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静电场基本概念
2025-10-02 18:39:12 责编:小OO
文档
第1课时 电荷守恒定律 库仑定律

导学目标 1.能利用电荷守恒定律进行相关判断.2.会解决库仑力参与的平衡及动力学问题.

一、电荷守恒定律

[基础导引]

如图1所示,用绝缘细线悬挂一轻质小球b,并且b球表面镀有一层  

金属膜,在靠近b球旁有一金属球a,开始时a、b均不带电,若给a  

球带电,则会发生什么现象?

[知识梳理]

1.物质的电结构:构成物质的原子本身包括:__________的质子和   

__________的中子构成__________,核外有带________的电子,整个原子对外____________表现为__________.

2.元电荷:最小的电荷量,其值为e=________________.其他带电体的电荷量皆为元电荷的__________.

3.电荷守恒定律

(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体________到另一个物体,或者从物体的一部分________到另一部分;在转移过程中,电荷的总量____________.

(2)起电方式:____________、____________、感应起电.

(3)带电实质:物体带电的实质是____________.

:当两个完全相同的带电金属球相互接触时,它们的电荷如何分配?

二、库仑定律

[基础导引]

如图2所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其  

壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心

间的距离l为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,电荷

图2

量的绝对值均为Q,试比较它们之间的库仑力与的大小关系,

如果带同种电荷呢?

[知识梳理]

1.点电荷:是一种理想化的物理模型,当带电体本身的______和________对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.

2.库仑定律

(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成____________,与它们的距离的二次方成________,作用力的方向在它们的________上.

(2)公式:F=________________,其中比例系数k叫做静电力常量,k=9.0×109 

N·m2/C2.

(3)适用条件:①__________;②____________.

3.库仑定律的理解:库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.点电荷是一种理想化的物理模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时,可以视其为点电荷而适用库仑定律,否则不能适用.

   :在理解库仑定律时,有人根据公式F=k,设想当r→0时得出F→∞的结论,

请分析这个结论是否正确.

第2课时 电场的力的性质

导学目标 1.理解电场强度的概念.2.会分析计算在电场力作用下电荷的平衡及运动.3.会利用电场中的电场线分布分析问题.

一、电场及电场强度

[基础导引]

判断下列说法是否正确:

①电场强度反映了电场的力的性质,因此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比                                                            (  )

②电场中某点的场强等于F/q,但与试探电荷的受力大小及电荷量无关        (  )

③电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向                        (  )

④公式E=和E=k对于任何静电场都是适用的                            (  )

[知识梳理]

1.静电场

(1)电场是存在于电荷周围的一种________,静电荷产生的电场叫静电场.

(2)电荷间的相互作用是通过________实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有____________.

2.电场强度

(1)物理意义:表示电场的________和________.

(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的____________的比值叫做该点的电场强度.

(3)定义式:E=.

(4)单位:N/C或V/m.

(5)矢量性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从__________定则.

3.场强三个表达式的比较

 表达式

比较 E=

E=k

E=

意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U关系式

适用条件一切电场①真空;

②点电荷

匀强电场
决定因素由电场本身决定,与q无关

由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定

由电场本身决定
二、电场线

[基础导引]

图1是等量同种电荷、等量异种电荷的电场线分布图,A与A′、B与B′关于连线上中点O对称.试分析:连线上A与A′,中垂线上B与B′的场强关系.

  

图1

[知识梳理]

1.电场线的定义:为了直观形象地描述电场中各点电场强度的________及________,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的__________方向表示该点的电场强度方向,曲线的________表示电场强度的大小.

2.几种典型电场的电场线分布

(1)正点电荷的电场如图2甲所示:电场线由________出发,到________终止.

(2)负点电荷的电场如图乙所示:电场线由________出发,到________终止.

(3)匀强电场的电场线分布如图丙所示.特点:间隔相等的平行直线.

(4)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示.

图2

(5)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场

两点电荷的连线及其中垂线上的电场分布及特点的比较如下:

比较项目等量同种点电荷等量异种点电荷
电场线图示
连线中点O处的场强

为____

中垂线上最大

连线上最小

由O沿中垂线向外场强的变化

先______后______

逐渐减小
关于O点对称的两点A与A′,B与B′场强的关系

等大、反向______、______

:在点电荷电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的场强相同吗?

第3课时 电场的能的性质

导学目标 1.会判断电场中电势的高低、电荷电势能的变化.2.会计算电场力做功及分析电场中的功能关系.

一、电场力做功与电势能

[基础导引]

在图1

如图1所示的匀强电场中,把正电荷q从A点沿路径A→C→B移到  

B点,与把它直接从A点沿直线AB移到B点,电场力做功相同吗?

所做的功是正功还是负功?电势能是增加还是减少?

