物理第一章静电场章末复习上ppt课件

1、章末复习物理选修3-1v本章知识构造本章知识构造电场电场电场电场“能的性质能的性质库仑定律库仑定律电荷守恒定律电荷守恒定律电容器电容器两个性质两个性质两个定律两个定律带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动平衡平衡加速加速电场电场“力的性质力的性质偏转偏转电势差电势差电势电势电场线电场线电场强度电场强度一、根本概念一、根本概念1 1、起电方式、起电方式摩擦起电摩擦起电接触起电接触起电感应起电感应起电本质：电子的得失或转移本质：电子的得失或转移2 2、元电荷：、元电荷：1e=1.61e=1.61019 C 1C=6.251019 C 1C=6.251018e 1018e 3 3、比荷：、比荷

2、：物体所带电量与物体质量的比值物体所带电量与物体质量的比值 q / m q / m4 4、点电荷：、点电荷：有带电量而无大小外形的点有带电量而无大小外形的点, ,是一种理是一种理想化模型想化模型 电荷既不能发明，也不能消逝，它只电荷既不能发明，也不能消逝，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的这一部分转移到另一部分，在转移过体的这一部分转移到另一部分，在转移过程中总电荷量不变。程中总电荷量不变。二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律2 2、公式：、公式：F = k Q1 Q2 / r2F = k Q1 Q2 / r2k= 9k= 9109N109Nm2/c2

3、m2/c2静电力常量静电力常量 库仑扭秤库仑扭秤Q1 Q1 、Q2Q2两个点电荷带电量的绝对值两个点电荷带电量的绝对值 r r两个点电荷间的间隔两个点电荷间的间隔3 3、适用条件：真空中的点电荷或电荷分布均匀的球体、适用条件：真空中的点电荷或电荷分布均匀的球体4 4、对库仑定律的了解：、对库仑定律的了解：三、库仑定律三、库仑定律1 1、内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷、内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷 量的乘积成正比，跟它们之间的间隔的平方量的乘积成正比，跟它们之间的间隔的平方 成反比，作用力的方向在它们的连线上。成反比，作用力的方向在它们的连线上。 两电荷间的库仑

4、力是一对作用力和反作用力两电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力 r 0 r 0时，时，FFQ1Q2r5 5、运用：、运用：两一样球体接触起电两一样球体接触起电三点电荷静电平衡三点电荷静电平衡:两球带同种电荷，总电量两球均分两球带同种电荷，总电量两球均分:两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两球带异种电荷，先中和后，净电荷再均分两同夹异，两大夹小，近小远大两同夹异，两大夹小，近小远大带电摆球的平衡：带电摆球的平衡：整体法：三力共点整体法：三力共点c为两球重心为两球重心m ， G总总12cm1m2摆角摆角与带电量无关与带电量无关四、电场、电场强度四、电场、电场强度 、电场的根本性质：对放入其中的

5、带电体有力的作用、电场的根本性质：对放入其中的带电体有力的作用3 3、电场强度：、电场强度： 矢量矢量4 4、单位：、单位： N/C V/mN/C V/m1 1、判别电场强度大小的方法。、判别电场强度大小的方法。 （1）根据公式判断：定义式qFE 真空中点电荷形成的电场2rQkE 匀强电场E=U/d （2）根据电场线判断：电场线密集的地方场强大，电场线稀疏的地方场强小。 （3）根据等势面判断： （等差）等势面密的地方场强大，疏的地方场强小。 2 2、判别电场强度方向的几种方法：、判别电场强度方向的几种方法：方法一方法一: :根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点根据规定，正电荷所受电场力的方

6、向即是该点的场强方向；的场强方向；方法二方法二: :电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；向；方法三方法三: :电势降低最快的方向就是场强的方向。电势降低最快的方向就是场强的方向。 3 3、电场强度的叠加：矢量合成法那么、电场强度的叠加：矢量合成法那么公式公式适用范围适用范围公式阐明公式阐明任何电场任何电场定义式：其中定义式：其中q q是实验是实验电荷，电荷，F F是它在电场中是它在电场中遭到的电场力。遭到的电场力。真空中点电荷的真空中点电荷的电场电场Q Q是场源电荷，是场源电荷，E E表示跟表示跟点电荷相距点电荷相距r r处某点的处某点的场强场强

