课件14张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案10 习题课:带电粒子在电场中的运动知识储备学习探究自我检测知识储备学习探究自我检测例1 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、带电荷量为+q的小球在B板下方距离B板为H处,以初速度v0竖直向上运动,从B板小孔进入板间电场.(1)带电小球在板间做何种运动?
(2)欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差为多少?要考虑G㎎F电解析 (1)带电小球做匀减速直线运动.末速度为0知识储备学习探究自我检测知识储备学习探究自我检测例2 如图所示,水平放置的两平行金属板,板长为10 cm,两板相距2 cm.一束电子以v0=4.0×107 m/s的初速度从两板中央水平射入板间,然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上.(不计电子重力,荧光屏中点在两板间的中线上,电子质量m=9.0×10-31 kg,电荷量e=1.6×10-19 C)求: (1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压;
(2)为使带电粒子能射到荧光屏的所有位置,两板间所加电压的取值范围.知识储备学习探究自我检测
知识储备学习探究自我检测例3 (双选)带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是 ( )A.微粒在0~1 s内的加速度与1 s~2 s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒做往复运动
D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同a=qE/m故E-t图可看做a-t图BD知识储备学习探究自我检测知识储备学习探究自我检测例4 如图所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行.一电荷量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,求:(1)速度vA的大小;
(2)小球运动到与A点对称的B点时,对环在水平方向的作用力的大小.qEmgmgqEFB知识储备学习探究自我检测1.(带电粒子在电场中的直线运动) (双选)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子 ( )A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动条件:F合、v0共线GF电F合v0α>900,W电<0EP↑,Ek↓F合恒力a不变,匀变速BD知识储备学习探究自我检测2.(带电粒子在电场中的类平抛运动) (双选)如图所示,一电子沿x轴正方向射入电场,在电场中的运动轨迹为OCD,已知 ,电子过C、D两点时竖直方向的分速度为vCy和vDy;电子在OC段和OD段动能的变化量分别为ΔEk1和ΔEk2,则 ( )A.vCy∶vDy=1∶2
B.vCy∶vDy=1∶4
C.ΔEk1∶ΔEk2=1∶3
D.ΔEk1∶ΔEk2=1∶4tB=2tAvy=at知识储备学习探究自我检测3.(带电粒子在交变电场中的运动) (单选)如图甲所示,在间距足够大的平行金属板A、B之间有一电子,在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压,在t=0时刻电子静止且A板电势比B板电势高,则 ( )A.电子在A、B两板间做往复运动
B.在足够长的时间内,电子一定会碰上A板先向A板运动U﹣t看做a﹣t始终向A运动B知识储备学习探究自我检测4.(带电粒子在电场中的圆周运动)如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104 N/C
的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5 m的半圆环(B为半圆弧的中点),轨道的水平部分与半圆环相切于C点,D为水平轨道的一点,而且CD=2R,把一质量m=100 g、带电荷量q=10-4 C的负电小球,放在水平轨道的D点,由静止释放后,在轨道的内侧运动.g=10 m/s2,求:(1)它到达B点时的速度是多大?
(2)它到达B点时对轨道的压力是多大?涉及初末速度,首选动能定理mgqEFB知识储备学习探究自我检测课件16张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度 例1 (双选)关于电场强度E,下列说法正确的是 ( )比值法定义式决定式矢量,等大,不同向E方向规定知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度例2 (单选)两个带等量正电荷的点电荷,
O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( )A.电子在从a向O运动的过程中,加速度
越来越大,速度越来越大
B.电子在从a向O运动的过程中,加速度
越来越小,速度越来越大
C.电子运动到O时,加速度为零,速度
最大
D.电子通过O后,速度越来越小,加速
度越来越大,一直到速度为零负电,F与E反向aa点具体位置不确定,加速度变化不确定vE0=0,F先做正功后做负功,v0最大FF知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度例3(单选)如图所示直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点.若带电粒子运动中只受静电力作用,根据此图不能判断出的是 ( )A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处大
D.带电粒子在a、b两点的加速度方向FaFba与F同向F与电场线相切指向轨迹弯曲方向a点比b点密集Ea>Eb知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度1231位置,A、B对C同为向右的引力,
或向左的斥力,C都不可能平衡r2位置,若A、B不固定,C为正电荷则:A、B都不能平衡.所以C带负电知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度 例4 如图所示,带电荷量分别为+q和+4q的两点电荷A、B,相距L,问:(1)若A、B固定,在何处放置点电荷C,才能使C处于平衡状态?
(2)在(1)中的情形下,C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗?
(3)若A、B不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才可以使三个点电荷都处于平衡状态? 例4 如图所示,带电荷量分别为+q和+4q的两点电荷A、B,相距L,问:(1)若A、B固定,在何处放置点电荷C,才能使C处于平衡状态?
(2)在(1)中的情形下,C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗?
