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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章靜電場(chǎng)1.1電荷及其守恒定律、庫侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)度及其矢量性,掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加,并進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4、知道用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的方法。理解引入電場(chǎng)線的意義。【自主學(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(fù)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(hào)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(shí),可以將帶電體視為點(diǎn)電荷。真正的點(diǎn)電荷是不存在的,這個(gè)特點(diǎn)類似于力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)的概念。3、使物體帶電有方法:摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電,其實(shí)
2、質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移。4、電荷既不能,也不能,只能從一個(gè)物體到另一個(gè)物體,或從物體的轉(zhuǎn)移到,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量,這就是電荷守恒定律。二、庫侖定律1、真空中兩個(gè)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(diǎn)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庫侖定律(2)都有一個(gè)常量與兩個(gè)物體、有關(guān),只有力與兩個(gè)物體、有關(guān),有力,也有力m1,m2,rQ1,Q2,r三、電場(chǎng)強(qiáng)度1、電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)電場(chǎng)是電荷之間發(fā)生相互作用的媒介物質(zhì)
3、,周圍存在電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度和定義式放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的跟該電荷所帶的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度公式:,單位:,或V/m物理意義是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量,能夠反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱相關(guān)因素矢標(biāo)性E的大小和的大小無關(guān),是由電場(chǎng)決定的,只與形成電場(chǎng)的電荷和該點(diǎn)有關(guān),與試探電荷無關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同,與受電場(chǎng)力的方向相反,幾個(gè)場(chǎng)強(qiáng)疊加時(shí),需按矢量的運(yùn)算法則,即定則。2、電場(chǎng)強(qiáng)度的幾個(gè)公式1(1)EFq是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,適用于的靜電場(chǎng)。(2)EkQr2是點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,只適用于在真空中形成的電場(chǎng)。(3)EUd是勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,只適用于,其中,d必須是
4、沿的距離。3、電場(chǎng)的疊加電場(chǎng)需按矢量的運(yùn)算法則,即按平行四邊形定則進(jìn)行運(yùn)算。四、電場(chǎng)線(1)電場(chǎng)線:在電場(chǎng)中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的方向都跟該點(diǎn)的方向一致,這樣的曲線就叫做電場(chǎng)線。電場(chǎng)線是人們?yōu)榱嗣枋龆藶榈禺嫵鰜淼模妶?chǎng)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(chǎng)的和。(2)電場(chǎng)線的性質(zhì):電場(chǎng)線起始于(或無窮遠(yuǎn)處);終止于(或無窮遠(yuǎn)處)。其上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的方向一致。疏密程度反映了電場(chǎng)的,電場(chǎng)線密集的地方場(chǎng)強(qiáng);電場(chǎng)線稀疏的地方場(chǎng)強(qiáng)。在沒有電荷的空間,電場(chǎng)線不能,兩條電場(chǎng)線不能。(3)與電勢(shì)的關(guān)系:在靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)線和等勢(shì)面且由電勢(shì)較的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。順著電
5、場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來,但順著電場(chǎng)線的方向場(chǎng)強(qiáng)越來越小。(4)電場(chǎng)線和電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是的,它們只有在一定的條件下才能重合。即:電場(chǎng)線是。電荷的初速度為零或不為零,但速度方向和電場(chǎng)線。電荷僅受電場(chǎng)力作用或受其他力的方向和電場(chǎng)線平行。只有同時(shí)滿足這三個(gè)條件,軌跡才和電場(chǎng)線重合。【典型例題】例1:如圖1-1所示,有兩個(gè)帶電小球,電量分別為+Q和+9Q,在真空中相距0.4m。如果引進(jìn)第三個(gè)帶電小球,正好使三個(gè)小球都處于平衡狀態(tài),第三個(gè)小球帶的是哪種電荷?應(yīng)放在什么地方?電量是Q的幾倍?Qq9QACB(圖1-1)(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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
6、出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程例2:(2004廣西模擬)如圖1-2所示,2+Q+2Q初速度為的帶電粒子,從A點(diǎn)射入電場(chǎng),沿虛線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),判斷:(1)粒子帶什么電?(2)粒子加速度如何變化?(3)畫出A、B兩點(diǎn)的加速度方向。圖1-2(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))(3)解題過程例3:如圖1-3所示,A、B兩點(diǎn)放有電荷量+Q和+2Q的點(diǎn)電荷,A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上,且AC=CD=DB,將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn),則()A、電場(chǎng)力一直做正功B、電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功C、電場(chǎng)力一直
7、做負(fù)功圖1-3D、電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功ACDB(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))(3)解題過程【針對(duì)訓(xùn)練】1、真空中有兩個(gè)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(gè)跟A、B相同的不帶電的金屬球C,當(dāng)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/64B、5F/32C、3F/64D、3F/162、如圖1-4所示,絕緣的細(xì)線上端固定,下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜,在a的近旁有一絕