7、匀强电场匀强电场其 中其 中 d d 为 在 场 强 方 向为 在 场 强 方 向沿电场线方向上的沿电场线方向上的间隔间隔qFE 2rQkE dUE FEq2QEkrdUE 例：一对等量异同种点电荷例：一对等量异同种点电荷Q、-Q连线、中垂线上的场强相距连线、中垂线上的场强相距2L+Q-QOX2LAyEByEB+Q-QOX2LA五、五、 电场线电场线1 1、运用：、运用：2 2、特点：、特点：电场线存在于正负电荷及无穷远大地三者之间电场线存在于正负电荷及无穷远大地三者之间从正电荷出发，终止于负电荷从正电荷出发，终止于负电荷不闭合、不相交、不中断不闭合、不相交、不中断电场线条数与电荷量成正比电场

8、线条数与电荷量成正比电场线与电荷运动轨迹普通不重合电场线与电荷运动轨迹普通不重合v判别场强的大小与方向判别场强的大小与方向v判别电荷在电场的受力方向判别电荷在电场的受力方向v判别电势的高低判别电势的高低v判别在电场中挪动电荷做功的正负判别在电场中挪动电荷做功的正负v判别电荷电势能的大小判别电荷电势能的大小v解释静电感应景象解释静电感应景象3 3、常见电场的电场线：、常见电场的电场线： 正、负点电荷电场正、负点电荷电场一对等量异种电荷的电场一对等量异种电荷的电场一对等量同种电荷的电场一对等量同种电荷的电场匀强电场匀强电场六、六、 静电平衡静电平衡2 2、静电平衡导体的特点：、静电平衡导体的特点：

9、净电荷只能分布于导体外表净电荷只能分布于导体外表内部场强处处为内部场强处处为0外表附近的场强垂直于导体外表外表附近的场强垂直于导体外表导体是个等势体，外表及任何截面是个等势面导体是个等势体，外表及任何截面是个等势面 导体中没有电流经过，导体两端没有电压导体中没有电流经过，导体两端没有电压感应电荷的效果：产生附加感应场强，感应电荷的效果：产生附加感应场强，减弱并抵消外电场，妨碍并阻止电荷运动减弱并抵消外电场，妨碍并阻止电荷运动反证法反证法例：求感应电荷产生的场强例：求感应电荷产生的场强ACdAd接地接地七、七、 电势电势1 1、定义：、定义：2 2、单位：伏、单位：伏 1V=1J/C1V=1J/

10、C3 3、决议要素：生场电荷、位置、决议要素：生场电荷、位置4 4、相对性：零电势的选取，实际上取无穷远，实践上常取、相对性：零电势的选取，实际上取无穷远，实践上常取大地。大地。正电荷周围空间电势恒为正。正电荷周围空间电势恒为正。 负电荷周围空间电势恒为负。负电荷周围空间电势恒为负。5 5、电势高低的判别：沿着电场线方向电势越来、电势高低的判别：沿着电场线方向电势越来越低越低正电荷电势能与电势同号正电荷电势能与电势同号 负电荷电势能与电势反号负电荷电势能与电势反号q 标量标量 三个量都有正负号三个量都有正负号ABO ABOABAB如何比较电场中任两点电势的高低呢？如何比较电场中任两点电势的高低

11、呢？方法一方法一: : 根据电场线方向判别，顺着电场线方向，电势越来越低；根据电场线方向判别，顺着电场线方向，电势越来越低；方法二方法二: : 根据电势的定义式根据电势的定义式= Ep/q= -W/q= Ep/q= -W/q，从电势的物理意义上，从电势的物理意义上分析判别分析判别; ;如：将如：将+q+q从无穷远处移至从无穷远处移至+Q+Q电场中的某点，外力抑制电电场中的某点，外力抑制电场力做功越多，那么该点的电势越高；场力做功越多，那么该点的电势越高；方法三方法三: : 根据场强方向判别，场强方向即为电势降低最快的方向根据场强方向判别，场强方向即为电势降低最快的方向. .方法四方法四: :

12、根据电势差判别，假设根据电势差判别，假设UABUAB0 0，那么，那么AABB方法一方法一: : 根据电场力做功的正负判别，假设电场力对挪动电荷做正根据电场力做功的正负判别，假设电场力对挪动电荷做正负功，那么电势能减少添加；负功，那么电势能减少添加；方法二方法二: : 根据公式根据公式 Ep=q Ep=q ；WABWABqUABqUAB计算。计算。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电荷电势能的大小呢？等势面等势面几种典型电场的等势面：普通画等差的等势面几种典型电场的等势面：普通画等差的等势面等势面的疏密反映电场强弱等势面的疏密反映电场强弱1、点电荷电场中的等势面：、点电荷电场中的等势面：以点

