人教版物理選修31全套(導(dǎo)學(xué)案)

1、人教版物理選修31全套(導(dǎo)學(xué)案)第一章靜電場§1.1電荷及其守恒定律、庫侖定律、電場強度1、了解元電荷的含義，理解電荷守恒定律的不同表述。2、掌握庫侖定律，能夠解決有關(guān)的問題。3、理解電場強度及其矢量性，掌握電場強度的疊加，并進行有關(guān)的計算。4、知道用電場線描述電場的方法。理解引入電場線的意義?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、電荷及電荷守恒1、自然界中存在電荷，正電荷和負電荷，同種電荷相互,異種電荷相互。電荷的多少叫做,單位是庫侖，符號是C。所有帶電體的帶電量都是電荷量e=的整數(shù)倍，電荷量e稱為。s響不大時，可以將帶電體視為點電荷。真正的點電荷是不存在的，這個特點類似于力學(xué)中質(zhì)點的概念。3、使物體帶

2、電有方法：摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電,其實質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移。4、電荷既不能,也不能,只能從一個物體到另一個物體，或從物體的轉(zhuǎn)移到，在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總二I,這就是電荷守恒定律。二、庫侖定律1、真空中兩個之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成,跟它們的距離r的成反比，作用力的方向沿著它們的。公式F=其中靜電力常量k適用范圍：真空中的。4、庫侖定律與萬有引力定律的比較如下表：定律共同點區(qū)別影響大小的因素萬有引力定律(1)都與距離的二次方成反比(2)都有一個常量與兩個物體、有關(guān)，只有_力m,m2,r庫侖定律與兩個物體、有關(guān)，有力，也有力Q,Q2,r三、電場強度1、電場和電場

3、強度電場電場是電荷之間發(fā)生相互作用的媒介物質(zhì)，周圍存在電場，電場強度和定義式放入電場中某點的電荷所受的跟該電荷所帶點的電場強度的比值叫做該公式：,單位：,或V/m物理意義是描述電場力_的性質(zhì)的物理量，能夠反映電場的強弱相關(guān)因素E的大小和的大小無關(guān)，是由電場決定的，電荷和該點有關(guān)，與試探電荷無關(guān)只與形成電場的矢標性電場強度的方向與該點所受電場力的方向相同，與受電場力的方向相反，幾個場強疊加時，需按矢量的運算法則，即定則。2、電場強度的幾個公式(1) EF是電場強度的定義式，適用于的靜電場。q(2) Ekg是點電荷在真空中形成的電場中某點場強的計算式，只r適用于在真空中形成的電場。(3) EU是勻

4、強電場中場強的計算式，只適用于,其中，dd必須是沿的距離。3、電場的疊加電場需按矢量的運算法則，即按平行四邊形定則進行運算。四、電場線(4) 電場線：在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的方向都跟該點的方向一致，這樣的曲線就叫做電場線。電場線是人們?yōu)榱嗣枋龆藶榈禺嫵鰜淼?，電場中并非真正存在著這樣一些曲線。它可以形象直觀地反映電場的和。(5) 電場線的性質(zhì)：電場線起始于(或無窮遠處)；終止于(或無窮遠處)。其上每一點的切線方向和該點的方向一致。疏密程度反映了電場的,電場線密集的地方場強;電場線稀疏的地方場強。在沒有電荷的空間，電場線不能,兩條電場線不能。(6) 與電勢的關(guān)系：在靜電場中，電場線

5、和等勢面且由電勢較的等勢面指向電勢較低的等勢面。順著電場線的方向電勢越來，但順著電場線的方向場強越來越小。(4)電場線和電荷在電場中的運動軌跡是的，它們只有在一定的條件下才能重合。即：電場線是。電荷的初速度為零或不為零，但速度方向和電場線。電荷僅受電場力作用或受其他力的方向和電場線平行。只有同時滿足這三個條件，軌跡才和電場線重合?！镜湫屠}】例1:如圖1-1所示，有兩個帶電小球，電量分別為+Q和+9Q,在真空中相距0.4m。如果引進第三個帶電小球，正好使三個小球都處于平衡狀態(tài)，第三個小球帶的是哪種電荷？應(yīng)放在什么地方？電量是Q的幾倍？Qq9Q«1»ACB(圖1-1)(1)審

6、題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點)(3)解題過程例2:(2004廣西模擬)如圖1-2所示，-初速度為o的帶電粒子，從A點射入電場，/%沿虛線運動到B點，判斷：不1一1(1)粒子帶什么電？/Y(2)粒子加速度如何變化？人教版物理選修31全套（導(dǎo)學(xué)案）（3）畫出A、B兩點的加速度方向。圖1-2（1）審題（寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程）（2）分析（合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點）（3）解題過程例3:如圖1-3所示，A、B兩點放有電荷量+Q和+2Q的點電荷，A、B、C、D四點在同一直線上

