電場復(fù)習(xí)教案

1、第八章 電場（教案）第一講 電場力的性質(zhì)（教案）【教學(xué)目標(biāo)】1.知道兩種電荷及電荷守恒定律2.記住元電荷1.6×1019C知道所有帶電體的電荷量都等于的整數(shù)倍3.會用庫侖定律計算庫侖力并理解庫侖定律的適用條件4. 理解電場強度的物理意義及矢量性5.理解電場線概念并會用電場線形象地描繪各種電場【教學(xué)重點】1.庫侖定律的適用條件2. 電場、電場強度及其理解3. 各種電場的電場線【教學(xué)難點】電場強度及其理解一、電荷及電荷守恒定律 1、自然界中只存在兩種電荷，一種是正電，即用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電；另一種帶負(fù)電，用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負(fù)電，毛皮帶正電。電荷間存在著相互作用的引力或斥

2、力。電荷在它的周圍空間形成電場，電荷間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的。電荷的多少叫電荷量，簡稱電量。元電荷1.6×1019C，所有帶電體的電荷量都等于的整數(shù)倍。 、使物體帶電叫做起電。使物體帶電的方法有三種：（）摩擦起電；（）接觸帶電；（）感應(yīng)起電。 、電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變。這叫做電荷守恒定律。 二、點電荷 如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，帶電體便可看作點電荷。 三、庫侖定律 、內(nèi)容：在真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，

3、作用力的方向在它們的連線上。 、公式： ，叫庫侖力或靜電力，也叫電場力，可以是引力，也可以是斥力，叫靜電力常量，公式中各量均取國際單位制單位時，9.0×109N·m2/C2 、適用條件：（）真空中；（）點電荷。 四、電場強度 、電場：帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，由電荷激發(fā)產(chǎn)生，是電荷間相互作用的介質(zhì)。只要電荷存在，在其周圍空間就存在電場。電場具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)。 、電場強度： （）定義：放入電場中某點的試探電荷所受的電場力跟它的電荷量的比值叫做該點的電場強度。它描述電場的力的性質(zhì)。 （）公式：，取決于電場本身，與、無關(guān)，適用于一切電場；，僅適用于點電荷在真空中形成的電場。

4、 （）方向：規(guī)定電場中某點的場強方向跟正電荷在該點的受力方向相同。電場中某點的電場強度，只要電場本身不變，該點的電場強度就是一個確定的值，與檢驗電荷的大小，或放不放檢驗電荷無關(guān)，決不能理解為“與成正比，而與成反比”。 （）多個點電荷形成的電場的場強等于各個點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生場強的矢量和。這叫做電場的疊加原理。在電場的某一區(qū)域里，如果各點的場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域里的電場中勻強電場。 五、電場線 、概念：為了形象地描繪電場，人為地在電場中畫出的一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫電場線。它是人們研究電場的工具。 、性質(zhì)：

5、（）電場線起自正電荷（或來自無窮遠(yuǎn)），終止于電荷（或伸向無窮遠(yuǎn)）； （）電場線不相交； （）電場線的疏密情況反映電場的強弱，電場線越密場強越強，勻強電場的電場線是距離相等的平行直線； （）靜電場中電場線不閉合（在變化的電磁場中可以閉合）； （）電場線是人為引進(jìn)的，不是客觀存在的； （）電場線不是電荷運動的軌跡。 例：如圖所示，在一個電場中的、四個點分別引入試探電荷時，電荷所受的電場力跟引入的電荷電量之間的函數(shù)關(guān)系，下列說法正確的是（） 、這電場是勻強電場； 、四點的電場強度大小關(guān)系是；、這四點的場強大小關(guān)系是； 、無法比較值大小。 例：關(guān)于電場線的下列說法中正確的是（） 、電場線上每一點的切線