13、电荷为球心的一簇球面以点电荷为球心的一簇球面等势面等势面2、等量异种点电荷电场中、等量异种点电荷电场中的等势面：的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面3、等量同种点电荷电场中、等量同种点电荷电场中的等势面：的等势面：两簇对称曲面两簇对称曲面等势面等势面5、匀强电场中的等势面：、匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面垂直于电场线的一簇平面4、外形不规那么的带电、外形不规那么的带电导体附近的电场线及等导体附近的电场线及等势面势面点电荷势场电偶极势场电容器势场电导块势场综合势场图1 1、定义：、定义：八、电势差：电压八、电势差：电压2 2、决议式：、决议式：uab=a-b uab=a-b

14、 单下标或无下标时取绝对值单下标或无下标时取绝对值 有下脚标时应留意正负号有下脚标时应留意正负号 uab=ubaqWUab 3 3、绝对性：与零势点无关、绝对性：与零势点无关4 4、场强与电势无必然联络：、场强与电势无必然联络：场强相等，电势不一定相等；场强相等，电势不一定相等； 电势相等，场强不一定相等电势相等，场强不一定相等场强为场强为0，电势不一定为，电势不一定为0； 电势为电势为0，场强不一定为，场强不一定为0场强大，电势不一定高；场强大，电势不一定高； 电势高，场强不一定大电势高，场强不一定大5 5、场强与电势差关系：、场强与电势差关系：EdU -适用于匀强电场适用于匀强电场九、电场

15、力的功九、电场力的功1 1、电场力做功特点：同重力、电场力做功特点：同重力静止的电荷在电场力作用下或电场力做正功情况静止的电荷在电场力作用下或电场力做正功情况只决议于起点、终点的电势差，与途径无关只决议于起点、终点的电势差，与途径无关正功正功电势能减少，负功电势能减少，负功电势能添加电势能添加正电荷：从电势高正电荷：从电势高电势低；负电荷：从电势低电势低；负电荷：从电势低电势高电势高不论正负电荷：均从电势能大不论正负电荷：均从电势能大电势能小电势能小2 2、电场力做功的计算：、电场力做功的计算：W=Fd=Eqd-匀强匀强W=qu-通用通用pE 电电WABABUqW 可经过功的正负来确定电势的高

16、低及电势差可经过功的正负来确定电势的高低及电势差十、电容器十、电容器 ：平行板平行板1 1、定义式：、定义式：11，介电常数介电常数SS正对面积；正对面积； d d极板间距极板间距2 2、决议式：、决议式：3 3、单位：、单位：法拉法拉F 微法微法F 皮法皮法pFUQUQC 普适通用普适通用kdSC 4 1F = 106F = 1012pF4 4、平行板电容器两种充电方式：、平行板电容器两种充电方式：U不变不变 电源坚持衔接形状电源坚持衔接形状 充电后电源切断充电后电源切断假设假设d ，E d ，C ，Q Q不变不变假设假设d ， C ，U CdQdCQdUE kdSC 4 E不变不变十一、带

17、电粒子在电场中的运动十一、带电粒子在电场中的运动 ： 牛顿运动定律牛顿运动定律 动能定理动能定理1 1、匀变速直线运动：、匀变速直线运动：qUmVmVt 2022121maEq 2 2、辐射电场中的匀速圆周运动：、辐射电场中的匀速圆周运动：电场力与重力垂直电场力与重力垂直竖直面变速圆周运动竖直面变速圆周运动2222qEgmG rVmrQqk22 3 3、匀强电场中的圆周运动思索重力、匀强电场中的圆周运动思索重力例：单摆带电小球与绝缘绳例：单摆带电小球与绝缘绳等效等效“重力：重力：mgEqGABo“最低点：最低点：V最大，动能最大，绳子最易断最大，动能最大，绳子最易断“最高点：最高点：V最小，临

18、界点，绳子最易弯曲最小，临界点，绳子最易弯曲 粒子落在极板上粒子落在极板上 粒子穿出极板粒子穿出极板4 4、匀强电场中的类平抛运动、匀强电场中的类平抛运动F合与合与V0垂直垂直 不计重力或重力与电场力共线不计重力或重力与电场力共线maEq EdU 221aty 飞行时间由飞行时间由y决议决议maEq EdU 2022221dmVqULaty 侧侧移移：tVL0 飞行时间由飞行时间由L决议决议yEqW 电电场场力力做做功功：0tanVatVVxy 速速度度偏偏角角：02xytanVat 位位移移偏偏角角： tantan2 粒子先经过加速电场再进入偏转电场粒子先经过加速电场再进入偏转电场20021