(3)若A、B不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才可以使三个点电荷都处于平衡状态?1231位置,A、B对C同为向右的引力,
或向左的斥力,C都不可能平衡r知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度2位置,若A、B不固定,C为正电荷则:A、B都不能平衡.所以C带负电知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度1.(两个等量点电荷周围的电场)(单选)如图所示,一带负电粒子沿等量异种点电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,重力不计,则带电粒子所受另一个力的大小和方向变化情况是 ( )A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右F与E反向知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度BD 3.(三个自由电荷的平衡)(双选)两个点电荷分别固定在左右两侧,左侧电荷带电荷量为+Q1,右侧电荷带电荷量为-Q2,且Q1=4Q2,另取一个可自由移动的点电荷q,放在+Q1和-Q2的连线上,欲使q平衡,则q的带电性质及所处位置可能为 ( )
A.负电,放在Q1的左方
B.负电,放在Q2的右方
C.正电,放在Q1的左方
D.正电,放在Q2的右方+Q1-Q2BDF1F2F1=F2,所以q要离电量小的近 +Q1-Q2F2F1知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度4.(电场中的动力学问题)一根长为l的绝缘丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,重力加速度为g,求:(1)小球受到的静电力大小;
(2)匀强电场电场强度的大小;mgF电FTFT'知识储备学习探究自我检测学案4 习题课:库仑定律 电场强度课件17张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案7 习题课:电场能的性质的应用 123掌握电势、等势面、电势差、电势能的概念. 进一步增强运用力学规律处理电场问题的能力. 掌握电势、等势面、电势差、电势能的概念. 知识储备学习探究自我检测学习目标例1 为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对电荷施加一恒力F,如图所示.若AB=0.4 m,α=37°,q=-3×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点电势φA=100 V.(不计重力) (1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势值.
(2)q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?F电E等势面⊥电场线100V-60V知识储备学习探究自我检测学习目标例2 (单选)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受电场力的作用,则粒子在电场中 ( )A.做直线运动,电势能先变小后变大
B.做直线运动,电势能先变大后变小
C.做曲线运动,电势能先变小后变大
D.做曲线运动,电势能先变大后变小F电⊥0 V的等势面向上,粒子做曲线运动,电场力先做正功后做负功,电势能先变小后变大.C 知识储备学习探究自我检测学习目标(双选)某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,由M运动到N,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是 ( )A.粒子必定带正电荷
B.由于M点没有电场线,粒子在M点不 受电场力的作用
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于在N点的动能FvF与E同向,带正电EM≠0N点电场线密集αα<90° ,电场力做正功知识储备学习探究自我检测学习目标(双选)某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,由M运动到N,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是 ( )A.粒子必定带正电荷
B.由于M点没有电场线,粒子在M点不 受电场力的作用
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于在N点的动能FvF与E同向,带正电EM≠0N点电场线密集αα<90° ,电场力做正功知识储备学习探究自我检测学习目标知识储备学习探究自我检测学习目标例3 如图所示,A、B、C是匀强电场中等腰直角三角形的三个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V,φB=3 V,φC=-3 V,试确定场强的方向,并画出电场线.AM 三等分等势面ENM知识储备学习探究自我检测学习目标知识储备学习探究自我检测学习目标例4 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示.请问(1)小球带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?mgEqFTF(1)Eq=mgtan ?
q=mgtan ?/E知识储备学习探究自我检测学习目标1.(电势能、静电力和运动轨迹等方面的综合)(双选)如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知 ( )A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时电势能较大
C.带电质点通过P点时动能较大
D.带电质点通过P点时加速度较大F电⊥等势面,指向轨迹弯曲方向F电Evαα<90° ,p→Q电场力做正功电势能减少,动能增加P点密集,加速度大知识储备学习探究自我检测学习目标2.(电势差、静电力做功的计算)(单选如图所示,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°, =20 cm,把一个电荷量q=10-5 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3 J,则该匀强电场的电场强度的大小和方向为( )A.865 V/m,垂直AC向左
B.865 V/m,垂直AC向右
C.1 000 V/m,垂直AB斜向上
D.1 000 V/m,垂直AB斜向下φB<φCED
知识储备学习探究自我检测学习目标3.(电势、电势差、电场力做功的计算)如图所示,a、b、c、d为匀强电场中
四个等势面,相邻等势面间距离均为2 cm,已知UAC=60 V,求:(1)设B点电势为零,求A、C、D、P点的电势;
(2)将q=-1.0×10-10 C的点电荷由A移到D,电场力
所做的功WAD;
(3)将q=1.0×10-10 C的点电荷由B移到C,再经过D最
后回到P,电场力所做的功WBCDP.解析 (1)由题意可知φP=φB=0
UAC=60 V,UAB=UBC,所以UAB=φA-0=30 V
则φA=30 V,同理φC=-30 V,φD=-60 V
(2)WAD=qUAD=q(φA-φD)=-9.0×10-9 J
(3)B、P在同一等势面上,WBCDP=qUBP=0.4.(电场中的动力学问题)如图所示,
Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好变为零,若此电荷在A点处的加速度大小为3g/4,求(1)此电荷在B点处的加速度;
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示).知识储备学习探究自我检测学习目标课件19张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案9 了解电容器 静电与新技术学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结123知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造. 理解电容的概念及其定义式,并能用来进行有关计算. 掌握平行板电容器电容的决定式,并能用其讨论有关问题. 学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结答案 不可以.电容是电容器本身的一种属性,大小由电容器自身的构成情况决定,与电容器是否带电、带多少电荷量均无关.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、平行板电容器的电容平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验:(1)电容与两板正对面积S的关系:静电计指针夹角的变化表示U变化学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(2)电容与板间距离d的关系:学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(3)电容与电介质的关系:学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结三、平行板电容器的动态分析1.如图所示,电容器充电后保持和电源相连,此时电容器两极板间的电压不变.(1)当两极板的正对面积S增大时,电容器的C、Q、E如何变化?
(2)当两极板间距d增大时,电容器的C、Q、E如何变化?学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.如图,电容器充电后和电源
断开,此时电容器的带电荷量不变.
(1)当两极板的正对面积增大时,电容器的C、U、E将如何变化?