6、方向都跟電荷在該點的受力方向相同； 、沿電場線方向，電場強度越來越小； 、電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力就越大； 、在電場中，順著電場線移動電荷，電荷受到的電場力大小恒定。 例：某靜電場中電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖虛線所示由運動到，以下說法正確的是（） 、粒子必定帶正電荷； 、粒子在點的加速度大于它在點加速度； 、粒子在點的加速度小于它在點加速度； 、粒子在點的動能小于它在點的動能。 六、靜電感應(yīng)靜電屏蔽 、靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場力作用而定向運動，使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量的異種電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。 、靜

7、電平衡：發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)出的等異種電荷形成一附加電場，當(dāng)附加電場與外電場的合場強為零時（即的大小等于的大小而方向相反），自由電子的定向移動停止，這時的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。 、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體具有以下特點 （）導(dǎo)體內(nèi)部的場強（與的合場強）處處為零，內(nèi)； （）整個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體的表面是待勢面； （）導(dǎo)體外部設(shè)部電場線與導(dǎo)體表面垂直，表面場強不一定為零； （）凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面上，且與導(dǎo)體表面的曲率有關(guān)。 、靜電屏蔽 由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強為零。遮擋住了外界電場對它們內(nèi)部的影響這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。 例：如圖所示，在水平放置的光滑金屬板中點的正上方，有

8、帶正電的點電荷，一表面絕緣帶正電的金屬小球可視為質(zhì)點，且不影響原電場，自左向右以初速向右運動，則在運動過程中（） 、小球先做減速后加速運動；、小球做勻速直線運動； 、小球受到的電場力的沖量為零； 、小球受到的電場力對小球做功為零。 六、帶電體的平衡 、解決帶電體在電場中處于平衡狀態(tài)問題的方法與解決力學(xué)中平衡問題的方法是一樣的，都是依據(jù)共點力平衡條件求解，所不同的只是在受力分析列平衡方程時，一定要注意考慮電場力。 、解決帶電體在電場中平衡問題的一般步驟：（）確定研究對象；（）分析研究對象的受力情況，并畫出受力圖。（）據(jù)受力圖和平衡條件，列出平衡方程；（）解方程。 例：一條長的絲線穿著兩個相同的質(zhì)

9、量均為的小金屬環(huán)和，將線的兩端都系于同一點，當(dāng)金屬環(huán)帶電后，由于兩環(huán)間的靜電斥力使絲線構(gòu)成一等邊三角形，此時兩環(huán)處于同一水平線上，如果不計環(huán)與線的摩擦，兩環(huán)各帶多少電量？ 第二講電場能的性質(zhì)（教案）【教學(xué)目標(biāo)】1. 理解電勢、電勢差、等勢面的概念2.會計算電場力的功、會判斷電勢高低5.會用形等勢面象地描繪各種電場【教學(xué)重點】1. 電勢、電勢差、等勢面的概念及判斷電勢高低2. 各種電場的等勢面3. 電場力的功的計算【教學(xué)難點】電勢理解、電場力做功的計算 一、電勢、電勢差 、電勢差 （）電荷在電場中由一點移到另一點時，電場力所做的功AB跟它的電荷量的比值，叫做、兩點間的電勢差。電場中、兩點間的電勢

10、差在數(shù)值上等于單位正電荷從點移動到點過程中電場力所做的功。即：。 （）電勢差是標(biāo)量，有正負(fù)，無方向。、間電勢差A(yù)B；、間電勢差BA。顯然UABBA。電勢差的值與零電勢的選取無關(guān)。 在勻強電場中，（為電場中某兩點間的電勢差，為這兩點在場強方向上的距離）。 、電勢 （）如果在電場中選取一個參考點（零電勢點），那么電場中某點跟參考點間的電勢差，就叫做該點的電勢。電場中某點的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時，電場力所做的功。 （）電勢是標(biāo)量，有正負(fù)，無方向。談到電勢時，就必須注意參考點（零勢點）的選擇。參考點的位置可以任意選取，當(dāng)電荷分布在有限區(qū)域時，常取無限遠(yuǎn)處為參考點，而