7、，且AC=CD=DB,將一正電荷從C點沿直線移到D點，則（）A、電場力一直做正功B、電場力先做正功再做負功+Q°C+Q+2QC、電場力一直做負功e11圖1-3D、電場力先做負功再做正功ACDB（1）審題（寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程）（2）分析（合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點）（3）解題過程1、真空中有兩個相同的金屬小球A和B,相距為r,帶電量分別是q和2q,但帶何種電荷未知，它們之間的相互作用力大小為F,有一個跟A、B相同的不帶電的金屬球C,當C跟A、B依次各接觸一次后移開，再將A、B間距離變?yōu)?r,那么A、B間的作用力大小可能是（）A、5F/6

8、4B、5F/32C、3F/64D、3F/162、如圖1-4所示，絕緣的細線上端固定，下端懸掛一個輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜，在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時，a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使b帶電則（）A、a、b間不發(fā)生相互作用B、b將吸引a,吸住后不放開C、b立即把a排斥開D、b先吸引a,接觸后又把a排斥開3、有關(guān)電場強度的理解，下述正確的是（）A、由E可知，電場強度E跟放入的電荷q所受的電場力成正比。B、當電場中存在試探電荷時，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì)，才存在電場強度C、由E=Kq/r2可知，在離點電荷很近，r接近于零，電場強度達無窮大D、電場強度是反映電場本身特性的物理量，與是

9、否存在試探電荷無關(guān)。4、一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為Q的正電荷，另一電荷量為q的帶正電的點電荷放在球心。上，由于對稱性，點電荷的受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r的小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受力的大小為（已知靜電力常量為k）,方向【能力訓(xùn)練】在該電場線上有a、b兩點，用Ea、a b圖1-51、如圖1-5所示為電場中的一根電場線，Eb分別表示兩處場強的大小，則（）A、a、b兩點的場強方向相同B、因為電場線由a指向b,所以Ea>EbC、因為電場線是直線，所以Ea=EbD、因為不知道a、b附近的電場線分布情況，所以不能確定Ea、Eb的大小關(guān)系。2、在x軸上有兩個點電荷，一個帶正

10、電Q,另一個帶負電-Q 2,且Q =2Q2 ,用Ei 和 E2分別表示兩個點電荷所產(chǎn)生的場強大小，則在x軸上（）A、Ei=E2之點只有一個， B、Ei=E2之點共有兩處， C、Ei=E2之點共有三處， D、Ei=E2之點共有三處，該處的合場強為零一處合場強為零，另一處合場強為2E2其中兩處合場強為零，另一處合場強為2E2其中一處合場強為零，另兩處合場強為2E23、如圖i-6所示，用兩根細繩把兩個帶同種電荷的小球懸掛在一點，A球質(zhì)量大于B球的質(zhì)量，A球所帶的電荷量大于B球所帶的電荷量。兩球靜止時，A、B兩球處在同一水平面上，懸線與豎直線的偏角分別為則（）a和A、a>3B、C、a=3D、無法

11、確定4、如圖i-7所示，直線A、B是一條電場線，在其上某點P處由靜止開始釋放一負試探電荷時，它沿直線向B處運動，對此現(xiàn)象，下列判斷正確的是（不計電荷重力）A、電荷一定向B做勻加速運動APBB、電荷一定向B做加速度越來越小的運動11C、電荷一定向B做加速度越來越大的運動圖i-7D、電荷向B做加速運動，加速度的變化情況不能確定。5、如圖所示，A、B為帶電量分別是Q和-Q的兩個等量異種點電荷，c、d為A、B連線上的兩個點，且Ac=Bd，則c、d兩點電場強度6、如圖i-9所示，半徑為r的圓與坐標軸的交點分別為a、b、c、d,空間有與x軸正方向相同的勻強電場，同時，在0點固定一個電荷量為+Q的點電荷，如

12、果把一個帶電量為-q的試探電荷放在c點，則恰好處于平衡，那么該勻強電場的場強大小為,a、d兩點的合場強大小分別為、。7、（ 2004 廣東）已經(jīng)證實，質(zhì)子、中子都是由稱為上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為2e下夸克帶電為lee為電子所帶電荷量的大小，如33果質(zhì)子是由三個夸克組成的，且各個夸克之間的距離為L,L=i.5Xi0-i5m。試計算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個夸克之間的靜電力（）8、兩個質(zhì)量都為m的小球可視為質(zhì)量，用長度都是L的絕緣細線懸掛在同一點，使它們帶上等量同種電荷，平衡時兩懸線的夾角為2,求每個小球所帶的電量。9、一粒子質(zhì)量為m,帶電量為+q,以初速度V,跟水平方向成45。角斜向上進

13、入勻強電場區(qū)域，粒子恰沿直線運動，求這勻強電場場強的最小值，并說明其方向。i0、用三根長均為L的細絲線固定兩個質(zhì)量為n帶電量分別為q和-q的小球，如圖i-i0所示，若加一個水平向左的勻強電場，使絲線都被拉緊且處于平衡狀態(tài)，則所加電場E的大小應(yīng)滿足什么條件？§1.2電場能的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標】1、理解電場力做功特點，掌握電場力做功和電勢能的變化的關(guān)系2、理解電勢能、電勢的概念及相互關(guān)系。3、理解等勢面的概念及等勢面和電場線的關(guān)系。4、理解電勢差的定義及正負值的定義。5、會用Uabab.及UabWAB/q進行有關(guān)計算6、理解勻場電場中電勢差跟電場強度的關(guān)系UabEd7、會用UabEd或EUa