(2)当两极板间距d增大时,电容器的C、U、E将如何变化?学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]
1.分析方法:抓住不变量,分析变化量.其理论依据是:2.两种典型题型
(1)电压不变时:若电容器始终与电源相连,这时电容器两极板间的电压是不变的,以此不变量出发可讨论其他量的变化情况.
(2)电荷量不变时:若电容器在充电后与电源断开,这时电容器两极板上的
电荷量保持不变,在此基础上讨论其他量的变化.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、对电容的理解例1 有一充电的电容器,两板间的电压为3 V,所带电荷量为4.5×10-4 C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2 V,电容器的电容是多少?
所带电荷量是多少? 电容器本身性质决定学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结例2 (双选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是 ( )
A.将两极板的间距加大,电容将增大
B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将增大
C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大
D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大二、平行板电容器的电容d↑→C↓S↓→C↓绝缘εr↑→C↑相当于d↓→C↑学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结三、平行板电容器的动态分析例3 (双选)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使B板带正电,则下列判断正确的是 ( )A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移,静电计指针张角将变大
C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零Q不变,张角表示U的变化d↑时,C↓,U=Q/C得U↑S↓时,C↓,U↑C↑时,U↓相当于d↑学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结A 学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结A 3.(平行板电容器的动态分析)(双选)
连接在电池两极上的平行板电容器,当两板间的距离减小时 ( )
A.电容器的电容C变小
B.电容器极板的带电荷量Q变大
C.电容器两极板间的电势差U变大
D.电容器两极板间的电场强度E变大U不变d↓→C↑Q=CU故Q↑E=U/d, 故E↑BD学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结课件16张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版
第一章 电 场
学案2 探究静电力12知道点电荷的概念.理解库仑定律的内容、公式及其适用条件,会用库仑定律进行有关的计算.学习目标学习探究典例精析自我检测课堂小结知识储备一、点电荷小得多 点电荷二、库仑定律1. 变量控制
2. 正比 反比 连线上 静电力 库仑力
学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、库仑定律1.O是一个带正电的物体.把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。2.使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,小球所受作用力的大小如何变化?3.以上说明,哪些因素影响电荷间的相互作用力?这些因素对作用力的大小有什么影响?受力由大到小的排序为P1、P2、P3. 增大小球所带的电荷量,小球受到的作用力增大;减小小球所带的电荷量,小球受到的作用力减小. 答案 电荷量和电荷间的距离.电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着电荷间距离的增大而减小. [要点提炼] 1.库仑定律的表达式: 式中的k为静电力常量,数值为k=9.0×109 N·m2/C2.2.库仑定律的适用条件:真空中、点电荷.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[延伸思考]
1.有人说:“点电荷是指带电荷量很小的带电体”,对吗?为什么?与质点相类比理解一个物体能否被看做点电荷,是根据:带电体的形状、大小及电荷分布状况对研究的问题的影响可以忽略时,就可以看做点电荷.是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状而定.因为当r→0时,两带电体已不能看做点电荷,库仑定律不再适用了.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、静电力的叠加
已知空间中存在三个点电荷A、B、C,A对C的库仑力是否因B的存在而受到影响?A、B是否对C都有力的作用?如何求A、B对C的作用力?力的独立性无影响矢量合成[要点提炼]
1.如果存在两个以上点电荷,那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力.两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变.因此,两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和.
2.任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.所以,如果知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间
的静电力的大小和方向.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、对点电荷的理解
例1 (单选)下列关于点电荷的说法中,正确的是 ( )
A.只有电荷量很小的带电体才能看成是
点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成是点
电荷
C.当两个带电体的大小远小于它们之间
的距离时,可将这两个带电体看成点
电荷
D.一切带电体都可以看成是点电荷看做点电荷的条件与q、V 无关大小对二者之间作用力几乎没有影响有条件学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、对库仑定律的理解
例2 (单选)两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为 ,则两球间库仑力的大小为 ( )先中和后平分C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结 (单选)有三个完全相同的金属小球A、B、C,A所带电荷量为+7Q,B所带电荷量为-Q,C不带电.将A、B固定起来,然后让C反复与A、B接触,最后移去C,A、B间的相互作用力变为原来的 ( )最终3球电荷量平分C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结例3 (单选)如图所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=4×10-9 C和q2=-9×10-9 C,分别固定于相距20 cm的a、b两点,有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动,该点电荷所处的位置是 ( )
A.在a点左侧40 cm处
B.在a点右侧8 cm处
C.在b点右侧20 cm处
D.无法确定电性未知,可假设为带正电FaFbFaFbB.方向不满足C.方向满足,Fa学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结例4 如图所示,分别在A、B两点放置点电荷Q1=+2×10-14 C和Q2=-2×10-14 C.在AB的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2 m.如果有一高能电子静止放在C点处,则它所受的库仑力的大小和方向如何?负电库仑力一定在两电荷的连线上FBFAF且夹角为1200
F=8.0×10-21 N,
方向平行于AB连线由B指向A学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结库仑的实验库仑定律适用条件点电荷应用力的合成平行四边形定则表达式
学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结1.(对点电荷的理解) (双选)对点电荷的理解,你认为正确的是 ( )
A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体
B.点电荷的带电荷量可能是2.56×10-20 C
C.只要是均匀的球形带电体,不管球的大
小,都能被看做点电荷
D.当两个带电体的形状对它们的相互作用
力的影响可忽略时,这两个带电体都能
看做点电荷点电荷的条件不是e 的整数倍学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.(对库仑定律的理解) (单选)相隔一段距离的两个点电荷,它们之间的静电力为F,现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍,同时将它们间的距离也变为原来的2倍,则它们之间的静电力变为 ( )A学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3.(静电力的叠加)如图所示,等边三角形ABC,边长为L,在顶点A、B处有等量同种点电荷QA、QB,QA=QB=+Q,求在顶点C处的正点电荷QC所受的静电力.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结4.(静电力的叠加)如图所示,在一条直线上的三点分别放置QA=+3×10-9 C 、 QB=-4×10-9 C、QC=+3×10-9 C的A、B、C点电荷,试求作用在点电荷A上的静电力的大小.FBAFCA学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结课件18张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结123理解电势差的概念,理解电场力做功的特点,掌握电场力做功与电势能变化的关系. 理解电势、等势面的概念,知道电势差与电势的关系. 会用UAB=φA-φB及UAB=WAB/q进行有关计算.学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差一、静电力做功的特点1.如图所示,试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,(1)沿直线从A
移动到B,静电力做的功
为多少?(2)若q沿折线
AMB从A点移动到B点,
静电力做的功为多少?静电力F=Eq为恒力A→B:W=F·|AB|cos θ=qE·|AM|
A→M→B:W=W1+W2
=qE·|AM|+0=qE·|AM|(3)若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?据1、2可得出什么结论.位移s不变W= qE·|AM|,静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差二、电势能2.类比重力做功与重力势能变化的关系,静电力做正功,电势能如何变化?静电力做负功,电势能如何变化?静电力做功与电势能变化有怎样的数量关系?答案 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加.
