高中物理电场专题知识.doc

电 场 知识网络： 电荷和电荷守恒定律 电荷和电荷守恒定律 电场 电场力的性质 场强E=F/q 矢量 电场线 匀强电场E=U/d 真空中点电荷的电场E=KQ/r2 电场能的性质 电势：φ =ε/q 标量 等势面 电势差：UAB=UA—UB=Δε/q =wAB /q 电场力 F=E·q（任何电场）F=Kq1q2/r2(真空中点电荷) 电势能：ε=Qφ ΔεAB=qUAB 电场力的功 W=qUAB=ΔεAB 做功与路径无关 带电粒子在电场中运动 平衡 直线加速 偏转 电场中的导体 静电感应 静电平衡 电容器 电容：C=Q/U 单元切块： 按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：电场的力的性质；电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电场中的运动。 电场的力的性质 教学目标： 1．两种电荷，电荷守恒，真空中的库仑定律，电荷量。 2．电场，电场强度，电场线，点电荷的场强，匀强电场，电场强度的迭加。 教学重点：库仑定律，电场强度 教学难点：对电场强度的理解 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、库仑定律 真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即： 其中k为静电力常量， k=9．0×10 9 N?m2/c2 1．成立条件 ①真空中（空气中也近似成立），②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。 2．同一条直线上的三个点电荷的计算问题 【例1】+4QA B C -Q 在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和- +4Q A B C -Q OABmBgFNLd【例2】已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A O A B mBg F N L d A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B的质量增加到原来的8倍 C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D ．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 3．与力学综合的问题。 【例3】 已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为-2Q与-Q。现在使它们以相同的初动能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2。有下列说法： AB-Q-2Q①E1=E2 E0，p1 A B -Q -2Q ②E1=E2= E0，p1=p2= p0 ③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 ④两球必将同时返回各自的出发点。其中正确的是 ABCFABFBFCB A B C FAB FB FCB F 【例4】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是+q。给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C球的带电性和电荷量；外力F的大小。 二、电场的力的性质 电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。 1．电场强度 电场强度E是描述电场的力的性质的物理量。 （1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。 ①这是电场强度的定义式，适用于任何电场。 ②其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷），是电荷量很小的点电荷（可正可负）。 ③电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 （2）点电荷周围的场强公式是：，其中Q是产生该电场的电荷，叫场电荷。 ABCOEB A B C O EB EA EC 【例5】 图中边长为a的正三角形ABC的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。 -5 -3 -1 1-4Q +9Q【例6】 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分别固定电荷量为- 4Q和+9Q的点电荷。求： -5 -3 -1 1 -4Q +9Q 匀强电场等量异种点电荷的电场 匀强电场 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 －　－　－　－　 点电荷与带电平板 + 孤立点电荷周围