决定电容器大小的某一因素变化时，用公式判断电容的变化。（3）用公式分析Q和U的变化。（4）用公式分析平行板电容两板间场强的变化。二、带电粒子的加速和偏转1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即2201QUMV20/VQUM2、（1）带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。求出运动时间，离开电场时的偏转量，离开电场时速度的大小以及离开电场时的偏转角（2）若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则Y（U1为加速电压，U2为偏转电压）TAN3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法（1）等效法带电粒子在匀强电场中运动，若不能忽略重力时，可把电场和重力看作等效重力，这样处理起来更容易理解，显得方便简捷。（2）分解法带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动来分析、处理。【典型例题】例1电容器C、电阻器R和电源E连接成如图134所示的电路，当把绝缘板P从电容器极板A、B之间拔出的过程中，电路里A、没有电流产生B、有电流产生，方向是从A极板经过电阻器R流向B极板C、有电流产生，方向是从B极板经过电阻器R流向A极板D、有电流产生，电流方向无法判断（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）（3）解题过程例2如图135所示的电路中，电容器的N板接地，在其两板间的P点固定一个带负电的点电荷，求以下过程后，电容器的带电荷量Q、两极间的电压U、两极间的场强E，P点的电势、负电荷在P点的电势能EP各如何变化（1）S接通后再将M板上移一小段距离。（2）S接通后再断开，再将N板上移一小段距离。审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程例3为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明的机玻璃，它的上下底面是面积A004M2金属板，间距L005M,当连接到U2500V的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,如图所示,现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电量为130,质量为,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空7QC1520MKG气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力,求合上电键后1经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附2除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功3经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程例4如图A所示为示波管的原理图,图B表示荧光屏的界面,从发热的灯丝射出的电子初速度很小,可视为零,在灯丝和极板P之间所加电压为U1,在两对偏转电极XX和YY上所加的电压分别为U2和U3,若U10,U2U30,则经过加速后的电子束将打在荧光屏的中心0点,如果U30,U2的大小随时间变化,其规律如下图C所示,则屏上将出现一条亮线,已知U12500V,每块偏转极板的长度L都等于4CM,两块正对极板之间的距离D1CM,设极板之间的电场是匀强电场,且极板外无电场,在每个电子经过极板的极短时间内,电场视为不变,X,X极板的右端到荧光屏的距离L8CM,荧光屏界面的直径D20CM,要使电子都能打在荧光屏上,U2的最大值是多少伏（1）审题（写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程）（2）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）（3）解题过程【针对训练】1、图138所示是一个由电池、电阻R、电键S与平板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中（）A、电阻R中没有电流B、电容器的电容变大C、电阻R中有从A流向B的电流D、电阻R中有从B流向A的电流2、如图139所示，两板间距为D的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间有一质量为M，带电荷量为Q的微粒静止不动，下列叙述中正确的是（）A、微粒带的是正电B、电源电动势的大小等于GDQC、断开开关S，微粒将向下做加速运动D、保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大微粒将向下做加速运动3、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，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小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4、粒子的质量是质子的4倍，电荷量是质子的2倍，它们从静止开始经同一电场加速后，获得的速度大小之比为（）A、12B、C、D、21125、如图1311所示,平行金属板内有一匀强电场,一个带电荷量为Q、质量为M的带电粒子以从A点水平射入电场,且0V刚好以速度V从B点射出,则（）。A、若该粒子以速度“”从B点射入，则它刚好以速度“0”从A点射出B、若将Q的反粒子（Q、M）以速度“”从B点射入，则它刚好以速度“0”从A点射出C、若将Q的反粒子（Q、M）以速度“0”从B点射入，则它刚好以速度“”从A点射出D、若该粒子以速度“0”从B点射入，则它刚好以速度“”从A点射出6、图甲所示为示波器的部分构造，真空室中电极K连续不断地发射的电子（不计初速）经过电压为U0的加速电场后，由小孔沿水平金F属板A、B间的中心轴线射入板间，板长为L，两板相距为D，电子穿过两板后，打在荧光屏上，屏到两板边缘的距离为L，屏上的中点为O，屏上A、B两点到O点的距离为S/2，若在A、B两板间加上变化的电压，在每个电子通过极板的极短时间内，电场可视为恒定的，现要求0时，进入T两板间的电子打在屏上的A点，然后经时间T亮点匀速上移到B点，在屏上形成一条直亮线，电子的电量为E，质量为M。