8、緣金屬球b,開始時(shí),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(bǔ)排斥開D、b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開3、有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解,下述正確的是()A、由EFq可知,電場(chǎng)強(qiáng)度E跟放入的電荷q所受的電場(chǎng)力成正比。B、當(dāng)電場(chǎng)中存在試探電荷時(shí),電荷周圍才出現(xiàn)電場(chǎng)這種特殊的物質(zhì),才存在電場(chǎng)強(qiáng)度C、由E=Kq/r2可知,在離點(diǎn)電荷很近,r接近于零,電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)無窮大D、電場(chǎng)強(qiáng)度是反映電場(chǎng)本身特性的物理量,與是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q3的帶正電的點(diǎn)電荷放在球心O上,由于對(duì)稱性,點(diǎn)電
9、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(shí)置于球心的點(diǎn)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】1、如圖1-5所示為電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線,在該電場(chǎng)線上有a、b兩點(diǎn),用Ea、Eb分別表示兩處場(chǎng)強(qiáng)的大小,則()A、a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B、因?yàn)殡妶?chǎng)線由a指向b,所以EaEbabC、因?yàn)殡妶?chǎng)線是直線,所以Ea=Eb圖1-5D、因?yàn)椴恢繿、b附近的電場(chǎng)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(gè)點(diǎn)電荷,一個(gè)帶正電Q1,另一個(gè)帶負(fù)電-Q2,且Q1=2Q2,用E1和E2分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小,則在x軸上()A、E1=E2之點(diǎn)只有一個(gè),該處的合場(chǎng)強(qiáng)
10、為零B、E1=E2之點(diǎn)共有兩處,一處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2C、E1=E2之點(diǎn)共有三處,其中兩處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另一處合場(chǎng)強(qiáng)為2E2D、E1=E2之點(diǎn)共有三處,其中一處合場(chǎng)強(qiáng)為零,另兩處合場(chǎng)強(qiáng)為2E23、如圖1-6所示,用兩根細(xì)繩把兩個(gè)帶同種電荷的小球懸掛在一點(diǎn),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(shí),A、B兩球處在同一水平面上,懸線與豎直線的偏角分別為和,則()A、B、C、=D、無法確定4、如圖1-7所示,直線A、B是一條電場(chǎng)線,在其上某點(diǎn)P處由靜止開始釋放一負(fù)試探電荷時(shí),它沿直線向B處運(yùn)動(dòng),對(duì)此現(xiàn)象,下列判斷正確的是(不計(jì)電荷重力)A、電荷一定向B做勻
11、加速運(yùn)動(dòng)APBB、電荷一定向B做加速度越來越小的運(yùn)動(dòng)C、電荷一定向B做加速度越來越大的運(yùn)動(dòng)圖1-7D、電荷向B做加速運(yùn)動(dòng),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(gè)等量異種點(diǎn)電荷,c、d為A、B連線上的兩個(gè)點(diǎn),且Ac=Bd,則c、d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度AcdB圖1-8克組成的,上夸克帶電為26、如圖1-9所示,半徑為r的圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d,空間有與x軸正方向相同的勻強(qiáng)電場(chǎng),同時(shí),在0點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,如果把一個(gè)帶電量為-q的試探電荷放在c點(diǎn),則恰好處于平衡,那么該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為,a、d兩點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小分別為、。7、(2004廣東)已
12、經(jīng)證實(shí),質(zhì)子、中子都是由稱為上夸克和下夸克的兩種夸1e,下夸克帶電為e,e為電子所帶電荷量的大小,如33果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的,且各個(gè)夸克之間的距離為L(zhǎng),L=1.510-15m。試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力()8、兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球可視為質(zhì)量,用長(zhǎng)度都是L的絕緣細(xì)線懸掛在同一點(diǎn),4使它們帶上等量同種電荷,平衡時(shí)兩懸線的夾角為2,求每個(gè)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(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,粒子恰沿直線運(yùn)動(dòng),求這勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的最小值,并說明其方向。10、用三根長(zhǎng)均為L(zhǎng)的細(xì)絲線固定兩個(gè)質(zhì)量為m、帶電量分別為q和-q的小球,如圖1-10所示
13、,若加一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),使絲線都被拉緊且處于平衡狀態(tài),則所加電場(chǎng)E的大小應(yīng)滿足什么條件?1.2電場(chǎng)能的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、2、3、4、理理理理解解解解電電等電場(chǎng)勢(shì)勢(shì)勢(shì)力能面差做、的的功電概定特勢(shì)念義點(diǎn)的及及,概等正掌念勢(shì)負(fù)握及面值電相和的場(chǎng)互電定力關(guān)場(chǎng)義做功和電勢(shì)能的變化的關(guān)系系。線的關(guān)系。5、會(huì)用UAB.及UABABWAB/q進(jìn)行有關(guān)計(jì)算6、理解勻場(chǎng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系UABEd7、會(huì)用UABEd或EUAB/d解決有關(guān)問題【自主學(xué)習(xí)】一、電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能電定義電荷q在電場(chǎng)中的兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力所做的功WAB與電荷量q的比值勢(shì)公式差物理意義定義電勢(shì)物理意義與電勢(shì)差的關(guān)系UW/
14、q,單位:伏,符號(hào)VABAB描述電場(chǎng)能的性質(zhì),兩點(diǎn)間的電勢(shì)差在數(shù)值上等于在兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)電場(chǎng)力的功電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)是指該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)之間的電勢(shì)差,符號(hào):電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力的功,描述電場(chǎng)能的性質(zhì)UABAB類似于高度差和高度的關(guān)系電勢(shì)電荷在電場(chǎng)中由其相對(duì)位置決定的能(類似重定義能力勢(shì)能)2、(1)電場(chǎng)中確定的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是的,和零電勢(shì)參考點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn))的選取。5(2)電勢(shì)是相對(duì)量,它的大小和電勢(shì)零點(diǎn)選?。?)在選取了參考點(diǎn)以后,在確定的電場(chǎng)中的確定點(diǎn)的電勢(shì)是,和該點(diǎn)有無試探電荷無關(guān)。(4)正電荷由靜止開始僅在電場(chǎng)力作用下一定由電勢(shì)處向電勢(shì)處運(yùn)動(dòng);負(fù)電