静电力做功的值等于电势能的变化量,即:WAB=EpA-EpB[要点提炼]
1.电场力做功的特点
电场力对某电荷所做的功,与该电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.
(1)虽然此结论从匀强电场中推导出来,但也适用于非匀强电场.
(2)电场力做功与重力做功相似,只要初末位置确定了,移动电荷做的功就是确定值.
2.电场力做功与电势能变化的关系
电场力做正功,电势能减少,减少的电势能等于电场力做的功.电场力做负功,电势能增加,增加的电势能等于克服电场力做的功,公式表达为WAB=EpA-EpB.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结WG= Ep学案5 电势和电势差[延伸思考] 当正电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增加还是减少?当负电荷顺着电场线运动时,静电力做什么功?电势能是增加还是减少?EEvFW1>0, Ep↓vFW2<0, Ep↑学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差二、电势如图所示的匀强电场,场强为E,取O点为零势能点,A点距O点为l,AO连线与电场线的夹角为θ.电荷量分别为q和2q的试探电荷在A点的电势能为多少?电势能与电荷量的比值各是多少?答案 由EpA-EpO=WAO=Eqlcos θ,得:q和2q在A点的电势能分别为Eqlcos θ、2Eqlcos θ;Ep/q相同,都为Elcos θ.[要点提炼]2.电势的标量性:电势是标量,只有大小,没有方向,但有正负之分,电势为正表示比零电势高,电势为负表示比零电势低.
3.电势的相对性:零电势点的选取原则:一般选大地或无穷远处为零电势,只有选取了零电势点才能确定某点的电势大小.
4.电势是描述电场性质的物理量,决定于电场本身,与试探电荷无关.5.判断电势高低的方法:(1)利用电场线:沿着电场线方向电势逐渐降低(此为主要方法);(2)利用公式φ=Ep/q判断,即在正电荷的电势能越大处,电势越高,负电荷电势能越大处,电势越低.相对量,要与零势能点比较学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差[要点提炼]学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差一、静电力做功与电势能变化的关系例1 在电场中把一个电荷量为6×10-6 C的负电荷从A点移到B点,克服静电力做功3×10-5 J,则电荷从A到B的过程中,电势能变化了多少?是增加还是减少?若规定电荷在B点的电势能为零,则电荷在A点的电势能为多大?负功Ep↑
WAB=EpA-EpB= - 3×10-5J
电势能增加:3×10-5 J学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结则:EpA=-3×10-5 J 学案5 电势和电势差二、对电势的理解及电势高低的判断例2 如果把电荷量q=1.0×10-8 C的电荷从无穷远移到电场中的A点,需要克服静电力做功W=1.2×10-4 J,那么,
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?