19、mVqU 024UUdLy 02tanUUdL 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上OY tanLyY 备选例题备选例题1 1、知如图，带电小球、知如图，带电小球A A、B B的电荷分别为的电荷分别为QAQA、QBQB，OA=OBOA=OB，都用长，都用长L L的丝线悬挂在的丝线悬挂在O O点。静止点。静止时时A A、B B相距为相距为d d。为使平衡时。为使平衡时ABAB间间隔减为间间隔减为d/2d/2，可采用以下哪些方法可采用以下哪些方法 A. A.将小球将小球A A、B B的质量都添加到原来的的质量都添加到原来的2 2倍倍 B. B.将小球将小球B B的质量添

20、加到原来的的质量添加到原来的8 8倍倍 C. C.将小球将小球A A、B B的电荷量都减小到原来的一半的电荷量都减小到原来的一半 D. D.将小球将小球A A、B B的电荷量都减小到原来的一半，的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球同时将小球B B的质的质 BD备选例题备选例题2、调查场强如图中带箭头的直线是、调查场强如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两两点，用点，用EA、EB表示表示A、B两处的场强大小，那么两处的场强大小，那么正确的选项是正确的选项是 1A、B两点的场强方向一样两点的场强方向一样2由于电场线从由于电场线从A指向

21、指向B，所以，所以EAEB3A、B同在一条电场线上，且电场线是直线，同在一条电场线上，且电场线是直线，所以所以EA=EB4不知不知A、B附近的电场线分布情况，附近的电场线分布情况，EA、EB的大小不能确定的大小不能确定A、12B、13C、14C 备选例题备选例题3 3、如图、如图a a所示，直线所示，直线ABAB是某点电荷电场中是某点电荷电场中的一条电场线。图的一条电场线。图b b是放在电场线上两点是放在电场线上两点a a、b b的电的电荷的电量与所受电场力大小间的函数图像。由此可荷的电量与所受电场力大小间的函数图像。由此可以断定以断定A A场源能够是正电荷，位置在点场源能够是正电荷，位置在点

22、A A左侧左侧 B B场源能够是正电荷，位置在点场源能够是正电荷，位置在点B B右侧右侧 C C场源能够是负电荷，位置在点场源能够是负电荷，位置在点A A左侧左侧 D D场源能够是负电荷，位置在点场源能够是负电荷，位置在点B B右侧右侧AC备选例题备选例题4、如图，一电子沿等量异种电荷、如图，一电子沿等量异种电荷中垂线由中垂线由A-O-B飞过，那么电子所受电场力飞过，那么电子所受电场力的大小和方向怎样变化的大小和方向怎样变化 A：先变大后变小，方向程度向左。：先变大后变小，方向程度向左。B：先变大后变小，方向程度向右。：先变大后变小，方向程度向右。C：先变小后变大，方向程度向左。：先变小后变大

23、，方向程度向左。D：先变小后变大，方向程度向右。：先变小后变大，方向程度向右。A AAO OB是非题 (A)假设将放在电场中某点的电荷假设将放在电场中某点的电荷q改为改为q，那，那么该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。么该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。 B假设取走放在电场中某点的电荷，那么该假设取走放在电场中某点的电荷，那么该点的电场强度变为零。点的电场强度变为零。 C沿电场线方向，场强一定越来越小。沿电场线方向，场强一定越来越小。 D假设电荷假设电荷q在在A处遭到的电场力比处遭到的电场力比B点时大，点时大，那么那么A点电场强度比点电场强度比B点的大。点的大。 E电场中某点电场线的

24、方向，就是放在该点电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。的电荷所受电场力的方向。 F无论什么电场，场强的方向总是由高电势指无论什么电场，场强的方向总是由高电势指向低电势。向低电势。 G知知A、B为某一电场线直线上的两点由为某一电场线直线上的两点由此可知，此可知，A、B两点的电场强度方向一样，但两点的电场强度方向一样，但EA和和EB的大小无法比较。的大小无法比较。是非题 A在电场中，电场强度越大的地方电势越高。在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 B假设某区域内各点的电场强度均相等，那么假设某区域内各点的电场强度均相等，那么此区域内各点的电势一定相等。此区域内各点的电势一定相等。 C原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电势高处向电势低处运动。势高处向电势低处运动。 D两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、两个等量同种点电荷连线中点的场强