15、荷由靜止開始僅在電場(chǎng)力的作用下一定由向運(yùn)動(dòng)。二、電場(chǎng)力的功1、特點(diǎn)電場(chǎng)力做功與路徑,只與有關(guān)。2、計(jì)算方法(1)由公式W=qEs(s為電荷初末位置在電場(chǎng)方向上的位移)(2)由公式WABqUAB(UAB為電荷初末位置間電勢(shì)差的大?。?)由電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化的關(guān)系:WABEPAE(E.E分別是PBPAPB電荷電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能)(4)由動(dòng)能定理W電場(chǎng)力W其他力EK三、等勢(shì)面1、定義:電場(chǎng)中構(gòu)成的面叫等勢(shì)面。2、等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系(1)電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直,且從等勢(shì)面指向等勢(shì)面。(2)電場(chǎng)線越密的地方,等勢(shì)面也。(3)沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功,沿電場(chǎng)線移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力做功。(4
16、)電場(chǎng)線和等勢(shì)面都是人們虛擬出來形象描述電場(chǎng)的工具(5)實(shí)際中測(cè)量等電勢(shì)點(diǎn)較容易,所以往往通過描繪等勢(shì)線來確定電場(chǎng)線。四、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差U和電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系式為U=2、說明(1)U=Ed只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算,對(duì)非勻強(qiáng)場(chǎng)可以用來定性分析,如非勻強(qiáng)電場(chǎng)中各相鄰的等勢(shì)面的電勢(shì)差一定時(shí),E越大處,d,即等勢(shì)而越(2)式中d的含義是某兩點(diǎn)距離或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面間的距離。由此可知電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降落最的方向。(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)中相互平行的方向上相等的距離上電勢(shì)降落【典型例題】例1圖1.21中,a、b為豎直向上的電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),一帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)由靜止釋放,沿電場(chǎng)線向上運(yùn)動(dòng),到b點(diǎn)恰
17、好速度為零,下列說法中正確的是()A、帶電質(zhì)點(diǎn)在a、b兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力都是豎直向上的B、a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高C、帶電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的電勢(shì)能小D、a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)6(2)分析(合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程例2如圖1.22所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有a、b、c三點(diǎn),ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿電場(chǎng)方向,bc和電場(chǎng)方向成60角,一個(gè)電量為q=410-8C的正電荷從a移到b電場(chǎng)力做功為W1=1.210-7J求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=?(2)電荷從b移到c,電場(chǎng)力做功W2
18、=?(3)a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uac=?分析:(1)審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))(3)解題過程:例31.23如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)E=1.5103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有A、B、C三點(diǎn),AB垂直于電場(chǎng)線,BC平行于電場(chǎng)線,AB=3cm,BC=4cm,AC=5cm,A、B的電勢(shì)差UAB=0,B、C電勢(shì)差UBC與A、C電勢(shì)差UAC相等,UBC=UAC=60V,把一正電荷q1.0108C放在A點(diǎn),求:(做分1)電荷q在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為多大?方向怎樣?2)電荷q沿ABC路線到達(dá)C點(diǎn),電場(chǎng)力各做了多少功?電場(chǎng)力功有什么特點(diǎn)?電勢(shì)
19、能怎樣變化?變化了多少?析:(1)(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))解題過程:例4如圖1.24所示,兩平行金屬板A、B間接有直7流電源,一電子從A板附近無初速釋放,當(dāng)電子到達(dá)B極板時(shí)速度為V1,現(xiàn)將B板向左移動(dòng)一段距離,使A、B間距離變?yōu)樵瓉淼囊话?,仍讓電子從A板附近無初速釋放,當(dāng)電子到達(dá)B板時(shí)速度為v2,則有()A、v1=v2B、v1=2v2C、v1v221D、v2v12分析(1)(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))(3)解題過程:【針對(duì)訓(xùn)練】1、
20、如圖1.25所示,M、N兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)等量異種電荷,A為它們連線的中點(diǎn),B為連線上靠近N的一點(diǎn),C為連線中垂線上處于A點(diǎn)上方的一點(diǎn),在A、B、C三點(diǎn)中()A、場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn),電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn)B、場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是A點(diǎn),電勢(shì)最高的點(diǎn)是C點(diǎn)C、場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn),電勢(shì)最高的點(diǎn)是B點(diǎn)D、場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)是C點(diǎn),電勢(shì)最高的點(diǎn)是A點(diǎn)2、如圖1.26所示,Q是帶正電的點(diǎn)電荷,P1、P2為其電場(chǎng)中的兩點(diǎn),若E1、E2為P1和P2兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,1、2為P1和P2兩點(diǎn)的電勢(shì),則()A、EE,1212B、EE,121C、EE,121D、EE,1212223、如圖1.27所示為某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面,,3
21、,已知5VVabbc,則(ac)A、4VB、4VbbC、4VD、上述三種情況都有可能b4、在靜電場(chǎng)中,將一電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做了正功,則()8A、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由A點(diǎn)指B、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由B點(diǎn)指C、電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在BD、電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在A5、某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由向B點(diǎn)向A點(diǎn)點(diǎn)高點(diǎn)高A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1.28所示,可以判定()A、粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度B、粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能C、粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能D、電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)【能力訓(xùn)練】1、如圖1.29所示