(2)q未移入电场前,A点的电势是多少?W∞A=EP∞-EPA负功解析(1)由W∞A=Ep∞-EpA
得EpA=Ep∞-W∞A
=0-(-1.2×10-4 J)
=1.2×10-4 J由电场自身性质决定与q无关(2)φA=1.2×104 V学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结BC 学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结0 12 V -12 V 学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差1.(静电力做功与电势能变化的关系)(单选)在电场中,把电荷量为4×10-9 C的正点电荷从A点移到B点,克服静电力做功6×10-8 J,以下说法中正确的是 ( )
A.电荷在B点具有的电势能是6×10-8 J
B.B点电势是15 V
C.电荷的电势能增加了6×10-8 J
D.电荷的电势能减少了6×10-8 J相对量,没有规定零势能面,数值不确定.电势也不确定学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差2.(对电势的理解)(双选)关于电势,下列说法正确的是 ( )
A.电场中某点的电势,其大小等于单位电荷从该点移动到零电势点时,
静电力所做的功
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低
D.电势是描述电场能的性质的物理量BD学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结C 学案5 电势和电势差学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案5 电势和电势差课件14张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案11 章末总结专题整合自我检测学案11 章末总结网络构建点电荷F/q正电荷 强弱 方向 qUABEpAEpB
FE
WABWAB学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建动能定理牛顿第二定律 结合运动学公式 平抛运动规律学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建例1 (单选)如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q,为保证当丝线与竖直方向的夹角为θ=60°时,小球处于平衡状态,则匀强电场的电场强度大小不可能为
( )重力与电场力的合力与拉力是一对平衡力mgFTqEqE垂直FT B学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建例2 在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电且电荷量为q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动.现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出,求此运动过程中(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U.合力沿直线mgqEF合vy=0学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建a学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建例3 (双选)空间某区域存在着电场,电场线在竖直面上的分布如图所示,一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间夹角为α,A、B两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中正确的是 ( )学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建1.(电场中的功能关系)(单选)如图所示,A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点,其中A、B、O沿同一竖直线,B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上,沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L,在O点固定放置一带负电的小球.现有两个质量和电荷量都相同的带正电小球a、b均可视为点电荷(a、b之间的库仑力忽略不计),先将a放在细杆上,让其从A点由静止开始沿杆下滑,后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落,则下列说法中正确的是 ( )A.从A点到C点,小球a做匀加速运动
B.小球a在C点的动能等于小球b在B点的动能
C.从A点到C点,小球a的机械能先增加后减少,但机械能与电势能之和不变
D.小球a从A点到C点电场力做的功大于小球b从A点到B点电场力做的功B、C电势相等A到C小球a受到的库仑力是变力UAC=UAB,W=qUWG=mgh不同,W合不同A先靠近C后远离,吸引力先做正功,后做负功学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建2.(电场中的平衡问题)(单选)如图所示,A、B是带有等量的同种电荷的两小球
(可视为点电荷),它们的质量都是m,它们的悬线长度都是L,悬线上端都固定于同一点O,B球悬线竖直且被固定,A球在力的作用下,于偏离B球s的地方静止,此时A球受到绳的拉力为FT;现在保持其他条件不变,用改变A球质量的方法,使A球在距B为s/2处平衡,则此时A受到绳的拉力为 ( )A.FT B.2FT
C.4FT D.8FTmgFFTF′F、mg、F'矢量三角形与△OAB相似D 学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建3.(电场中力和运动的关系)(单选)如图甲所示,在平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压.当t=0时,一个电子从靠近N板处由静止开始运动,经1.0×10-3s到达两板正中间的P点,那么在3.0×10-3s这一时刻,电子所在的位置和速度大小为 ( )A.到达M板,速度为零
B.到达P点,速度为零
C.到达N板,速度为零
D.到达P点,速度不为零电子到达P电子到达M电子返回PD学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建学案13 章末总结专题整合自我检测网络构建课件21张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版
第一章 电 场
学案3 电场强度学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结123理解电场强度的概念及公式,并会进行有关的计算.会用电场线表示电场,并熟记几种常见电场的电场线分布特征.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理.一、电场
电场 有力的作用 电场
二、电场的描述
1.电场力 电荷量 强弱和方向 无关 正
3.静电力常量 场源电荷
4.电荷单独存在 矢量和
三、怎样“看见”电场
1.电场线
2.密 疏密程度 正电荷 间隔距离相等学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、电场 电场强度1.在空间中有一电场,把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点,该电荷受到的静电力为F.若把带电荷量为2q的点电荷放在A点,则它受到的静电力为多少?若把带电荷量为nq的点电荷放在该点,它受到的静电力为多少?2.结合1思考电荷在电场中某点受到的静电力F与电荷所带电荷量q有何关系?答案 F与q成正比,即F与q的比值为定值.[要点提炼]
电场强度的定义式是E=F/q,它是表示电场的强弱和方向的物理量:
1.电场强度的唯一性:决定于电场本身,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关(填“有关”或“无关”).
2.电场强度的矢量性:电场强度的方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同,与负电荷的受力方向相反.所以比较电场强度是否相同时,一定要考虑大小和方向两个因素.FnF2F学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结?答案 比值法定义的特点是被定义的物理量与作比值的两个量无关,只取决于物质、电阻、电场本身的性质.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、点电荷的电场 电场强度的叠加1.如图所示,在正点电荷Q的电场中有一试探电荷q,已知q到Q的距离为r,Q对q的作用力是多大?Q在q所在位置产生的电场的电场强度是多大?方向如何?体积小,电量少.一般带正电F 2.如果再有一正点电荷Q′=Q,放在如图所示的位置,q所在位置的电场的电场强度多大?F1 F2F矢量合成学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼](2)方向:沿某点和Q的连线,Q为正电荷时,沿连线向外,Q为负电荷时,沿连线向里.如果以Q为中心,r为半径作一球面,则球面上各点的电场强度大小相等.当Q为正电荷时,E的方向沿半径向外;当Q为负电荷时,E的方向沿半径向里.2.场强是矢量,当空间存在多个点电荷产生的电场时,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结三、电场线 匀强电场1.电场线是如何表示电场方向和强弱的?2.电场线是真实存在的吗?能不能相交?切线:方向疏密强弱假想的曲线若相交,则有两个方向,与唯一性矛盾[要点提炼]
1.电场线的特点有:(1)起始于无限远或正电荷,终止于负电荷或无限远.
(2)任意两条电场线不相交.
(3)在同一幅图中,电场线的疏密表示场强的大小,电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向.
2.匀强电场中各点的电场强度大小相等,方向相同;电场线是间距相等的平行线.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[延伸思考]
1.点电荷、等量同号点电荷、等量异号点电荷电场的电场线有何特点?点电荷(1)点电荷形成的电场中,不存在场强相同的点.