14、b/d解決有關(guān)問題【自主學(xué)習(xí)】電勢差、電勢、電勢能定義電荷q在電場中的兩點間移動時電場力所做的電勢功WAb與電荷量q的比值公式UabWAB、單位：伏，符號V差物理意義描述電場能的性質(zhì)，兩點間的電勢差在數(shù)值上等于在兩點間移動單位正電荷時電場力的功電場中某點的電勢是指該點與零電勢點之間的定義電勢差，符號：電物理意義電場中某點的電勢等于單位正電荷由該點移動勢到零電勢點時電場力的功，描述電場能的性質(zhì)與電勢差的關(guān)系Uabab類似于高度差和高度的關(guān)系電勢定義電荷在電場中由其相對位置決定的能（類似重能力勢能）2、（1）電場中確定的兩點間的電勢差是的，和零電勢參考點（標準點）的選取。（2）電勢是相對量，它的大

15、小和電勢零點選?。?）在選取了參考點以后，在確定的電場中的確定點的電勢是,和該點有無試探電荷無關(guān)。（4）正電荷由靜止開始僅在電場力作用下一定由電勢處向電勢處運動；負電荷由靜止開始僅在電場力的作用下一定由向運動。電場力的功人教版物理選修31全套(導(dǎo)學(xué)案)1、特點電場力做功與路徑2、計算方法公式W=qEs（s為電荷初末位置在電場方向上的位移）2)公式WabqUab（Uab為電荷初末位置間電勢差的大?。?)電場力做功和電勢能的變化的關(guān)系：WabEpaEpb(Epa.Epb分別荷電場中A、B兩點的電勢能）4）由動能理W電場力W其他力VEk、等勢面1、定義：電2、等勢面與中場線的關(guān)系構(gòu)成的面叫等勢面。（

16、1）面。電場線總是與等勢面垂直，且從面指向(力(線四2)3)電場線越密的地方沿等勢面移動電荷做功。等勢面也電場力O做功，沿電場線移動電荷，4）電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具5）實際中測量等電勢點較容易，所以往往通過描繪等勢線來確定O、電勢差與電場強度的關(guān)系1、勻強電場中電勢差U和電場強度2、說明（1）U=Ed只適用勻強電場的計算，非勻強電場中各相鄰的等勢面d,即等勢而越（2）式中d的含義是某兩點E的關(guān)系式為U=對非勻強場可以用來定性分析的電勢差一定時，e越大處距離或兩點所在勢面間的距離。由此可知電場強度的方向是電勢降落最（3）勻強電場中相互平行的方向上相等的距離上電勢降落【典

17、型例題】例1圖1.21中一帶電質(zhì)點在a點b點恰好速度為零的方向。b為豎直向上的電場線上的兩點由靜止釋放，沿電場線向上運動，到下列說法中正確的是（A、B、C、D、(帶電質(zhì)點在a、b兩點所受的電場力都是豎直向上的a點的電勢比b點的電勢高帶電質(zhì)點在a點的電勢能比在b點的電勢能小ba例占八、場a1)2)3)點的電場強度比b點的電場強度大（寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程）（合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點）解題過程如圖1.22所示的勻強電場中，,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿電場方向，bc方向成60°角，個電量為q=4X10-8C的正電a移到b電場力做

18、功為W=1.2X10-7J求：和電荷從(1)勻強電場的場強E=?(2)電荷從b移到c,電場力做功W2=?(3)a、c兩點的電勢差Uac=?分析：(1)審題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)(合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點)(3)解題過程：例31.23如圖所示，在場強E=1.5X103N/C的勻強電場中，有A、B、C三點，AB垂直于電場線，BC平行于電場線，AB=3cm,BC=4cm,AC=5cm,A、B的電勢差Uab=0,B、C電勢差Ubc與A、C電勢差Uac相等，Ubc=Uac=60V,把一正電荷q1.0108C放在A點，求：(1)電荷q(2)電荷q在

19、A點受到的電場力為多大？方向怎樣？沿ABC路線到達C點，電場力各做了多少功？電場力做功有什么分析：(1)特點？電勢能怎樣變化？變化了多少？(2)(解題過例4如流電源圖1.24或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)電子從A板B極板時速度為V1,現(xiàn)A、初B間距離變?yōu)樵瓉淼氖疽鈭D，并找出各段兩平行金屬板A、附近無初速釋放，將B板向左移動一半，仍讓電B當段A之間的連接點)間接有直A、速釋放，當電子到達B板V1=V2B、v1=2v2C、V1時速度為到達,使近無)1一V22D、V1分析(1)(寫出或標(2)(合理分段，畫(3)解題過程：關(guān)鍵詞、題中條并找出各段之間處狀態(tài)及過程)的連接點)1、如圖

