2014届高三物理第一轮复习 第六章《静电场》资料

1、第六章 静电场,第1课时 电荷守恒定律 库仑定律,问题：下面各是什么仪器？其工作原理是什么？测什么？,能测直流电压吗？ 能用电压表测电容器两端的电压吗？,两种电荷,练习：如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使 两球都带电的是( ) A.先把两个球分开,再移走带电棒 B.先移走带电棒,再把两个球分开 C.先使甲球瞬时接触地,再移走带电棒 D.使带电棒与甲球瞬时接触,再移走带电棒,静电感应,静电屏蔽,三个电场的区分,练习：请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好

2、C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险,你还能举出一些静电现象的应用吗？,练习:光滑绝缘的水平面上固定着三个带电小球A、B、C,它们的质量均为m,间距均为r,A、B带等量正电荷q.现对C球施一水平力F的同时,将三个小球都放开,如图所示,欲使得三个小球在运动过程中保持间距r不变,求: (1)C球的电性和电荷量. (2)力F及小球的加速度a.,库仑力作用下的静力学、动力学问题,绳子模型,杆子模型,问题：它们的区别本质上是由什么原因引起？对你有什么启示（比如在复合场中）？,库仑力作用下的静力学、动力学问题,-q,+q,-q,+q,第2课时 电场力的性质,问

3、题：如何理解电场强度E？,练习：在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是 ( ),练习：如图所示，xoy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间， z0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h/2处的场强大小为多少？（k为静电力常量）,三个电场的区分,几种典型电场的电场线(形象描述电场）,1、画出丙、丁x、y轴上场强（向右为正方向）、电势随位置变化的图像； 2、如何确定带电粒子的运动轨迹

4、（仅受电场力）与电场线的关系。,练习：如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其方向未标明,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹.a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受到电场力的作用,根据此图你能判断哪些问题。,若实线表示的是某电场的等势面，哪问题又如何？,练习 如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和3m的两小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升.若不计两带电小球间的库仑力作用,某时刻细绳断开,求: (1)电场强度及细绳断开后A、B两球的加速度. (2)当B球速度为零时,A球速度的大小.,电场中的动力学问题,受力分析的注意点： （1）

5、电荷的正负 （2）重力是否考虑,练习 如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角=30,斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致. (1)若小球的带电荷量为q=mg/E,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向各如何? (2)若小球的带电荷量为q=2mg/E,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何?,如何理解在磁场中有洛仑磁力作用的直线运动？,练习:下述为一个观察带电粒子在平行板电容器板间电场中的运动状况的实验.现进行下述操作: 第一步,给如图所示真空中水平放置的平行板电容器充电,让A、B两极板带上

6、一定的电荷量,使得一个带电油滴P在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态. 第二步,给电容器继续充电使其电荷量突然增加Q1,让油滴开始竖直向上运动t秒. 第三步,在上一步基础上使电容器突然放电Q2,观察到又经2t秒后,油滴刚好回到原出发点.设油滴在运动过程中未与极板接触.求Q1和Q2的比值.,4/9,第3课时 电场能的性质,练习： 将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b为电场中的两点,则 A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,

7、电场力做负功,问题： 1、如何理解电势？电势高低有哪些判断方法？ 2、如何理解电势能？电势能增、减如何判断？ 3、你有哪些方法求电场力做功？,练习：“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。 （1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由； （2）求

8、等势面C所在处电场强度E的大小； （3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为A、B和C，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量EK左和EK右分别为多少？ （4）比较|EK左|和|EK右|的大小，并说明理由。,对相关问题的判断，你有哪些方法？,练习：如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动已知金属块在移动的过程中，力F做功32J，金属块克服电场力做功8J，金属块克服摩擦力做功16J，重力势能增加18J，则在此过程中金属块的() A动能减少10 J B电势能增加24 J C机械能减少24 J D内

9、能增加16 J,（A D）,等势面（电场中电势相等的点构成的面）,判断电势的高低及正负？,等势面与电场线的关系 等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方垂直。 在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，而沿电场线移动电场力一定做功。 电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 等势面越密的地方电场强度越大（即电场线越密）；反之越小。,练习： 位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则() Aa点和b点的电场强度相同 B正电荷从c点移到d点，电场力做正功 C负电荷从a点移到c点，电场力做正功 D正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大,（C D）

10、,练习：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,a=30,c=90.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(2- ) V、 (2+ ) V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分 别为 ( ) A.(2- ) V、(2+ ) V B.0 V、4 V,（B）,练习：若带正电荷的粒子只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（ ） A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C.不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D.不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动,轨迹的问题一定要关注：初

11、速度、力、以及两者的方向。,归纳：电场强度、电势能、电势、电势差四个物理量,练习：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电现有质量为m、电荷量为q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场。 （1）欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差U应为多大？ （2）若U加倍，则小球能上升的最大高度是多少？,综合应用动力学和功能观点解题,练习：一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为d，极扳分别与电池两极相连上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落经过小孔进入电容器，并在下极扳处(未与极扳接触、返回。