（1）求A、B间电压的最大值；（2）写出在时间0到T时间内加在A、B两板间的电压U与时间T的关系式；（3）在图乙中画出O到T时间内的UT图象示意图。【能力训练】1、在如图1314所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，极板A接地，若极板A稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A、两极板间的电压不变，极板上的电量变小B、两极板间的电压不变，极板上的电量变大C、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大2、一平行板电容器，两板之间的距离D和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电荷量，E表示两极间的电场强度，则（）A、当D增大、S不变时，Q减小，E减小B、当S增大、D不变时，Q增大，E增大C、当D减小、S增大时，Q增大、E增大D、当S增大、D减小时，Q不变、E不变3、图中1515所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷Q由两极板间的A点移动到B点，如图所示，A、B两点间的距离为S，连线AB与极板间的夹角为30，则电场力对试探电荷Q所做的功等于（）A、B、C、D、CSQDQSD2QQSD2QCSD4、初速度均为零的质子和粒子，被同一加速电场加速后，垂直于电场线方向进入同一匀强偏转电场，在离开偏转电场时（）A、两种粒子通过偏转电场的时间相同B、质子通过偏转电场的时间较短C、两种粒子的偏转角相等D、粒子离开偏转电场时的动能较大5、在电场中，电子在只受电场力的作用大，可能做A、匀速直线运动B、匀变速直线C、匀变速曲线运动D、匀速圆周运动6、如图1316所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是（）A、两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速度越大B、两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C、与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D、以上解释都不正确7、如图1317所示，水平放置的两个平行金属板，上板带负电，下板带等量的正电，三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子从极板的左侧P点以相同的水平初速度进入电场中，分别落在正极板的A、B、C三处，由此可知（）A、粒子A带正电，B不带电，C带负电B、三个粒子在电场中运动的时间相等C、三个粒子在电场中的加速度AAABACD、三个粒子到达正极板的动能EKAEKBEKC8、图1318是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压U1加速后以速度0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是H，两平行板间的距离为D，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量），可采用2H的方法是（）A、增大两板间电势差U2B、尽可能使板长L短些C、尽可能使板间距离D小一些D、使加速电压U1升高一些9、在竖直平面内建立XOY直角坐标系，OY表示竖直向上方向，如图1319所示，已知该平面内存在沿X轴正向的区域足够大的匀强电场，一个带电小球从坐标原点O沿OY方向以4J的初动能竖直向上抛出，不计空气阻力，它到达的最高点位置如图中M点表示。求（1）小球在M点时的动能EKM；（2）设小球落回跟抛出点同一水平面时的位置为N，求小球到达N点时的动能EKN。10、右图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场兵器打在荧光屏上的P点，已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为D，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为M，电荷量为E。求（1）电子穿过A板时的速度大小；（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）P点到O点的距离。X1电场章末测试（一）一、选择题（510）1、M、O、N、P四个点在同一条直线上，且MOONNP，现在O点放一点电荷Q，如图A1所示，则（）A、M、N两点场强相同B、M、N两点电势相等C、把检验电荷Q从M移到P比从N移到P电场力做功多图A1D、把检验电荷Q从M移到P与从N移到P电场力做功相等2、如图A2所示，A、B两点相距D10CM，它们的连线与匀强电场场强方向夹角60，把电子从A点移到B点，需克服电场力做功20EV，则匀强电场的场强等于（）A、80/NCB、4C、3/D、80N3、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A3所示，若保持负极板不动，将正极板移到如图中虚线的位置，则正电荷在P点的电势能（）A、不变B、变大C、变小D、条件不够，不能确定如何变化4、如图A4所示，A、B是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线挂于同一点，两球静止时，它们离水平地面的高度相等，绳与竖直方向夹角、，且S2B、S1I2B、电动势E1E2，内阻R1R2C、电动势E1E2，内阻R1R2D、当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大图72IU01图87、一个电源分别接上8和2的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源的内阻为A、1B、2C、4D、88、在如图9所示的电路中，电源电动势E30V，内电阻R10；电阻R110，R210,R335,电容器的电容C100F，电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4的总电荷量。