20、1.25所不種電荷，A為它們連線的中點連線中垂線上處于A點上方占八、分別放置兩個等B為連線上靠近N的一點，占八、A、B、C、D、2、P1、場強場強場強場強如圖最/1最/1最/1最/1的的的的占八、占八、占八、占八、是是是是AACC占八、占八、占八、占八、?電電電電1.26所不，Q是帶1點點點點中BcBA，點是是是是荷三占八占八占八占八電C寧、白白白白B高高高高的A最最最最電在勢勢勢勢正P2為其電場中的兩點，若E1、E2為P1和P2兩點電場強度的大小，1、2為P1和P2兩點的電勢，則()A、E1E2,12電場線、粒子在AA、粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度B、 EiE2,1C、 EiE2,

21、1D、 EiE2,13、如圖1.27所示為某一電場的電場線和等勢面，已知a5V，c3V,abbc,則（）A、b4VB、b4VC、b4VD、上述三種情況都有可能4、在靜電場中，將一電子從A點移到B點，電場力做了正功，則（）A、電場強度的方向一定是由A點指向B點B、電場強度的方向一定是由B點指向A點C、電子在A點的電勢能一定比在B點高D、電子在B點的電勢能一定比在A點高5、某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，點的初速度及運動軌跡如圖1.28所示，可以判定（B、粒子在A點的動能小于它在B點的動能C、粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能D、電場中A點的電勢低于B點的電勢【能力訓(xùn)練】1、如圖1

22、.29所示，在真空中有兩個帶相等電荷量的正電荷q1和q2,它們分別固定在A、B兩點，DC為AB連線的中垂線，現(xiàn)將正電荷q3由C沿CD移至無窮遠處，在此過程中（）A、q3的電勢能逐漸增加B、q3的電勢能先逐漸增加，后逐漸減少C、q3受到電場力逐漸減小D、q3受到電場力先逐漸增大，后逐漸減小2、如圖1.210所示，在某電場中，沿ABCDA移動一負電荷，電場力分別做功為WAB4eV,WBC2eV,WCD3eV.則以下判斷正確的是A、D點的電勢最高，且B、C點的電勢最高，且C、B點的電勢最高，且人教版物理選修31全套（導(dǎo)學(xué)案）D、A點的電勢最局，且口BDB3、如圖1.211所示，虛線a、們的電勢分別為

23、a、b和C,ab和C是某靜電場中的三個等勢bc.一帶正電的粒子射入電場中KLKL從從從從子子子子、AB、CD,KLMN所示，到L的過程中從M的過程中到L的過程中到M的過程中功功負負1做做知力力可場場圖電電由?4、一帶電粒子射入一固定在O點的點電荷電場中，粒子運動軌跡如1.212圖中細線abc所示，圖中粗線是同心圓弧，表示電場等勢面，不計重力，則以下判斷正確的有（）子一直受靜電斥力作用在b點的電勢能一定大于a點的電勢能在b點的速度一定和在c點的速度大小相等在a,c兩點的動能、速度大小相等1.213中虛線表示等勢面相鄰兩等勢面間粒子子子圖此粒粒粒如、ABeD5電勢差相等，有一帶正電的粒子在電場中運

24、動，實線表示該帶正電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，粒子在a點的動能為20eV,運動到b點時的動能為2eV,若取c點為零勢點，則當粒子的電勢能為一6eV時，它的動能是（）A、16eVB、14eVC、6evD、4ev6、（山東濟南聯(lián)考題）如圖1.214所示，實線為勻強電場中的電場線，虛線為等勢面，且相鄰等勢面間的電勢差相等，一正電荷在等勢面A處的動能為20J,運動到等勢面C處動能為零，現(xiàn)取B等勢面為零電勢能面，則當此電荷的電勢能為2J時的動能是J,（不計重力和空氣阻力）7、（2005湖北宜昌模擬）圖1.215中的虛線a、b、c、d表示勻強電場中的4個等勢面，兩個帶電粒子M、N（重力忽略不計）以

25、平行于等勢面的初速度射入電場，運動軌跡分別如圖中MPN和NQM所示，已知M是帶正電的帶電粒子，則下列說法中正確的是（）A、N一定也帶正電B、a點的電勢高于b點的電勢，a點的場強大于b點的場強C、帶電粒子N的動能減小，電勢能增大D、帶電粒子N的動能增大，電勢能減小8、如圖1.216所示，帶電體Q固定，帶電體P的電荷量為q,質(zhì)量為m,與絕緣的水平面間的動摩擦因數(shù)，將P在A點由靜止放開，則在Q的排斥下運動到B點停下，A、B相距為s,下列說法正確的是（）A、若將P從B點由靜止拉到A點，水平拉力至少做功2mgsB、若將P從B點拉到A點，水平拉力至少做功mgsC、P從A點運動至IjB點，電勢能增加mgsD

26、、P從A點運動到B點，電勢能減少mgs9、圖中虛線1.217所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4,相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為26eV和5eV。當這一點電荷運動到某一位置，其電熱能變?yōu)橐?eV時，它的動能為多大？10、一端固定的長為L的絕緣線，另一端拴住質(zhì)量為m帶電荷量為q的小球，放在水平向右的勻強電場中，如圖1.218所示，把細線拉至水平，將小球從A點由靜止釋放，當小球向下擺過60。角達B的位置時速度恰好為零，求：(1)A、B兩點間的電熱差(2)勻強電場的場強§1.3電容器與電容帶電粒子在電場