22、,在真空中有兩個(gè)帶相等電荷量的正電荷q1和q2,它們分別固定在A、B兩點(diǎn),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(yuǎn)處,在此過程中()A、q3的電勢(shì)能逐漸增加B、q3的電勢(shì)能先逐漸增加,后逐漸減少C、q3受到電場(chǎng)力逐漸減小D、q3受到電場(chǎng)力先逐漸增大,后逐漸減小2、如圖1.210所示,在某電場(chǎng)中,沿ABCDA移動(dòng)一負(fù)電荷,電場(chǎng)力分別做功為WAB4eV,WBC2eV,WCD3eV.則以下判斷正確的是A、D點(diǎn)的電勢(shì)最高,且AB、C點(diǎn)的電勢(shì)最高,且AC、B點(diǎn)的電勢(shì)最高,且ABBDD、A點(diǎn)的電勢(shì)最高,且DB3、如圖1.211所示,虛線a、b和C是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別為
23、、和,.一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中,其運(yùn)abCabc動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMNA、粒子從K到L的B、粒子從L從M的C、粒子從K到L的D、粒子從L到M的所過過過過示程程程程,中中中中由,圖電電電動(dòng)可場(chǎng)場(chǎng)勢(shì)能知力力能減(做負(fù)功做負(fù)功增加少)4、一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如1.212圖中細(xì)線abc所示,圖中粗線是同心圓弧,表示電場(chǎng)等勢(shì)面,不計(jì)重力,則以下判斷正確的有()A、此粒子一直受靜電斥力作用9B、粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于a點(diǎn)的電勢(shì)能C、粒子在b點(diǎn)的速度一定和在c點(diǎn)的速度大小相等D、粒子在a,c兩點(diǎn)的動(dòng)能、速度大小相等5、如圖1.13中虛線表示等勢(shì)面相鄰兩等勢(shì)面間電勢(shì)差相等
24、,有一帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),實(shí)線表示該帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能為20eV,運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為2eV,若取c點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn),則當(dāng)粒子的電勢(shì)能為6eV時(shí),它的動(dòng)能是()A、16eVB、14eVC、6evD、4ev6、(山東濟(jì)南聯(lián)考題)如圖1.214所示,實(shí)線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面,且相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,一正電荷在等勢(shì)面A處的動(dòng)能為20J,運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面C處動(dòng)能為零,現(xiàn)取B等勢(shì)面為零電勢(shì)能面,則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為2J時(shí)的動(dòng)能是J,(不計(jì)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(qiáng)電場(chǎng)中的4個(gè)等勢(shì)面,兩個(gè)帶電粒
25、子M、N(重力忽略不計(jì))以平行于等勢(shì)面的初速度射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C、帶電粒子N的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大D、帶電粒子N的動(dòng)能增大,電勢(shì)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(dòng)摩擦因數(shù),將P在A點(diǎn)由靜止放開,則在Q的排斥下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停下,A、B相距為s,下列說法正確的是()A、若將P從B點(diǎn)由靜止拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功2mgsB、若將P從B點(diǎn)拉到A點(diǎn),水平拉力至少做功mgsC、P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B
26、點(diǎn),電勢(shì)能增加D、P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能減少9、圖中虛線1.217所示為mgsmgs靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰的等勢(shì)面之間的電相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在力的作用下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電熱能變?yōu)?eV時(shí)的動(dòng)能為多大?10、一端固定的長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣線,另一端拴住質(zhì)量為勢(shì)差靜電5eV。,它10m帶電荷量為q的小球,放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖1.218所示,把細(xì)線拉至水平,將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小球向下擺過60角達(dá)B的位置時(shí)速度恰好為零,求:(1)A、B兩點(diǎn)間的電熱差(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)定義式:CQ1.3電容
27、器與電容帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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(rèn)識(shí)常用電容的結(jié)構(gòu)。2、掌握帶電粒子在電場(chǎng)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?!咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、電容器與電容1、電容器、電容(1)電容器:兩個(gè)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:電容器所帶(一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值)與兩極板間的比值叫電容器的電容。QUU2、電容器的充放電過程(1)充電過程特點(diǎn)(如圖1.31)充電電流:電流方向?yàn)榉较颍娏饔纱蟮叫。浑娙萜魉鶐щ姾闪?;電容器兩板間電壓;電容中電場(chǎng)強(qiáng)度;11當(dāng)電容器充電結(jié)束后,
28、電容器所在電路中電流,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(diǎn)(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(shí)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(chǎng)強(qiáng)度;電容器的轉(zhuǎn)化成其他形式的能注意:放電的過程實(shí)際上就是電容器極板正、負(fù)電荷中和的過程,當(dāng)放電結(jié)束時(shí),電路中無電流。3、平等板電容器(1)平行板電容器的電容計(jì)算式(即電容與兩板的正對(duì)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(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng),且E=4、測(cè)量電容器兩極板間電勢(shì)差的儀器靜電計(jì)電容器充電后,兩板間有電勢(shì)