11、在實際上，常取地球為標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，電勢參考點變了，某點的電勢數(shù)值也隨之改變，因此電勢具有相對性。同時，電勢是反映電場能的性質(zhì)的物理量，跟電場強度（反映電場的力的性質(zhì)）一樣，是由電場本身決定的，對確定的電場中的某確定點，一旦參考點選定以后，該點的電勢也就確定了。 （）沿著電場線的方向電勢越來越低，逆著電場線的方向，電勢越來越高。 （）電勢的值與零電勢的選取有關(guān)，通常取離電場無窮遠(yuǎn)處電勢為零；實際應(yīng)用中常取大地電勢為零。 （）當(dāng)存在幾個“場源”時，某處合電場的電勢等于各“場源”的電場在此處的電勢的代數(shù)和。二、電勢能 、電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能。嚴(yán)格地講，電勢能屬于電場和電荷組成的系統(tǒng)，習(xí)

12、慣上稱作電荷的電勢能。 電勢能是相對量，電勢能的值與參考點的選取有關(guān)。電勢為零的點，電勢能為零。 電勢能是標(biāo)量，有正負(fù)，無方向。 三、電場力做功與電荷電勢能的變化 （一）、電場力做功的計算 、由公式cos計算 、由電場力做功與電勢能改變關(guān)系計算，對任何電場都適用。 、用ABAB來計算。一般又有兩種處理方法： （）帶正、負(fù)號運算：按照符號規(guī)則把所移動的電荷的電荷量和移動過程的始、終兩點的電勢差A(yù)B的值代入公式ABAB進(jìn)行教育處，根據(jù)計算所得W值的正、負(fù)來判斷是電場力做功還是克服電場力做功。 其符號規(guī)則是：所移動的電荷 若為正電荷，則q取正值；若移動過程的始點電勢高于終點電勢，則UAB取正值。 （

13、2）用絕對值運算：公式WAB中的q和UAB都取絕對值，即W。 采用這種處理方法只能計算在電場中移動電荷所做功的大小。要想知道移動電荷過程中是電場力做功還是克服電場力做功，還需利用力學(xué)知識進(jìn)行判斷。判斷的方法是：在始、終兩點之間畫出表示電場線方向、電荷所受電場力方向和電荷移動方向的矢量線、和，若與的夾角小于，則是電場力做正功。 、由動能定理計算，。 例1：如圖所示，虛線方框內(nèi)為一勻強電場，A、B、C為該電場中的三個點，已知UA12V，UB，C，試在該方框中作出該電場的示意圖（即畫出幾條電場線），并要求保留作圖時所用的輔助線（用虛線表示）。若將一個電子從點移到點，電場力做多少電子伏的功？ 例2：如

14、圖所示，傾角為30o的直角三角形底邊長為，放置在豎直平面內(nèi)，底邊處于水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌?，F(xiàn)在底邊中點處固定一正點電荷電荷量為，讓一質(zhì)量為、電荷量為的帶負(fù)電的質(zhì)點，從斜面頂端沿斜軌滑下，滑到斜邊的垂足時速度為，則質(zhì)點滑到底邊底端點時的速度和加速度各是多大？ 例：如圖所示，在粗糙水平面上固定一點電荷，在點無初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物體，小物體在形成的電場中運動到點靜止，則從點運動到的過程中（） 、小物體所受電場力逐漸減?。弧⑿∥矬w具有的電勢能逐漸減??； 、點的電勢一定高于點的電勢； 、小物體電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。 電場力對電荷做正功時，電荷的電勢能減少；電場力