27、中的運動【學(xué)習(xí)目標】1、了解電容器及電容的概念，常握平行板是容器的電容問題分析方法，認識常用電容的結(jié)構(gòu)。2、掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)問題的處理方法，了解示波器的原理及應(yīng)用。【自主學(xué)習(xí)】電容器與電容1、 電容器、電容(1)電容器：兩個彼此又互相的導(dǎo)體都可構(gòu)成電容器。(2)電容：物理意義：表示電容器電荷本領(lǐng)的物理量。定義式：CQ VQU VU定義：電容器所帶(一個極板所帶電荷量的絕對值)與兩極板間的比值叫電容器的電容。2、電容器的充放電過程（1）充電過程特點（如圖1.31）充電電流：電流方向為方向，電流由大到??；電容器所帶電荷量;電容器兩板間電壓;電容中電場強度;當電容器充電結(jié)束后，電容器所

28、在電路中電流，電容器兩極板間電壓與充電電壓;充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為（2）放電過程特點（如圖1.32）:放電電流，電流方向是從正極板流出，電流由大變??；開始時電流最大電容器電荷量;電容器兩極板間電壓;電容器中電場強度;:匚口氏電容器的轉(zhuǎn)化成其他形式的能注意：放電的過程實際上就是電容器極板正、負電荷中和的過程，當放電結(jié)束時，電路中無電流。3、平等板電容器（1）平行板電容器的電容計算式（即電容與兩板的正對面積成正比，與兩板間距離成為反比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比）（2）帶電平行板電容器兩板間的電場可以認為是勻強電場，且E=4、測量電容器兩極板間電勢差的儀器一靜電計電容器充電后，兩板間有電

29、勢差U,但U的大小用電壓表去測量（因為兩板上的正、負電荷會立即中和掉），但可以用靜電計測量兩板間的電勢差，如圖1.33所示甲，轎。耳熱小.也勢31司哂STJ#薪.喂母冷1屯3B七蠟人靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上改造而成的，靜電計由的兩部分構(gòu)成，靜電計與電容器的兩部分分別接在一起，則電容器上的電勢差就等于靜電計上所指示的,U的大小就從靜電計上的刻度讀出。注意：靜電計本身也是一個電容器，但靜電計容納電荷的本領(lǐng)很弱，即電容C很小，當帶電的電容器與靜電計連接時，可認為電容器上的電荷量保持不變。5、關(guān)于電容器兩類典型問題分析方法：(1)首先確定不變量，若電容器充電后斷開電源，則不變；若電容器始終和直流電源相

30、連，則不變。(2)當決定電容器大小的某一因素變化時，用公式判斷電容的變化。(3)用公式分析Q和U的變化。(4)用公式分析平行板電容兩板間場強的變化。二、帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)1、帶電粒子在電場中加速，應(yīng)用動能定理，即1 212qU2mv2mv0vVo22qU/m2、(1)帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法，類似于平拋運動的分析處理，應(yīng)用運動的合成和分解的知識。求出運動時間,離開電場時的偏轉(zhuǎn)量,離開電場時速度的大小以及離開電場時的偏轉(zhuǎn)角(2)若電荷先經(jīng)電場加速然后進入偏轉(zhuǎn)電場，則y=tan(U1為加速電壓，U2為偏轉(zhuǎn)電壓)3、處理帶電粒子在勻強電場中運動問題的方法(1)等效法：帶電粒子在勻

31、強電場中運動，若不能忽略重力時，可把電場和重力看作等效重力，這樣處理起來更容易理解，顯得方便簡捷。(2)分解法：帶電微粒在勻強電場中偏轉(zhuǎn)這種較復(fù)雜的曲線運動，可分解成沿初速方向的勻速直線運動和沿電場力方向的勻加速直線運動來分析、處理?！镜湫屠}】例1電容器C、電阻器R和電源E連接成如圖1.34所示的電路，當把絕緣板人教版物理選修31全套(導(dǎo)學(xué)案)P從電容器極板a、b之間拔出的過程中，電路里A、沒有電流產(chǎn)生B、有電流產(chǎn)生，方向是從a極板經(jīng)過電阻器R流向b極板C、有電流產(chǎn)生，方向是從b極板經(jīng)過電阻器R流向a極板D、有電流產(chǎn)生，電流方向無法判斷(1)審題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)

32、及過程)(2)分析(合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點)(3)解題過程例2如圖1.35所示的電路中，電容器的N板接地，在其兩板間的|"P點固定一個帶負電的點電荷，求以工r卡下過程后，電容器的帶電荷量Q、兩|極間的電壓U、兩極間的場強E,P點=的電勢、負電荷在P點的電勢能Ep各如何變化？(1) S接通后再將M板上移一小段距離。(2) S接通后再斷開，再將N板上移一小段距離。審題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)分析(合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點)4c解題過程例3為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明的機玻璃，它的上下底