12、若将下极板向上平移d/3，则从P点开始下落的相同粒子将（ ） A.打到下极扳上 B.在下极板处返回 C.在距上极板d/2处返回 D.在距上极扳2d/5处返回,解决力电综合问题的一般方法 (1)利用力和运动的关系牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合即：受力和运动分析，是一切力学问题的分析基础，特别适用于恒力作用下的匀变速运动 (2)利用功、能关系动能定理及其他力的功能关系(如重力、电场力、摩擦力等)及能的转化守恒，即：做功引起并量度了能的改变；无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可,第4课时 电容器及其电容 带电粒子在电场中的运动,电容器与电容,练习：如图所示，设两极板正对面积为S，极

13、板间的距离为 d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若 保持S不变，增大d，则_，若保持d不变，减小S，则_，若保持d 、S不变，插入电介质，则_.本实验采用了_实验方法。,练习：某电解电容器上标有“25F、450V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是() A要使该电容器两极板之间电压增加1V，所需电荷量为 2.5105C B当工作电压是450V时，电容器的电容才是25F C该电容器能够在450V的正弦交流电下正常工作 D该电容器能够承受的最大电压为450 V,电容器的动态分析（两类情况）,练习：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示

14、，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是：,接地的变化,练习：如图所示,用电池对电容器充电,电路a、b之间接有一灵敏电流表,两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大,则 ( ) A.电荷将向上加速运动 B.电荷将向下加速运动 C.电流表中将有从a到b的电流 D.电流表中将有从b到a的电流,若改为上述电路，哪情况又如何？,对带电粒子进行受力分析时应注意的问题 (1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向

15、有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同. (2)是否考虑重力要依据情况而定. 基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量). 带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗 示外,一般都不能忽略重力.,带电粒子在电场中的运动,曲线运动,某种带电粒子的三种运动情形，你能确定哪些物理间的关系？,带电粒子在电场中偏转的有关物理量 如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0沿中轴线射入。两极板的电压为u。 1、离开电场时的

16、偏转量y； 2、离开电场时的速度大小v； 3、离开电场时偏转角的正切值。,证明1、粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿直线射出 证明2、不论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y和偏转角都是相同的，也就是轨迹完全重合,粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y的几种方法： (1)YyLtan (2)Y(l/2L)tan (3)YyvyL/v0 (4)Y2y(L+l/2)/l,请你说明它们的理由？,练习：图（a）为示管的原理图。如果在电极YY之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧

17、光屏上会看到的图形是（ ）,练习：如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压为U，相距为d，两极板间形成匀强电场有一带电粒子，质量为m(重力不计)、所带电荷量为q，从两极板下端连线的中点P以竖直速度v0射入匀强电场中，带电粒子落在A极板的M点上 (1)若将A极板向左侧水平移动d/2，此带电粒子仍从P点以速度v0竖直射入匀强电场且仍落在A极板的M点上，则两极板间电压应增大还是减小？电压应变为原来的几倍？ (2)若将A极板向左侧水平移动d/2并保持两 极板间电压为U，此带电粒子仍从P点竖直射 入匀强电场且仍落在A极板的M点上，则应以 多大的速度v0射入匀强电场？,答：(1)3倍(2) v0

18、,练习：在平行板电容器之间有匀强电场，一带电粒子以速度v垂直电场线射入电场，在穿越电场的过程中，粒子的动能由EK增加到2EK，若这个带电粒子以2v速度垂直进入电场，则粒子穿出时的动能为多少？,在交变电场中的运动,练习：如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向值为U0/2，且每隔T/2变向1次现将质量为m的带正电、电荷量为q的粒子束从A、B的中点O以平行于金属板的方向OO射入，设粒子能全部打在靶上且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T.不计重力的影响，试问： (1)定性分析在t0时刻从

19、O点射入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况 (2)在距靶MN的中心O点多远的范围内有粒子击中？ (3)要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件？(写出U0、m、d、q、T的关系式即可),练习；如图所示,真空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源相接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势的变化规律如图乙所示.将一个质量m=2.010-27 kg,电荷量q=+1.610-19 C的带电粒子从紧邻B板处释放,不计重力. 求:A板电势变化频率多大时,在t=T/4到t=T/2时间内从紧邻B板处无初速度释放该带电粒子,粒子不能到达A板?,f5 104HZ,练习：如

20、图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集频率。当d=d0时为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。 （1）求收集效率为100%时，两板间距的最大值为dm； （2）求收集率与两板间距d的函数关系； （3）若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量

21、与两板间距d的函数关系，并绘出图线。,11年,综合运用,练习：如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场和,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力). (1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置. (2)在电场区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置. (3)若将左侧电场整体水平向右移动L/n(n1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场区域内由静止释放电子的所有位置.,练习：如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为m、电荷量为+q 的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区