[知识梳理]

1.电场力做功的特点

(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与________无关,只与____________有关,可见电场力做功与________做功相似.

(2)在匀强电场中,电场力做的功W=________,其中d为沿________________的位移.

2.电势能

(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到__________位置时电场力所做的功.

(2)电场力做功与电势能变化的关系

电场力做的功等于________________________,即WAB=____________.

(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷____________的电势能规定为零,或把电荷在________表面上的电势能规定为零.

二、电势和等势面

[基础导引]

图2甲、乙、丙分别是等量异种电荷、等量正电荷、正点电荷的电场线与等势面的分布情况.

甲        乙        丙

图2

问:(1)在图甲中,比较A、B、C三点的电势大小?

(2)在图乙中,O点、M点电势一样吗?

(3)在图丙中,A、B、C三点场强相等吗?电势相等吗?

[知识梳理]

1.电势

(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.

(2)定义式:φ=____________.

(3)矢标性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高

(低).

(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因__________的选取的不同而不同.

(5)沿着电场线方向电势逐渐降低.

2.等势面

(1)定义:电场中____________的各点构成的面.

(2)特点

①电场线跟等势面________,即场强的方向跟等势面________.

②在________上移动电荷时电场力不做功.

③电场线总是从__________的等势面指向__________的等势面.

④等差等势面越密的地方电场强度________;反之________.

:电势、电势能是由谁决定的?二者有何区别?有何联系?

三、电势差

[基础导引]

判断下列说法正确与否:

(1)电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关                    (  )

(2)电势差是一个矢量,有正值和负值之分                                  (  )

(3)由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关                                                      (  )

(4)A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以UAB=UBA   (  )

[知识梳理]

1.电势差:电荷q在电场中A、B两点间移动时,电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做A、B间的电势差,也叫电压.

公式:UAB=________.单位:伏(V).

2.电势差与电势的关系:UAB=________,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有UAB=-UBA.

3.电势差UAB由________________________决定的,与移动的电荷q、电场力做的功WAB无关,与零电势点的选取也________.

4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿____________方向的距离的乘积.即U=Ed,也可以写作E=.

第4课时 电容与电容器

导学目标 1.理解有关电容器的基本概念.2.掌握电容器的两类动态分析.

电容器与电容

[基础导引]

判断下面关于电容器及其电容的叙述的正误:

(1)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关.                                                                  (  )

(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和.                  (  )

(3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比.                              (  )

(4)一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6 C时,两板间电压升高10 V,则电容器的电容无法确定.                                                         (  )

[知识梳理]

1.电容器

(1)组成:由两个彼此________又相互________的导体组成.

(2)带电量:每个极板所带电荷量的__________.

(3)电容器的充电和放电

充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的____________,电容器中储存__________.

放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中__________转化为其他形式的能.

2.电容

(1)定义:电容器所带的____________与电容器两极板间的电势差U的比值.

(2)定义式:____________

(3)物理意义:表示电容器____________本领大小的物理量.

3.平行板电容器

(1)影响因素:平行板电容器的电容与____________成正比,与介质的____________成正比,与________________成反比.

(2)决定式:C=____________,k为静电力常量.

   :电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对应两极板电压的变化量,三者

之间有什么关系?

专题6 带电粒子在电场中的运动

导学目标 1.能利用动能定理、能量守恒分析解决带电粒子的加速与偏转问题.2.能利用分解运动的方法处理带电粒子的类平抛运动.

一、带电粒子在电场中的加速

[基础导引]

如图1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,下列说法正确的是         (  )

①两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大

图1

②两板间距越小,加速度就越大,则获得的速率越大

③与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关

④以上解释都不正确

[知识梳理]

带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子________的增量.

(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=mv2-mv或F=qE=q=ma.

(2)在非匀强电场中:W=qU=mv2-mv.

:带电粒子在电场中的运动是否考虑重力?

二、带电粒子在电场中的偏转

[基础导引]

分析带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场后的运动性质(如图2  

所示). [知识梳理]

1.进入电场的方式:一个质量为m、带电荷量为q的粒子,以初速度v0________于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场,两板间的电势差为U.

2.受力特点:粒子所受电场力大小________,且电场力的方向与初速度v0的方向垂直.

3.运动特点:做________________运动,与力学中的平抛运动类似.

4.运动规律(两平行金属板间距离为d,金属板长为l):

三、示波管

[知识梳理]

1.构造:(1)____________,(2)____________.

2.工作原理(如图3所示)

图3

(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子射出的电子沿直线运动,打在荧光屏________,在那里产生一个亮斑.

  (2)YY′上加的是待显示的____________.XX′上是机器自身产生的锯齿形电压,叫做     

    ____________.若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信

号在一个周期内变化的稳定图象.下载本文

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