33、面是面積A=0.04m2金屬板，間距L=0.05m,當連接到U=2500V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻 強電場，如 圖所示，現(xiàn)把定 量均勻 分布的煙塵顆“13粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒10個，假設(shè)這些顆粒都處于靜止17c一狀態(tài)，每個顆粒帶電量為q1.010C,質(zhì)量為m2.010kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力，求合上電(1)經(jīng)過多長時間煙塵顆?？梢员蝗课?？(2)除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？(3)經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？審題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)分析(合理分段，畫出示意

34、圖，并找出各段之間的連接點)解題過程例4如圖A所示為示波管的原理圖，圖b表示熒光屏的界面，從發(fā)熱的燈絲射出的電子初速度很小，可視為零，在燈絲和極板p之間所加電壓為U1,在兩對偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'上所加的電壓分別為U2和U3,若Ui>0,U2=U3=0,則經(jīng)過加速后的電子束將打在熒光屏的中心0點，如果U3=0,U2的大小隨時間變化，其規(guī)律如下圖C所示，則屏上將出現(xiàn)一條亮線，已知U1=2500V,每塊偏轉(zhuǎn)極板的長度l都等于4cm,兩塊正對極板之間的距離d=1cm,設(shè)極板之間的電場是勻強電場，且極板外無電場，在每個電子經(jīng)過極板的極短時間內(nèi)，電場視為不變，X,X'極板的

35、右端到熒光屏的距離L=8cm,熒光屏界面的直徑D=20cm,要使電子都能打在熒光屏上，U2的最大值是多少伏？(1)審題(寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)并找出各段之間的連接點)n(2)分析(合理分段，畫出示意圖，(3)解題過程【針對訓(xùn)練】1、圖1.38所示是一個由電池、電阻R、電鍵S與平板電容器組成的串聯(lián)電路，電鍵閉合，在增大電容器兩極板間距離的過程中()A、電阻R中沒有電流B、電容器的電容變大C、電阻R中有從a流向b的電流D、電阻R中有從b流向a的電流人教版物理選修31全套（導(dǎo)學(xué)案）2、如圖1.3-9所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關(guān)S閉合，電容器兩板間有

36、一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的微粒靜止不下列敘述中正確的是A、微粒帶的是正電mgdB、電源電動勢的大小等于q）C、斷開開關(guān)S,微粒將向下做加速運動D、保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大微粒將向下做加速運3、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接,1匚通開關(guān)K,電源即給電容器充電。（）二A、保持K接通，減小兩極板間的距離，_則兩極板間電場的電場強度減小B、保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小C、斷開K,減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D、斷開K,在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大4、“粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4

37、倍，電荷量是質(zhì)子的2倍，它們從靜止開始經(jīng)同一電場加速后，獲得的速度大小之比為（）A、1:2B、1：&C、&：1D、2:15、如圖1.3-11所示，平行金屬板內(nèi)有一勻強電場，一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以v0從A點水平射入電場，且二十；"二；：廠剛好以速度v從B點射出，則（）。jA、若該粒子以速度“-。”從B點射入，則它剛好以速度“-U0”從A點射出B、若將q的反粒子（-q、m）以速度“”從B點射入，則它剛好以速度“-u°”從A點射出C、若將q的反粒子（-q、m）以速度“-u°”從B點射入，則它剛好以速度“”從A點射出D、若該粒子以速度“-。

38、”從B點射入，則它剛好以速度“-u”從A點射出6、圖甲所示為示波器的部分構(gòu)造，真空室中電極K連續(xù)不斷地發(fā)射的電子(不計初速)經(jīng)過電壓為U0的加速電場后，由小孔f沿水平金屬板A、B間的中心軸線射入板間，板長為l,兩板相距為d,電子穿過兩板后，打在熒光屏上，屏到兩板邊緣的距離為L,屏上的中點為O,屏上a、b兩點到。點的距離為S/2,若在A、B兩板間加上變化的電壓，在每個電子通過極板的極短時間內(nèi)，電場可視為恒定的，現(xiàn)要求t=0時，進入兩板間的電子打在屏上的a點，然后經(jīng)時間T亮點勻速上移到b點，在屏上形成一條直亮線，電子的電量為e,質(zhì)量為m。(1)求A、B間電壓的最大值；(2)寫出在時間0到T時間內(nèi)加

39、在A、B兩板間的電壓U與時間t的關(guān)系式；(3)在圖乙中畫出。到T時間內(nèi)的U-t圖象示意圖?！灸芰τ?xùn)練】1、在如圖1.314所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計相接，極板A接地，若極板A稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是()A、兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小B、兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大C、極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小D、極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大2、一平行板電容器，兩板之間的距離d和兩板面積S都可以調(diào)節(jié)，電容器兩板與電池電場強度，則(A、 當d增大B、 當S增大相連接，以Q表示)S不變時，Q

40、減小d不變時，Q增大電容器的電荷量E減小E增大E表不兩極間的C、當d減小、S增大時，Q增大、E增大D、當S增大、d減小時，Q不變、E不變3、圖中1.5 15所示是一個平行板電容器，其電容為C,帶電量為Q,上極板帶正電，現(xiàn)將一個試探電荷q由兩極板間的 A點移動到B點，如圖所示，A、B兩點間的距離為s , 連線 AB與極板間的夾角為30 ° ,則電場力對試探電 荷q所做的功等于（）qCsqQsqQsA、Qdb、百C、元dqCsD、2Qd4、初速度均為零的質(zhì)子和a粒子，被同一加速電場加速后，垂直于電場線方向進入同一勻強偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場時（）A、兩種粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的時間相同B、質(zhì)子