29、差U,但U的大小負(fù)電荷會(huì)立即中和掉),但可以用靜電計(jì)測(cè)量?jī)砂彘g的電勢(shì)差,如圖1.33所示靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的,靜電計(jì)由的兩部分構(gòu)成,靜電計(jì)與電容器的兩部分分別接在一起,則電容器上的電勢(shì)差就等于靜電計(jì)上所指示的,U的大小就從靜電計(jì)上的刻度讀出。注意:靜電計(jì)本身也是一個(gè)電容器,但靜電12計(jì)容納電荷的本領(lǐng)很弱,即電容C很小,當(dāng)帶電的電容器與靜電計(jì)連接時(shí),可認(rèn)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連,則不變。(2)當(dāng)決定電容器大小的某一因素變化時(shí),用公式判斷電容的變化。(3)用公式分析
30、Q和U的變化。(4)用公式分析平行板電容兩板間場(chǎng)強(qiáng)的變化。二、帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)1、帶電粒子在電場(chǎng)中加速,應(yīng)用動(dòng)能定理,即qU1221mv2mv20vv22qU/m02、(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法,類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)。求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量,離開電場(chǎng)時(shí)速度的大小以及離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角(2)若電荷先經(jīng)電場(chǎng)加速然后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),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(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的方法(1)等效法:帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),若不能忽略重力時(shí),可把電場(chǎng)和重力看作等效重力,這樣處理起來更容易理解,顯得方便
31、簡(jiǎn)捷。(2)分解法:帶電微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)這種較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),可分解成沿初速方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)力方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(dāng)把絕緣板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13B、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(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))(3)解題過程例2如圖1.35所示的電路中,電容器的N
32、板接地,在其兩板間的P點(diǎn)固定一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷,求以下過程后,電容器的帶電荷量Q、兩極間的電壓U、兩極間的場(chǎng)強(qiáng)E,P點(diǎn)的電勢(shì)、負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)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(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))解題過程例3為研究靜電除塵,有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器,容器側(cè)面是絕緣的透明的機(jī)玻璃,它的上下底面是面積A=0.04m2金屬板,間距L=0.05m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí),能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,現(xiàn)把一定量均勻
33、分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒1013個(gè),假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)顆粒帶電量為q1.01017C,質(zhì)量為m2.01015kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用14和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力,求合上電鍵后:(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間煙塵顆??梢员蝗课?(2)除塵過程中電場(chǎng)對(duì)煙塵顆粒共做了多少功?(3)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大?審題(寫出或標(biāo)明你認(rèn)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(diǎn))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
34、間所加電壓為U1,在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電極XX和YY上所加的電壓分別為U2和U3,若U10,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(diǎn),如果U3=0,U2的大小隨時(shí)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(zhǎng)度l都等于4cm,兩塊正對(duì)極板之間的距離d=1cm,設(shè)極板之間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),且極板外無電場(chǎng),在每個(gè)電子經(jīng)過極板的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)視為不變,X,X極板的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(biāo)明你認(rèn)為的關(guān)鍵詞、題中條件和所處狀態(tài)及過程)(2)分析(合理
35、分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點(diǎn))(3)解題過程【針對(duì)訓(xùn)練】151、圖1.38所示是一個(gè)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,電容器兩板間有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的微粒靜止不動(dòng),下列敘述中正確的是()A、微粒帶的是正電mgdB、電源電動(dòng)勢(shì)的大小等于qC、斷開開關(guān)S,微粒將向下做加速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)3、兩塊
36、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,接通開關(guān)K,電源即給電容器充電。()A、保持K接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)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(shì)差減小C、斷開K,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢(shì)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(shì)差增大4、粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4倍,電荷量是質(zhì)子的2倍,它們從靜止開始經(jīng)同一電場(chǎng)加速后,獲得的速度大小之比為()A、1:2B、1:2C、2:1D、2:15、如圖1.3-11所示,平行金屬板內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以v0從A點(diǎn)水