(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直.在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同.发散型会聚型同条线上:同向,不等大同球面上:等大,不同向学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结等量同号点电荷的电场: (以等量正点电荷为例)排斥型(1)两点电荷连线上,中点O处场强为零,向两侧场强逐渐增大,方向指向中点.
(2)两点电荷连线中点O沿中垂面(中垂线)到无限远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小,方向背离中点.E1E2E1=E2,反向学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结等量异号点电荷的电场:(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小再变大,中点处场强最小.
(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线的方向均相同,即电场强度方向都相同,总与中垂面(或中垂线)垂直且指向负点电荷一侧.沿中垂面(中垂线)从中点到无限远处,场强大小一直减小,中点处场强最大.向吸型连线上最疏,中垂线上最密学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.电场线和带电粒子在电场中的运动轨迹相同吗?不一定相同.电场线与运动轨迹不能混为一谈,不能认为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹.只有当电场线是直线,且带电粒子只受静电力作用(或受其他力,但方向沿电场线所在直线),同时带电粒子的初速度为零或初速度方向沿电场线所在直线时,运动轨迹才和电场线重合,这只是一种特殊情况.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、对电场强度的理解例1 如图所示,在一带负电的导体A附近有一点B,若在B处放置一个q1=-2.0×10-8 C的电荷,测出其受到的静电力F1大小为4.0×10-6 N,方向如图,则:(1)B处场强是多少?方向如何?
(2)如果换成一个q2=4.0×10-7C
的电荷放在B点,其受力多大?
此时B处场强多大?E 与F 反向学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(单选) A为已知电场中的一固定点,在A点放一电荷量为q的试探电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则 ( )
A.若在A点换上电荷量为-q的试探
电荷,A点场强方向发生变化
B.若在A点换上电荷量为2q的试探电
荷,A点的场强将变为2E
C.若在A点移去电荷q,A点的场强
变为零
D.A点场强的大小、方向与q的大
小、正负、有无均无关F 反向,E 与-q 受力相反,故:E 方向不变F 变为2倍,F 与2q 比值不变,故E 不变E 由电场自身性质决定与有无q 无关比值定义法学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、点电荷的电场 电场强度的叠加例2例2 如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,则:(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大?方向如何?
(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大?
(3)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强如何?EAEB方向:A→B同向相加EA'EB′EO′EO′学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结例3 (单选)某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是 ( ) 三、电场线的理解和应用A.c点的电场强度大于b点的电场强度
B.若将一试探电荷+q由a点静止释放,它
将沿电场线运动到b点
C.b点的电场强度大于d点的电场强度
D.a点和b点的电场强度的方向相同疏密电场线是曲线b点更密一些EaEb切线方向不同学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结电场强度电场强弱与方向的描述点电荷的场强公式电场强度的叠加平行四边形定则电场的形象描述——电场线电场线的性质几种常见电场的电场线分布和特点匀强电场学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结E =F/q,比值定义法与正电荷受力同向,与负电荷受力反向定义式:任何电场真空中点电荷学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.(对电场线的理解) (双选)如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则 ( )A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,且电场
线是直线,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,
EA、EB的大小不能确定解析 电场线的切线方向即场强方向,所以A对;电场线的疏密程度表示场强大小,只有一条电场线的情况下不能判断场强大小,所以B、C错误,D正确.AD学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3.(电场强度矢量的叠加)N(N>1)个电荷量均为q(q>0)的小球,均匀分布在半径为R的圆周上,如图所示.向右移去位于圆周上P点的一个小球,则圆心O点处的电场强度大小为________,方向__________________.(已知静电力常量为k)移去前:Eo=0移去后沿OP指向P点学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结4.(场强的应用)一试探电荷q=
+4×10-9 C,在电场中P点受到
的静电力F=6×10-7 N.则:
(1)P点的场强大小为________;
(2)将试探电荷移走后,P点的场强
大小为________;
(3)放一电荷量为q′=1.2×10-6 C
的电荷在P点,受到的静电力F′的
大小为________. (2)E跟试探电荷无关,
E=1.5×102 N/C.(3)F′=q′E=1.2×10-6×1.5×102 N
=1.8×10-4 N学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结课件17张PPT。高中物理·选修3-1·粤科版第一章 电 场
学案6 电场强度与电势差的关系12学案6 电场强度与电势差的关系理解匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed,并会用
公式解决有关问题. 掌握等势面的特点,理解电场线与等势面的关系. 学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、电势差与电场强度的关系如图所示的匀强电场中有A、B两点,A、B两点位于同一条电场线上,B、C连线垂直电场线,已知场强大小为E,A、B两点间的电势差为UAB,A、B间距离为d,电荷q从A点移动到B点,回答下列问题:(1)电荷所受静电力是多少?从力和位移的角度计算静电力所做功的大小.通过A、B间的电势差计算静电力做功的大小.
(2)比较两次计算的功的大小,电势差与电场强度有何关系?
(3)在图中,如果将电荷从A点移动到C点,再利用(1)问的推导过程试着推导,能获得何结论?(已知AB与AC的夹角为θ)(1)F=qE
WAB=Fd=qEd WAB=qUAB(2)UAB=Ed(3)WAC=qELcos θ=qEd,
WAC=qUAC,UAC=Ed等势面学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]
1.公式U=Ed只适用于匀强电场,其中d为A、B两点沿电场方向的距离.
2.电场中A、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径无关,由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定.
3.公式E= 说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势,且场强方向就是电势降低最快的方向.
4.在匀强电场中,沿任意一个方向,电势降落都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等;在匀强电场中,相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等.[延伸思考] 公式U=Ed是在匀强电场中得到的,在非匀强电场中能否适用?