41、通過偏轉(zhuǎn)電場的時間較短C、兩種粒子的偏轉(zhuǎn)角相等D、 a粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能較大5、在電場中，電子在只受電場力的作用大，A、勻速直線運動B、勻變速直線C、勻變速曲線運動D、勻速圓周運動6、如圖1. 3 16所示，在 A板附近有一電子 開始向B板運動，則關(guān)于電子到達B板時的速率 解釋正確的是（）A、兩板間距越大，加速的時間就越長，則獲得的速度越大B、兩板間距越小，加速度就越大，則獲得的速率越大C、與兩板間的距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D、以上解釋都不正確7、如圖1. 3 17所示，水平放置的兩個平行金屬板，上板帶負電，下板帶等量的正電，三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子從極板的左側(cè)P

42、點以相同的水平初速度進入電場中，分別落在正極板的a、b、c三處，由此可知（）A、粒子a帶正電，b不帶電，c帶負電B、三個粒子在電場中運動的時間相等C、三個粒子在電場中的加速度aavabvac人教版物理選修31全套（導(dǎo)學(xué)案）D、三個粒子到達正極板的動能Eka>Ekb>Ekc8、圖1.318是一個說明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓Ui加速后以速度U0垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h,兩平行板間的距離為d,電勢差U2,板長L,為了提高示波管的靈敏度（每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量U2）,可采用的方法是（）I"一A、增大兩板間電勢差U2二*寸7二二H卜rB、盡可能使板長L短些

43、C、盡可能使板間距離d小一些'D、使加速電壓Ui升高一些9、在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標系，Oy表示豎直向上方向，如圖1.319所示，已知該平面內(nèi)存在沿X軸正向的區(qū)域足夠大的勻強電場，一個帶電小球從坐標原點O沿Oy方向以h1_，獷rTTTTTT4J的初動能豎直向上拋出，不計空氣阻力，它I什工一1jzmLI-到達的最高點位置如圖中M點表示。求：J*1"I'"dliImNan（1）小球在M點時的動能Ekm；（2）設(shè)小球落回跟拋出點同一水平面時的位置為N,求小球到達N點時的動能EkNo10、右圖所示為真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計），經(jīng)燈絲與A

44、板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場），電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場兵器打在熒光屏上的P點，已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L1,板右端到熒光屏的距離為L2,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。求：_戶（1）電子穿過A板時的速度大小；一門3)P點到O點的距離。（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移二72X1電場章末測試（一）選擇題（5X10）1、M、O、N、P四個點在同一條直線上，且MO=ON=NP,現(xiàn)在O點放一點電荷Q,如圖A1所示，則（）A、M、N兩點場強相同B、M、

45、N兩點電勢相等C、把檢驗電荷q從M移到P比從N移到P電場力做功多_Q-LTWp.I圖A-1D、把檢驗電荷q從M移到P與從N移到P電場力做功相等2、如圖A2所示，A、B兩點相距d=10cm,它們的連線與勻強電場場強方向夾角60°,把電子從A點移到B點，需克服電場力做功20eV,則勻強電場的場強等于（）A、800N/CB、400N/CC、400J3N/CD、800V3N/C3、一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷（電量很?。┕潭ㄔ赑點，如圖A-3所示，若保持負極板不動，將正極板移到如圖中虛線的位置，則正電荷在P點的電勢能（）A、不變B、變大C、變小D、條件不夠

46、，不能確定如何變化如圖A4所示，a、b是兩個帶有同種電荷的小球，用絕緣細線掛于同一點，兩球靜止時，它們離水平地面的高度相等，繩與豎直方向夾角，且<，同時剪斷細線，不計空氣阻力，兩球帶電量不變，則A、a、b同時落地B、落地時兩球動能相等C、落地時a球水平飛行的距離比b小在空中飛行過程中，a球受到的沖量比b球受到的沖量大5、下列粒子從初速度為零狀態(tài)，經(jīng)過加速電壓為 U的電場后，粒子中速度最大的是（）A、質(zhì)子B、笊核C、瓶核D、粒子6、勻強電場方向水平向右，一帶電顆粒沿圖A5中虛線所示，在電場中沿斜向上方向做直線運動。帶電顆粒從A到B的過程中，關(guān)于其能量變化及帶電情況的說法正確的是（）A、顆粒