37、平射入電場(chǎng),且剛好以速度v從B點(diǎn)射出,則()。16A、若該粒子以速度“-”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-0”從A點(diǎn)射出B、若將q的反粒子(-q、m)以速度“-”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-0”從A點(diǎn)射出C、若將q的反粒子(-q、m)以速度“-0”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-”從A點(diǎn)射出D、若該粒子以速度“-0”從B點(diǎn)射入,則它剛好以速度“-”從A點(diǎn)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(jì)初速)經(jīng)過電壓為U0的加速電場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng),屏上的中點(diǎn)
38、為O,屏上a、b兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為S/2,若在A、B兩板間加上變化的電壓,在每個(gè)電子通過極板的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視為恒定的,現(xiàn)要求t=0時(shí),進(jìn)入兩板間的電子打在屏上的a點(diǎn),然后經(jīng)時(shí)間T亮點(diǎn)勻速上移到b點(diǎn),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(shí)間0到T時(shí)間內(nèi)加在A、B兩板間的電壓U與時(shí)間t的關(guān)系式;(3)在圖乙中畫出O到T時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置中,平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計(jì)相接,極板A接地,若極板A稍向上17移動(dòng)一點(diǎn),由觀察到的靜電計(jì)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()
39、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),電容器兩板與電池相連接,以Q表示電容器的電荷量,E表示兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度,則()A、當(dāng)d增大、S不變時(shí),Q減小,E減小B、當(dāng)S增大、d不變時(shí),Q增大,E增大C、當(dāng)d減小、S增大時(shí),Q增大、E增大D、當(dāng)S增大、d減小時(shí),Q不變、E不變3、圖中1.515所示是一個(gè)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(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),如圖所示,A、B
40、兩點(diǎn)間的距離為s,連線AB與極板間的夾角為30,則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于()qCsqQsqQsqCsA、QdB、CdC、2CdD、2Qd4、初速度均為零的質(zhì)子和粒子,被同一加速電場(chǎng)加速后,垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)()A、兩種粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間相同B、質(zhì)子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間較短C、兩種粒子的偏轉(zhuǎn)角相等D、粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能較大5、在電場(chǎng)中,電子在只受電場(chǎng)力的作用大,可能做A、勻速直線運(yùn)動(dòng)B、勻變速直線C、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)6、如圖1.316所示,在A板附近有一電子由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng),則關(guān)于電子到達(dá)B板時(shí)的速率,下列解釋正確的是()18
41、A、兩板間距越大,加速的時(shí)間就越長(zhǎng),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1.317所示,水平放置的兩個(gè)平行金屬板,上板帶負(fù)電,下板帶等量的正電,三個(gè)質(zhì)量相等,分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從極板的左側(cè)P點(diǎn)以相同的水平初速度進(jìn)入電場(chǎng)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(fù)電B、三個(gè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C、三個(gè)粒子在電場(chǎng)中的加速度aaabacD、三個(gè)粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能EkaEkbEkc8、圖1.318是一個(gè)說明示波管工作原理的示意圖,電子經(jīng)電壓0U1加
42、速后以速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h,兩平行板間的距離為d,電勢(shì)差U2,板長(zhǎng)L,為了提高示波管的靈敏度(每h單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量U2),可采用的方法是()A、增大兩板間電勢(shì)差U2B、盡可能使板長(zhǎng)L短些C、盡可能使板間距離d小一些D、使加速電壓U1升高一些9、在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)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(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿Oy方向以4J的初動(dòng)能豎直向上拋出,不計(jì)空氣阻力,它到達(dá)的最高點(diǎn)位置如圖中M點(diǎn)表示。求:(1)小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EKM;(2)設(shè)小球落回跟拋出點(diǎn)同一水平面時(shí)的位置為N,求小球到
43、達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkN。1910、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(jì)),經(jīng)燈絲與A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(jìn)入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中(偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)),電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兵器打在熒光屏上的P點(diǎn),已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng)1,板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。求:(1)電子穿過A板時(shí)的速度大小;(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量;(3)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。20X1電場(chǎng)章末測(cè)試(一)一、選擇題(510)1、M、O、N、P四個(gè)點(diǎn)在同一
44、條直線上,且MO=ON=NP,現(xiàn)在O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷Q,如圖A1所示,則()A、M、N兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B、M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相等C、把檢驗(yàn)電荷q從M移到P比從N移到P電場(chǎng)力做功多圖A1D、把檢驗(yàn)電荷q從M移到P與從N移到P電場(chǎng)力做功相等2、如圖A2所示,A、B兩點(diǎn)相距d=10cm,它們的連線與勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向夾角60,把電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),需克服電場(chǎng)力做功20eV,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等于()A、800N/CB、400N/CC、4003N/CD、8003N/C3、一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn),如圖A3所示,若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到如圖中虛線的位置