答案 在非匀强电场中,不能进行定量计算,但可以定性地分析有关问题.学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案6 电场强度与电势差的关系[延伸思考] 请大致画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点电荷和匀强电场的等势面.简述它们的特点?点电荷以点电荷为球心的一簇球
面正电荷向外φ降低;
负电荷向外φ升高.等量异号点电荷连线上:从正电荷到负电荷电势越来越低;
中垂线是一等势线.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结 等量同号正点电荷 O对称点:A、B;C、D 电势相等 匀强电场 垂直于电场线的一簇平行等间距的平面说明:等势面密集处电场线也密集.任意两个等势面不会相交.学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、对电势差与电场强度关系的理解 例1 如图所示,P、Q两金属板间的电势差为50 V,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10 cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4 cm.求: (1)P板及A点的电势.
(2)保持两板间的电势差不变,而将Q板向左平移5 cm,则A点的电势将变为多少?接地,φQ=0EφQ>φP d″学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结D 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结D 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结AD 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结C 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结C 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结CD 学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结4.(匀强电场中电场强度与电势差的关系)如图所示,A、B两板间电压为600 V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12 cm,C点离A板4 cm,下列说法正确的是( )A.E=2 000 V/m,φC=200 V
B.E=5 000 V/m,φC=-200 V
C.电子在C点具有的电势能为-200 eV
D.电子在C点具有的电势能为200 eVEE=U/d=600 /0.12 V/m =5000 V/m,
φC=EdC=-200 V
EpC=﹣e φC= 200 eVBD学案6 电场强度与电势差的关系学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结课件16张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版第一章 电 场
学案8 示波器的奥秘学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结12学案8 示波器的奥秘 会分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题. 知道示波管的主要构造和工作原理.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、带电粒子的加速在真空中有一对平行金属板,由于接在电池组上而带电,两板间的电势差为U.若一个质量为m、带正电荷q的α粒子,在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动,板间距为d.
(1)带电粒子在电场中受哪些力作用?重力能否忽略不计?
(2)粒子在电场中做何种运动?
(3)计算粒子到达负极板时的速度?㎎Eq答案 (1)受重力和电场力;因重力远小于电场力,故可以忽略重力.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]1.电子、质子、α粒子、离子等微观粒子,它们的重力远小于电场力,处理问题时可以忽略它们的重力.带电小球、带电油滴、带电颗粒等,质量较大,处理问题时重力不能忽略.[延伸思考] 若是非匀强电场,如何求末速度?学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、带电粒子的偏转如图所示,两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场,电荷量为q的粒子以速度v0水平射入两极板间,不计粒子的重力.(1)粒子受力情况怎样?做什么性质的运动?答案 (1)粒子受F电,
F电⊥ v0 所以粒子做类平抛运动.v0F学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结(2)若板长为l,板间电压为U,板间距为d,粒子质量为m,电荷量为q,求粒子的加速度和通过电场的时间.
(3)当粒子离开电场时,粒子水平方向和竖直方向的速度分别为多大?合速度与初速度方向的夹角θ的正切值为多少?
(4)粒子沿电场方向的偏移量y为多少?
(5)速度的偏转角与位移和水平方向的夹角是否相同?学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]
1.运动状态分析:带电粒子(不计重力)以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动.
2.偏转问题的分析处理方法:与平抛运动类似,即应用运动的合成与分解的知识分析处理.
3.两个特殊结论
(1)粒子射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点.
(2)速度偏转角θ的正切值是位移和水平方向夹角α的正切值的2倍,即:tan θ=2tan α.
[延伸思考] 有一束质子和α粒子流,由静止经过同一电场加速,再经过同一电场偏转,是否可以把它们分开?
答案:不可以.它们的偏转位移和偏转角与比荷无关且都相同,故分不开.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、带电粒子在电场中的加速运动例1 如图所示,在点电荷+Q激发的电场中有A、B两点,将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小之比为多少?非匀强电场变加速运动能量的观点处理学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结 (单选)如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为v,保持两板间的电压不变,则 ( )A.当增大两板间的距离时,速度v增大
B.当减小两板间的距离时,速度v减小
C.当减小两板间的距离时,速度v不变
D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间增大始终与电源连接U不变C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、带电粒子在电场中的偏转运动例2 如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板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M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的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L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力.(1)求电子穿过A板时速度的大小;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)若要电子打在荧光屏上P点的上方,可采取哪些措施?学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结 一束电子流经U=5 000 V的加速电压加速后,在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0 cm,板长l=5 cm,那么要使电子能从平行极板间的边缘飞出,则两个极板上最多能加多大电压? U2↑→y↑y=d/2时偏转电压最大学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结带电离子在电场中的运动带电离子做加速或减速直线运动利用牛顿第二定律结合运动学公式(适用于匀强电场)利用动能定理(适用于任何电场)带电离子做类平抛运动应用实例利用平抛运动的规律示波管学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结1.(带电粒子在电场中的加速)(单选)两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,如图所示,OA=h,则此电子具有的初动能是 ( )vA=0D学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.(带电粒子在电场中的偏转) (单选)一束正离子以相同的速率从同一位置垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有离子
( )
A.都具有相同的质量
B.都具有相同的电荷量
C.具有相同的比荷
D.都是同一元素的同位素偏转位移、偏转角度相同轨迹相同C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3.(对示波管原理的认识)如图是示波管的原理图.它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成,管内抽成真空.给电子枪通电后,如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点.(1)带电粒子在________区域是加速的,在________区域是偏转的.