15、對電荷做負(fù)功時，電荷的電勢能增加。電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量是確定的，因而移動電荷做功的值也是確定的，所以，電場力移動電荷所做的功，與移動的路徑無關(guān)。這與重力做功十分相似。 注意：不論是否有其它力做功，電場力做功總等于電勢能的變化。 四、等勢面 電場中電勢相等的面叫等勢面。它具有如下特點： （）等勢面一定跟電場線垂直；（）電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面；（）任意兩等勢面都不會相交；（）電荷在同一待勢面上移動，電場力做的功為零；（）電場強度較大的地方，等差等勢面較密；（）等勢面是人們虛擬出來形象描述電場的工具，不

16、是客觀存在的。 五、等勢面與電場線的關(guān)系 電場線總是與等勢面垂直，且總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 若任意相鄰等勢面間電勢差都相等，則等勢面密處場強大，等勢面疏處場強小。 沿等勢面移動電荷，電場力不做功，沿電場線移動電荷，電場力一定做功。 電場線和等勢面都是人們虛擬出來形象描述電場的工具。 在電場中任意兩等勢面永不相交。 六、電勢與電場強度的關(guān)系 電勢反映電場能的特性，現(xiàn)時電場強度反映電場力的特性。 電勢是標(biāo)量，具有相對性，而電場強度是矢量，不具有相對性。兩者疊加時運算法則不同。電勢的正、負(fù)有大小的含義，而電場強度的正、負(fù)僅表示方向，并不表示大小。 電勢與電場強度的大小沒有必然的聯(lián)系

17、，某點的電勢為零，電場強度可不為零，反之亦然。 同一試探電荷在電場強度大處，受到的電場力大，但正電荷在電勢高處，電勢能才大，而負(fù)電荷在電勢高處電勢能反而小。 電勢和電場強度都有是由電場本身的因素決定的，與試探電荷無關(guān)。 在勻強電場中有關(guān)系式。 第三講帶電粒子在電場中的運動（教案） 【教學(xué)目標(biāo)】1.知道電容器、理解電容概念2. 會對平行板電容器動態(tài)分析3.會分析帶電粒子在交變電場中的運動【教學(xué)重點】1. 平行板電容器動態(tài)分析2. 帶電粒子在交變電場中的運動【教學(xué)難點】電容概念、平行板電容器動態(tài)分析一、電容器、電容 電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個電容器。表示電容器容納電荷的本領(lǐng)定義

18、：電容器所帶的電荷量（一個極板所帶電量的絕對值）與兩個極板間的電勢差的比值叫做電容器的電容。 定義式：，對任何電容器都適用，對一個確定的電容器，電容是一個確定的值，不會隨電容器所帶電量的變化而改變。 、常見電容器有：紙質(zhì)電容器，電解電容器，可變電容器，平行板電容器。電解電容器連接時應(yīng)注意其“”、“”極。 二、平行板電容器 1.平行板電容器的電容（平行板電容器的電容與兩板正對面積成正比，與兩板間距離成反比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比）。是決定式，只對平行板電容器適應(yīng)。 帶電平行板電容器兩極板間的電場可認(rèn)為是勻強電場，2.平行板電容器動態(tài)分析 一般分兩種基本情況： （1）、電容器兩極板電勢差保持不變。

19、即平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極楹與電池兩極相連接，電容器的、變化時，將引起電容器的、的變化。 （2）、電容器的帶電量保持不變。即平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，使電容器的、變化時，將引起電容器的、的變化。 三、帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子所做的功等于帶電粒子動能的增量。 1、在勻強電場中： 、在非勻強電場中： 四、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直于勻強電場的場強方向進(jìn)入電場后，做類平拋運動。 垂直于場強方向做勻速直線運動：，。 平行于場強方向做初速度為零的勻加速直線運動： ， 側(cè)移距離：，偏轉(zhuǎn)角：。 解題的基本思路是：先分析受力情況，再分析運動狀態(tài)和運動過程（平衡、加速或減速，是直線運動速是曲線運動），然后選取用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律（牛頓運動定律、運動學(xué)公式；功能關(guān)系；動量定理及動量守恒定律）解題。 五、示波管的原理 示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。