45、,則正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能()A、不變B、變大C、變小D、條件不夠,不能確定如何變化4、如圖A4所示,a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球,用絕緣細(xì)線掛于同一點(diǎn),兩球靜止時(shí),它們離水平地面的高度相等,繩與豎直方向夾角、,且s2B、S1I2B、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r212圖8C、電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1r20ID、當(dāng)電源的工作電流變化相同時(shí),電源2的路端電壓變化較大7、一個(gè)電源分別接上8和2的電阻時(shí),兩電阻消耗的電功率相等,則電源的內(nèi)阻為()A、1B、2C、4D、88、在如圖9所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)電阻r=1.0;電阻R1=10,R2=10,R3=35,電容器的電容C=100F
46、,電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R4的總電荷量。圖99、如圖10所示電路中,R1=R2=R3,S斷開時(shí),伏特表示數(shù)為16V,S閉合時(shí),示數(shù)為10V,若伏特表可視為理想的,求:(1)、電源電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻各位多大?(2)、閉合S前R1消耗的功率分別多大?(3)、如箭電源改為圖乙所示電路,其他條件不變,則斷開和閉合S時(shí)伏特43圖10表的示數(shù)分別為多大?10、如圖11所示,電燈L標(biāo)有“4V,1W”,滑動(dòng)變阻器總電阻為50。當(dāng)滑片滑至某位置時(shí),L恰好正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.45A。由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時(shí)電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表的示數(shù)為10V。若導(dǎo)線完好,電路中各出接
47、觸良好。試問:(1)、發(fā)生故障的是短路還是斷路,發(fā)生在何處?(2)、發(fā)生故障前,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?圖11(3)、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為多大?2.5多用電表【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解歐姆表的原理,學(xué)會(huì)使用歐姆表;了解歐姆表的刻度等問題。2、了解多用電表的電壓、電流、歐姆檔是共用一個(gè)表頭組合在一起的。3、學(xué)會(huì)用多用電表測(cè)電流,電壓及測(cè)量二極管的正反向電阻。【自主學(xué)習(xí)】一、歐姆表1、歐姆表的原理歐姆表是據(jù)_定律制成的測(cè)量電阻的儀表,可直接讀出電阻值,比用伏安法測(cè)電阻方便。原理.如右圖示:調(diào)零時(shí).Ig=_測(cè)量時(shí).I=_只要將對(duì)應(yīng)Rx值的電流刻度改為阻值Rx,即為歐姆表。由于I與R的非線性關(guān)系,表
48、盤上電流刻度是_的,其對(duì)應(yīng)的電阻刻度卻是_的電阻零刻度在電流滿偏處。2、注意:_筆接歐姆表內(nèi)部電源負(fù)極,而_筆接內(nèi)部電源的正極。二、多用電表1、原理:多用電表由一只靈敏的直流電表(表頭)與若干元件組成44測(cè)量電路,每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)只使用其中的一部分電路,其他部分不起作用。(1)直流電流擋直流電流擋的幾個(gè)擋位實(shí)際是由同一表頭_改裝而成的幾個(gè)量程不同的電流表。(2)直流電壓擋:直流電壓擋的幾個(gè)擋位實(shí)際是由同一表頭_改裝而成的幾個(gè)量程不同的電壓表.(3)歐姆擋(歐姆表)2、多用電表的表面結(jié)構(gòu),多用電表可以用來測(cè)電流、電壓和電阻,又稱萬用電表,其表面結(jié)構(gòu)如圖所示。其表面分為上、下兩部分,上半部分為表盤
49、,共有三條刻度線,最上面的刻度線的左端標(biāo)有“”,右端標(biāo)有“0”,是用于測(cè)_的.中間的刻度線是用于測(cè)_和_的,其刻度是分布_的,最下面一條刻度線左側(cè)標(biāo)有“V”是用于測(cè)交流電壓的,其刻度是_的。多用電表表面的下半部分為選擇開關(guān),周圍標(biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域和量程。將多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋,多用電表就測(cè)量_;當(dāng)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到其他功能區(qū)域時(shí),就可測(cè)量電壓或電阻。多用電表表面還有一對(duì)正、負(fù)插孔。紅表筆插_插孔,黑表筆插_插孔,插孔上面的旋鈕叫_,用它可進(jìn)行電阻調(diào)零,另外,在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個(gè)_,用它可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲,可使指針(在不接入電路中時(shí))指在_端“0”刻線。3、使用步驟
50、及注意事項(xiàng)(1)使用前_:調(diào)節(jié)歐姆表調(diào)零螺絲,使指針指向_端O點(diǎn);_:將選擇開關(guān)置于歐姆表某一擋后,紅、黑表筆短接,使指針指向_的零(即右端“0”)。(2)使用中使待測(cè)電阻和外電路_。不能用手接觸表筆的金屬部分。使指針指在_附近。換擋時(shí)_。(3)使用后:將選擇開關(guān)置于_擋或_擋,并將表筆從插孔拔出,如長(zhǎng)期不用應(yīng)將電池取出。4、回答問題用多用電表測(cè)直流電流,直流電壓、電阻時(shí),紅表筆和黑表筆分別是哪個(gè)電勢(shì)高?三、二極管的單向?qū)щ娦?5二極管全稱叫_,是用半導(dǎo)體材料制成的電子元件,它有二個(gè)引線,一根叫正極,另一根叫負(fù)極,二極管的表示符號(hào)是_。當(dāng)二極管的正極接_,電勢(shì)點(diǎn),負(fù)極接_電勢(shì)點(diǎn),即加正向電壓時(shí)
51、,二極管電阻_電勢(shì)點(diǎn),即加正向電壓時(shí),二極管電阻,_,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一個(gè)接通的開關(guān);當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí),二極管的電阻_,相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān),這種特性叫二極管的_,已被廣泛應(yīng)用。【典型例題】例1、在使用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻時(shí),應(yīng)()A.使用前檢查指針是否停在歐姆擋刻度線的“”處B.每次測(cè)量前或每換一次擋位,都要進(jìn)行一次電阻調(diào)零C.在測(cè)量電阻時(shí),電流從黑表筆流出,經(jīng)被測(cè)電阻到紅表筆,再流入多用電表D.測(cè)量時(shí)若發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)的角度較小,應(yīng)該更換倍率較小的擋來測(cè)量例2、用多用表的歐姆擋(R1K)檢查性能良好的晶體二極管,發(fā)現(xiàn)多用電表的表針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小,這說明()A.二極管加有正向電壓
52、,故測(cè)得電阻很小B.二極管加有反向電壓,故測(cè)得電阻很大C.此時(shí)紅表筆接的是二極管的正極D.此時(shí)紅表筆接的是二極管的負(fù)極例3、如圖3所示是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖,其中電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V.改裝后,原來電流表3mA刻度處的刻度值定為零位置,則2mA刻度處應(yīng)標(biāo)為_,1mA刻度處應(yīng)標(biāo)為_?!踞槍?duì)訓(xùn)練】1、下列說法中正確的是A.歐姆表的每一擋的測(cè)量范圍是0B.用不同擋的歐姆表測(cè)量同一電阻的阻值時(shí),誤差大小是一樣的C.用歐姆表測(cè)電阻,指針越接近刻度盤中央時(shí),誤越大D.用歐姆表測(cè)電阻,選不同量程時(shí),指針越靠近右邊誤差越小2、有一個(gè)多用電表,其歐姆擋的四個(gè)量程分別為“1”“10”“