(2)若UYY′>0,UXX′=0,则粒子向________板偏移,若UYY′=0,UXX′>0,则粒子向________板偏移. ⅡⅠ带负电,向正极偏YX学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结课件17张PPT。高中物理·选修3-1·粤教版
第一章 电 场
学案1 认识静电123学案1 认识静电知道自然界中的两种电荷及其相互作用.理解使物体带电的三种方式.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、起电方法的实验探究 摩擦起电 接触起电 感应起电 二、电荷守恒定律 1. 电荷量 库仑 库
2. 正 负 中和
3.等量而异种 1.60×10-19 整数 元电荷
4.转移 转移 代数和学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、电荷及三种起电方式1.在干燥的实验室里,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,丝绸带何种电荷呢?玻璃棒和丝绸带电的原因是什么?玻璃棒带正电失去电子丝绸得到电子带负电电子学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.如图所示,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔是闭合的.(1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?
(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?
(3)再让A和B接触,又会看到什么现象?
(4)再把带正电物体C和A接触,金属箔片又有什么变化?感应带电两侧金属箔片都张开A、B 端多余电荷
不再集中到两端点金属箔片仍张开,但张角变小金属箔片都闭合接触带电中和两侧金属箔片都张开学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[要点提炼]
1.摩擦起电:当两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电.
2.感应起电:当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷.
3.接触起电的原因:电子从一个物体转移到另一个物体上.
4.三种起电方式的实质都是电子的转移.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、元电荷1.物体的带电荷量可以是任意的吗?带电荷量可以是4×10-19C吗?
答案 物体的带电荷量不是任意的,它只能是1.60×10-19C的整数倍.由于
4×10-19C是1.60×10-19C的2.5倍,所以带电荷量不能是4×10-19C.
2.电子和质子就是元电荷吗?
答案 元电荷是电荷量的单位,不是物质;电子和质子是实实在在的粒子.[要点提炼]
1.所有带电体的带电荷量或者等于e,或者是e的整数倍.这就是说,电荷量
是不能连续变化的物理量.
2.质子和电子所带电荷量与元电荷相等,但不能说电子和质子是元电荷.最小不可分、整数倍学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结三、电荷守恒定律1.电荷会不会像煤和石油一样总有一天被用完呢?
答案 不会.
2.前面学习了三种不同的起电方式,其本质都是电子的得失.那么,在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗?
答案 在一个封闭的系统中,电荷的总量保持不变.[要点提炼]
1.电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”.
2.导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q1和Q2,两小球接触后再分开,将平分电荷,两小球带电量都为 (式中电量Q1和Q2均包含它们的正负号).学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结[延伸思考]
1.怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”?
答案 “电荷的总量”可理解为正、负电荷的代数和.
2.“电荷的中和”,是电荷消失了吗?“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗?
答案 不是.“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体,其带电数量达到等量、异号,这时正、负电荷的代数和为零,这样两物体相互接触时,由于正、负电荷间的吸引作用,电荷发生转移,最后都达到电中性状态的一个过程,在此过程中电荷仍然守恒.学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结一、对三种带电方式的理解
例1 (双选)关于摩擦起电现象,下列说法正
确的是 ( )
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体
中产生了电子和质子
B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,同时带
上等量异号电荷
C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个
物体转移到了另一个物体而造成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到
丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电摩擦起电的实质是电子的转移电荷守恒学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结
例2 (双选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C 时 ( )A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后,A端金箔
仍张开,B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后,将手和C
都移走,两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔分别带同种电
荷,选项C中两对金箔带异种电荷感应起电,A、B 带异种电荷人把导体和地球连在一起,B 端的电荷被排斥到更远处地球上A 端带的负电荷均分到整个导体上,A、B 都带负电学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结二、对元电荷的理解
例3 (双选)下列关于元电荷的说
法中正确的是 ( )
A.元电荷实质上是指电子和质子
本身
B.一个带电体的带电荷量可以为
205.5倍的元电荷
C.元电荷没有正负之分
D.元电荷e的值最早是由美国物
理学家密立根通过实验测定的指电子或质子所带电荷量的大小,没有正负之分整数倍密立根油滴实验CD学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结三、对电荷守恒定律的理解
例4 (双选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10-15 C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16 C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是 ( )
A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 C
B.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 C
C.丙物体一定带有正电荷8×10-16 C
D.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C甲乙+1.6×10-15 C-1.6×10-15 C等量异种电荷乙、丙不等大所以不均分,
电量之和=-1.6×10-15 CAD学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结电荷及其守恒定律起电方式摩擦起电感应起电接触起电两种电荷电荷守恒定律(两种表述)大小:e=1.6×10-19 C意义:物体带电的不连续性电荷元电荷学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结AC 学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结2.(对元电荷的理解) (双选)保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务,盗版书籍不但影响我们的学习效率,甚至会给我们的学习带来隐患.某同学有一次购买了盗版的物理参考书,做练习时,发现有一个带电质点的电荷量数据看不清,只能看清是9._____
×10-18 C,拿去问老师.如果你是老师,你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个 ( )
A.9.2×10-18 C B.9.4×10-18 C
C.9.6×10-18 C D.9.8×10-18 C只能是e的整数倍C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结3 .(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A、B,分别带有电荷量为QA =6.4×10-9 C、QB =-3.2 ×10-9 C,让两个绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移,转移了多少个电子?AB-3.2 ×10-9 C中和A带3.2×10-9 C,B不带电AB-1.6 ×10-9 C平分电子由球B转移到球A
ΔQ=3.2×10-9 +1.6×10-9 =4.8×10-9 C学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结