9、如图10所示电路中，R1R2R3,S断开时，伏特表示数为16V，S闭合时，示数为10V，若伏特表可视为理想的，求（1）、电源电动势的内阻各位多大（2）、闭合S前R1消耗的功率分别多大（3）、如箭电源改为图乙所示电路，其他条件不变，则断开和闭合S时伏特表的示数分别为多大图9图1010、如图11所示，电灯L标有“4V,1W”，滑动变阻器总电阻为50。当滑片滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表的示数为045A。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表的示数变为05A，电压表的示数为10V。若导线完好，电路中各出接触良好。试问1、发生故障的是短路还是断路，发生在何处2、发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大3、电源的电动势和内阻为多大25多用电表【学习目标】1、了解欧姆表的原理，学会使用欧姆表；了解欧姆表的刻度等问题。2、了解多用电表的电压、电流、欧姆档是共用一个表头组合在一起的。3、学会用多用电表测电流，电压及测量二极管的正反向电阻。【自主学习】一、欧姆表1、欧姆表的原理欧姆表是据_定律制成的测量电阻的仪表，图11可直接读出电阻值，比用伏安法测电阻方便。原理如右图示调零时IG_测量时I_只要将对应RX值的电流刻度改为阻值RX,即为欧姆表。由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是_的,其对应的电阻刻度却是_的电阻零刻度在电流满偏处。2、注意_笔接欧姆表内部电源负极，而_笔接内部电源的正极。二、多用电表1、原理多用电表由一只灵敏的直流电表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。（1）直流电流挡直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头_改装而成的几个量程不同的电流表。（2）直流电压挡直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头_改装而成的几个量程不同的电压表（3）欧姆挡欧姆表2、多用电表的表面结构，多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“”，右端标有“0”，是用于测_的中间的刻度线是用于测_和_的,其刻度是分布_的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是_的。多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量_；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插_插孔，黑表笔插_插孔,插孔上面的旋钮叫_，用它可进行电阻调零，另外，在表盘和选择开关之间还有一个_,用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在_端“0”刻线。3、使用步骤及注意事项（1）使用前_调节欧姆表调零螺丝，使指针指向_端O点；_将选择开关置于欧姆表某一挡后，红、黑表笔短接，使指针指向_的零（即右端“0”）。（2）使用中使待测电阻和外电路_。不能用手接触表笔的金属部分。使指针指在_附近。换挡时_。3使用后将选择开关置于_挡或_挡，并将表笔从插孔拔出，如长期不用应将电池取出。4、回答问题用多用电表测直流电流，直流电压、电阻时，红表笔和黑表笔分别是哪个电势高三、二极管的单向导电性二极管全称叫_，是用半导体材料制成的电子元件，它有二个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是_。当二极管的正极接_，电势点，负极接_电势点,即加正向电压时，二极管电阻_电势点，即加正向电压时，二极管电阻，_，处于导通状态，相当于一个接通的开关；当给二极管加反向电压时，二极管的电阻_，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的_，已被广泛应用。【典型例题】例1、在使用多用电表的欧姆挡测电阻时，应（）A使用前检查指针是否停在欧姆挡刻度线的“”处B每次测量前或每换一次挡位，都要进行一次电阻调零C在测量电阻时，电流从黑表笔流出，经被测电阻到红表笔，再流入多用电表D测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较小的挡来测量例2、用多用表的欧姆挡（R1K）检查性能良好的晶体二极管，发现多用电表的表针向右偏转的角度很小，这说明（）A二极管加有正向电压，故测得电阻很小B二极管加有反向电压，故测得电阻很大C此时红表笔接的是二极管的正极D此时红表笔接的是二极管的负极例3、如图3所示是把量程为3MA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池的电动势E15V改装后，原来电流表3MA刻度处的刻度值定为零位置，则2MA刻度处应标为_，1MA刻度处应标为_。【针对训练】1、下列说法中正确的是A欧姆表的每一挡的测量范围是0B用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的C用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央时，误越大D用欧姆表测电阻，选不同量程时，指针越靠近右边误差越小2、有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为“1”“10”“100”“1K”，某学生把选择开关旋到“100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角度很大，为了减少误差，他应该A换用“1K”挡，不必重新调整调零旋钮B换用“10”挡，不必重新调整调零旋钮C换用“1K”挡，必须重新调整调零旋钮D换用“10”挡，必须重新调整调零旋钮3、如图4所示的欧姆表刻度盘中，未使用时指针指A，两表笔短接时指针指B。