53、100”“1K”,某學(xué)生把選擇開關(guān)旋到“100”擋測(cè)量一未知電阻時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很大,為了減少誤差,他應(yīng)該A.換用“1K”擋,不必重新調(diào)整調(diào)零旋鈕B.換用“10”擋,不必重新調(diào)整調(diào)零旋鈕C.換用“1K”擋,必須重新調(diào)整調(diào)零旋鈕D.換用“10”擋,必須重新調(diào)整調(diào)零旋鈕3、如圖4所示的歐姆表刻度盤中,未使用時(shí)指針指A,兩表筆短接時(shí)指針指B。如果歐姆表的總內(nèi)阻為24,C是AB的中點(diǎn),D是AC的中點(diǎn),則C、D兩點(diǎn)的刻度分別為_、_。464、用多用表歐姆擋(100)測(cè)試三只晶體二極管,其結(jié)果依次如圖5甲、乙、丙所示,由圖可知,圖_的二極管是好的,該二極管的正極是_端?!灸芰τ?xùn)練】1、使用多用表的歐姆
54、擋測(cè)導(dǎo)體電阻時(shí),如果兩手同時(shí)分別接觸兩表筆的金屬桿,則造成測(cè)量值()A.比真實(shí)值大B.比真實(shí)值小C.與真實(shí)值相等D.可能比真產(chǎn)值大,也可能小2、用歐姆表測(cè)一個(gè)電阻R的阻值,選擇旋鈕置于“10”擋,測(cè)量時(shí)指針指在100與200刻度的正中間,可以確定()A.R=150B.R=1500C.1000R1500D.1500RE2,內(nèi)阻r1r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí),電源2的路端電壓變化大4.如圖2.6-9所示為根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象下列關(guān)于這個(gè)圖象的說法正確的是()A.由曲線與縱軸的交點(diǎn)可知,電源的電動(dòng)勢(shì)E=3VB.橫軸截距表示短路電流,即I短=0.6AC.根據(jù)r=E/I,計(jì)算
55、出待測(cè)電源的內(nèi)阻為5D.根據(jù)r=U/eqoac(,短)I,計(jì)算出待測(cè)電源的內(nèi)阻為15.在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為2)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,下列可選用的變阻器和電壓表為()A.電壓表量程為15VB.電壓表量程為3V50C.變阻器為20,1AD.變阻器為500,0.1A6.如圖2.6-10所示為“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖通過變阻器阻值的改變得到兩組數(shù)據(jù)(U1,I1)和(U2,I2)則下列說法正確的是()A.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的,則r=(U2-U1)/(I1-I2)B.如果兩個(gè)表的示數(shù)是準(zhǔn)確的,則r=(U1-U2)/(I1-I2)C.受RV的大小影響,E、r的測(cè)量
56、值比真實(shí)值偏小D.RV越大,對(duì)E,r的影響越小7.如圖2.6-11所示的電路中,R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻。測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),如果偶然誤差可以忽略不計(jì),則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值比真實(shí)值_,內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值_測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因是_。8.如圖2.6-12所示,圖線a為電源的U-I特性曲線,圖線b是電阻R的伏安特性曲線,用該電源和該電阻組成的閉合電路,電源的輸出功率為_W,電源的效率為_。9.為了測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,先用下列器材:a.1.5V干電池兩節(jié);b.電壓表(0-3v-15v);c.電流表(0-0.6A-3.0A);d.滑動(dòng)變阻器(0-20);e.滑動(dòng)變阻器(0-1000);f.電阻箱(0-
57、9999.9);g.開關(guān),導(dǎo)線等,將下列實(shí)驗(yàn)步驟按次序排列A.斷開開關(guān)B.按照電路圖接好電路,電壓表用0-3V,電流表用0-0.6AC.移動(dòng)滑鍵減小電阻,使電流表指針有較明顯的偏轉(zhuǎn),記錄電壓表和電流表的讀數(shù)D.把滑動(dòng)變阻器的滑鍵滑到一段使其阻值最大E.在移動(dòng)滑鍵減少電阻,記錄一組電流表、電壓表的示數(shù),且之后逐漸減小F.閉合開關(guān)2.7簡(jiǎn)單的邏輯電路【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解“與”邏輯、“或”邏輯和“非”邏輯的意義,理解條件與結(jié)果的關(guān)系,以及這些邏輯關(guān)系的真值表【自主學(xué)習(xí)】1數(shù)字電路的工作狀態(tài)有-、-兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)。2基本的邏輯關(guān)系有-、-、-?;镜倪壿嬰娐酚?、-、51-。3“與”門的符號(hào)為-;“或”門
58、的符號(hào)為-;“非”門的符號(hào)為-。4三種基本邏輯電路(1)“與”門真值表輸入結(jié)果ABY00011011(2)“或”門真值表輸入結(jié)果ABY00011011(3)“非”門真值表輸入結(jié)果AY01【典型例題】1、在舉重比賽中,有甲、乙、丙三名裁判,其中甲為主裁判,乙、丙為副裁判,當(dāng)主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員上舉合格后,才可發(fā)出合格信號(hào)。試列出真值表2、如圖(1)所示,表示輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系,完52成下題:求圖(2)中輸出Y隨時(shí)間變化的關(guān)系?!踞槍?duì)訓(xùn)練】1、教室前門共有三把鑰匙,這三把鑰匙之間的關(guān)系是-邏輯關(guān)系。請(qǐng)寫出邏輯符號(hào)以及真值表(鑰匙存在為“1”,不存在為“0”,
59、門打開為“1”,未打開為“0”)。鑰匙結(jié)果ABCY2、十字路口的紅綠燈的關(guān)系是-。3、樓梯過道中的電燈往往采用如圖電路控制,設(shè)高電壓為“1”,底電壓為“0”,試討論燈泡L的亮暗情況,并列出真值表ABY4、請(qǐng)?jiān)囍鴮懗鋈鐖D中A、B、C及Y的真值表535、一個(gè)與門的輸出端與一個(gè)非門的輸入端相連形成一個(gè)與非門,如圖(1)所示。已知輸入A、B的波形如圖(2)所示,試畫出Y的波形圖【能力訓(xùn)練】1、如圖是一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個(gè)熱敏電阻,低溫時(shí)電阻值很大,高溫時(shí)電阻很小,R是一個(gè)阻值較小的分壓電阻。(1)要做到低溫時(shí)電鈴不響,火警時(shí)產(chǎn)生高溫,電鈴響起。在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件?(2)為什
60、么溫度高時(shí)電鈴會(huì)被接通?(3)為了提高該電路的靈敏度,即報(bào)警溫度調(diào)得稍抵些,R的值應(yīng)大一些還是小一些?2、如圖所示為三個(gè)門電路符號(hào),下列判斷正確的是A、甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門B、甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門C、甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門D、甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門3、如圖所示是一個(gè)溫度報(bào)警電路,R1為熱敏電阻,R2為可變電阻,是斯密特觸發(fā)器,為蜂鳴器,(1)請(qǐng)你說明工作原理,(2)54怎樣能夠使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警?4、如圖所示為熱水系統(tǒng)的器電路,當(dāng)溫度低時(shí),熱敏的電阻很大,溫度高時(shí),熱阻的電阻就很小。只有當(dāng)熱中有水或水
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