47、一定帶負電B、顆?？赡軒д奀、顆粒的機械能減小，電勢能增大D、顆粒的機械能減小，動能增大B是一對平行金屬板，A板接地，如圖A 6所不，在兩板間加上周期為T的交變電壓U,使B板的電勢UB隨時間變化規(guī)律為：在O到T/2時間內(nèi)，Ub=Uo（正的常數(shù)）；在T/2至ijT的時間內(nèi)Ub=-Uo；在T到3T/2的時間內(nèi)Ub=Uo;在3T/2至U2T的時間內(nèi)Ub=-Uo；沒有一電子從A板上的小孔進入兩板間的電場內(nèi)，設(shè)電子的初速度和更力的影響均可忽略不計，則（）A、若電子是在t=0時刻進入的，它將一直向B板運動用B、若電子是在t=T/8時刻進入的，它可能時而向B板-工運動，時而向A板運動，最后打在B板上C、若

48、電子是在t=3T/8時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A若電子是在t = T/2時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A板運動，最后打在B板上板運動，最后打在B板上8、將平行板電容器與靜電計連接，充電后撤去電源，靜電計指針張開某一角度，如圖A-7所示，若將電容器兩極間距離增大，則（）A、兩極板間電勢差不變，不變B、兩極板間電勢差減小，減小C、電容器電容減小，變小D電容器電容減小，變大9、關(guān)于電勢與電勢能的四種說法中，正確的有（）A、在電場中，電勢較高的地方，電荷在那一點具有的電勢能較大B、在電場中某一點，若放入電荷的電量越大，它具有的電勢能越大C、在正的點電荷電場中的任一點，正檢驗電荷

49、具有的電勢能一定大于負檢驗電荷具有的電勢能D、在負的點電荷電場中的任一點，負檢驗電荷具有的電勢能一定大于正檢驗電荷具有的電勢能10、如圖A8所示，斜面和水平面都是絕緣粗糙的，有一個帶電量+q、質(zhì)量為m的小物體，從斜面上A點由靜止釋放，它在水平面上運動si后停止，若在此空間加一個豎直向下的勻強電場，再由該點靜止釋放，則它在水平面上運動S2后停止，則（）A、S1>S2BS1<S2C、S1=S2D、無法確定二、填空題（5X4分）11、質(zhì)子和粒子垂直場強方向射入同一勻強電場中，若射出電場時它們的偏轉(zhuǎn)角相同，則質(zhì)子和粒子入射時的動能之比為.（不計重力）12、如圖A-9,在方向豎直向下的勻強電

50、場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電量分別為+2q和-q,兩小球用絕緣絲線相連，另用絕緣絲線系住帶正電的小球懸掛于。點，處于平衡狀態(tài)。若絲線對懸點O的拉力為3mg,則勻強電場場強的大小為13、如圖A-10,a、b、c為某電場中的三個等勢人教版物理選修31全套(導(dǎo)學(xué)案)面，相鄰兩個等勢面間的電勢差相同，其中等勢面b的電勢為零，一電子進入該電場中運動，經(jīng)等勢面c時動能為20J,到達等勢面a時動能減為零。則當電子運動到動能為15J時，其電勢能為.14、如圖A11,平行板電容器的兩板分別接在電二一工源的正、負極上，U/在兩板間的電場中有一帶電液滴恰好保持靜止。若把電容器兩板間距加倍，則帶電液滴將向運動

51、，其加速度的大小為.三、計算題(3X10)15、如圖A12所示，在光滑絕緣豎直細桿上，套有一個有小孔的小球，小球質(zhì)量為m、帶電量為-q,桿與以正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點，小球從A點無初速度釋放，已知AB=BC=h,小球滑到B點時速度大小為J3gh。求小球滑到C點時的速度大小及AC兩點間的電勢差。.心，16、如圖A-13所示為光滑絕緣水平的直線軌道，在軌川道的豎直平面內(nèi)加一個斜向上方的勻強電場，有一質(zhì)量為:/-:1.0x102kg、帶電量為+1.0X104C的可視為質(zhì)點的物到達軌道上的B點，此時速度為2m/so(g取10m/s2)求：(1)A、B兩點間的電勢差UAB；(2)場強大小可

52、能的取值范圍。17、相距為d的M、N兩平行金屬板與電池相連接，如圖所示，一帶電粒子從M極板邊緣，垂直于電場方向射入，并打到N板的中心，現(xiàn)欲使粒子原樣射入，但能射出電場，不計重力，就下列兩種情況，分別求出N板向下移動的距離。(1)開關(guān)S閉合；ur-JT(2)把閉合的開關(guān)S打開。T#18(選做題10分)在足夠大的真空空間中，存在水平方向向右的勻強電場，若用絕緣細線將質(zhì)量為m的帶正電小球懸掛在電場中，靜止時細線與堅直方向夾角=37°。再將該小球從電場中的某點豎直向上拋出，拋出的初速度大小為0,如圖A15所示，求：(1)小球在電場內(nèi)運動過程中的最小速率。(2)小球從拋出至達到最小速率的過程中，電場力對小球做的功。人教版物理選修31全套（導(dǎo)學(xué)案）X1電場測試（二）選擇題（40分）1、如圖所示直線CD是真空中的一條電場線，若將一電子從A點由靜止釋放，電子沿電場線從A到B運動中速度隨時間變化的圖線如圖所示，則A、B兩點的電勢 a、 b的高低 和場強Ea、Eb及電子在A、B兩點電勢 能Epa、Epb的大小關(guān)系是（）A、 A > BB、Epa>EpbC、E