如果欧姆表的总内阻为24，C是AB的中点，D是AC的中点，则C、D两点的刻度分别为_、_。4、用多用表欧姆挡（100）测试三只晶体二极管，其结果依次如图5甲、乙、丙所示，由图可知，图_的二极管是好的，该二极管的正极是_端。【能力训练】1、使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值（）A比真实值大B比真实值小C与真实值相等D可能比真产值大，也可能小2、用欧姆表测一个电阻R的阻值，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100与200刻度的正中间，可以确定（）AR150BR1500C1000E2，内阻R1R2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大4如图269所示为根据某次实验记录数据画出的UI图象下列关于这个图象的说法正确的是（）A由曲线与纵轴的交点可知，电源的电动势E3VB横轴截距表示短路电流，即I短06AC根据RE/I短，计算出待测电源的内阻为5D根据RU/I，计算出待测电源的内阻为15在测定一节干电池（电动势约为15V，内阻约为2）的电动势和内阻的实验中，下列可选用的变阻器和电压表为）A电压表量程为15VB电压表量程为3VC变阻器为20，1AD变阻器为500,01A6如图2610所示为“测定电源电动势和内阻”的实验电路图通过变阻器阻值的改变得到两组数据（U1,I1）和（U2,I2则下列说法正确的是A如果两个表的示数是准确的，则RU2U1/I1I2）B如果两个表的示数是准确的，则R（U1U2）/I1I2）C受RV的大小影响，E、R的测量值比真实值偏小DRV越大，对E,R的影响越小7如图2611所示的电路中，R1、R2为标准电阻。测定电源电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值比真实值_,内阻的测量值比真实值_测量误差产生的原因是_。8如图2612所示，图线A为电源的UI特性曲线，图线B是电阻R的伏安特性曲线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率为_W，电源的效率为_。9为了测定干电池的电动势和内阻，先用下列器材A15V干电池两节；B电压表（03V15V）；C电流表（006A30A）；D滑动变阻器（020）；E滑动变阻器（01000）；F电阻箱（099999）；G开关，导线等，将下列实验步骤按次序排列A断开开关B按照电路图接好电路，电压表用03V，电流表用006AC移动滑键减小电阻，使电流表指针有较明显的偏转，记录电压表和电流表的读数D把滑动变阻器的滑键滑到一段使其阻值最大E在移动滑键减少电阻，记录一组电流表、电压表的示数，且之后逐渐减小F闭合开关27简单的逻辑电路【学习目标】了解“与”逻辑、“或”逻辑和“非”逻辑的意义，理解条件与结果的关系，以及这些逻辑关系的真值表【自主学习】1数字电路的工作状态有、两个独立的状态。2基本的逻辑关系有、。基本的逻辑电路有、。3“与”门的符号为；“或”门的符号为；“非”门的符号为。4三种基本逻辑电路（1）“与”门真值表输入结果ABY00011011（2）“或”门真值表输入结果ABY00011011（3）“非”门真值表输入结果AY01【典型例题】1、在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上（包括一名）副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号。试列出真值表2、如图（1）所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题求图（2）中输出Y随时间变化的关系。【针对训练】1、教室前门共有三把钥匙，这三把钥匙之间的关系是逻辑关系。请写出逻辑符号以及真值表（钥匙存在为“1”，不存在为“0”，门打开为“1”，未打开为“0”）。钥匙结果ABCY2、十字路口的红绿灯的关系是。3、楼梯过道中的电灯往往采用如图电路控制，设高电压为“1”，底电压为“0”，试讨论灯泡L的亮暗情况，并列出真值表ABY4、请试着写出如图中A、B、C及Y的真值表5、一个与门的输出端与一个非门的输入端相连形成一个与非门，如图（1）所示。已知输入A、B的波形如图（2）所示，试画出Y的波形图【能力训练】1、如图是一个火警报警装置的逻辑电路图。RT是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻很小，R是一个阻值较小的分压电阻。（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件（2）为什么温度高时电铃会被接通（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍抵些，R的值应大一些还是小一些2、如图所示为三个门电路符号，下列判断正确的是A、甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门B、甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门C、甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门D、甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门3、如图所示是一个温度报警电路，R1为热敏电阻，R2为可变电阻，是斯密特触发器，为蜂鸣器，（1）请你说明工作原理，（2）怎样能够使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警4、如图所示为热水系统的恒温器电路，当温度低时，热