新教材人教版高中物理必修第三冊全冊各章節(jié)知識點考點重點

高中物理必修第三冊全冊知識點匯總第9章靜電場及其應(yīng)用 11.電荷 12.庫侖定律 53.電場電場強度 114.靜電的防止與利用 19第10章靜電場中的能量 241.電勢能和電勢 242.電勢差 283.電勢差與電場強度的關(guān)系 354.電容器的電容 385.帶電粒子在電場中的運動 44第11章電路及其應(yīng)用 491.電源和電流 492.導(dǎo)體的電阻 543.實驗：導(dǎo)體電阻率的測量 574.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 635.實驗：練習使用多用電表 67第12章電能能量守恒定律 721.電路中的能量轉(zhuǎn)化 722.閉合電路的歐姆定律 763.實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量 824.能源與可持續(xù)發(fā)展 87第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步 911.磁場磁感線 912.磁感應(yīng)強度磁通量 963.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 1014.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用 1055.能量量子化 110第9章靜電場及其應(yīng)用1.電荷一、電荷1．兩種電荷：自然界只存在兩種電荷，正電荷和負電荷。2．電荷量：電荷的多少，常用Q或q表示，國際單位制單位是庫侖，簡稱庫，符號是C。3．原子的組成原子由原子核和核外電子組成，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，核外電子帶負電。通常原子內(nèi)正、負電荷的數(shù)量相同，故整個原子對外界表現(xiàn)為電中性。4．自由電子和離子金屬中原子的最外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運動，這種能自由運動的電子叫作自由電子，失去自由電子的原子便成為帶正電的離子。5．摩擦起電兩個物體相互摩擦時，電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。二、靜電感應(yīng)1．靜電感應(yīng)：當一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷的現(xiàn)象。2．感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。三、電荷守恒定律的兩種表述1．電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。2．一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。四、元電荷1．定義：實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個最小的電荷量叫作元電荷，用符號e表示。2．所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。3．元電荷的大?。篹＝1.602176634×10－19C在計算中通常取e＝1.60×10－19C。4．電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比。其值eq\f(e,me)＝1.76×1011C/kg?？键c1：對感應(yīng)起電的理解1．過程及現(xiàn)象(1)取一對用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體A、B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在它們下面的金屬箔是閉合的，如圖甲所示。(2)帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，可以看到A、B上的金屬箔都張開了，這表示A、B上都帶了電荷，如圖乙所示。(3)如果把A、B分開，然后移去C，可以看到A和B仍帶有電荷，如圖丙所示。(4)讓A、B接觸，金屬箔就不再張開，表明它們不再帶電了。這說明A、B所帶的電荷是等量的，互相接觸時，等量的正、負電荷發(fā)生了中和。甲乙丙感應(yīng)起電2．感應(yīng)起電的本質(zhì)在導(dǎo)體C上的電荷作用下，導(dǎo)體A、B上的自由電荷發(fā)生定向移動，由B端移至A端，從而引起A端帶負電，B端帶正電，此時若將A、B分離，導(dǎo)體A、B則成為帶等量異種電荷的帶電體。【例1】如圖所示，左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，將導(dǎo)體分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有()A．沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QB>QAB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且QB＝QAC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QB>QAD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，且QB＝QA，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)D[靜電感應(yīng)使得A部分帶正電，B部分帶負電。導(dǎo)體原來不帶電，只是在C的電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動，使B部分有了多余的電子而帶負電，A部分缺少了電子而帶正電。A部分失去的電子數(shù)目和B部分多余電子的數(shù)目是相等的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷量總是相等的。但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻。越靠近右端，負電荷密度越大；越靠近左端，正電荷密度越大。所以從不同位置切開時，導(dǎo)體的帶電荷量的值是不同的。故只有D正確。]分析感應(yīng)起電問題時的三點提醒(1)明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。(2)弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠離帶電體的另一端，近端感應(yīng)出異種電荷，遠端感應(yīng)出同種電荷。(3)注意拿走物體的順序，若保持帶電體不動，先分開導(dǎo)體的靠近端和遠離端，再移走帶電體，則靠近端帶異種電荷，遠離端帶同種電荷。若先移走帶電體，則導(dǎo)體上的電荷會立即中和，不再帶電。考點2：元電荷與電荷守恒定律1．對元電荷的認識(1)一個電子、一個質(zhì)子或一個正電子所帶的電荷量都是e，所有帶電體的電荷量等于e或者是e的整數(shù)倍。(2)元電荷既不是電子，也不是質(zhì)子，只是一個電荷量。因為物體的帶電荷量通常較小，因此可用元電荷的整數(shù)倍方便地表示，如電子的帶電荷量為－e，即表示電子的帶電荷量為－1.60×10－19C。2．對電荷守恒定律的理解(1)電荷守恒定律的另一種表達：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。如接觸帶電時不帶電物體與帶電物體接觸后，電荷在兩物體上重新分配，但總電荷量不變。摩擦起電實質(zhì)上是電子在不同物體間的轉(zhuǎn)移。(2)接觸帶電時，兩個完全相同的導(dǎo)體球相互接觸，則電荷量平分。若兩導(dǎo)體球帶同種電荷，會把總電荷量平分；若帶異種電荷，則先中和然后再把剩余電荷量平分?！纠?】甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10－15C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是()A．乙物體也帶了1.6×10－15C的正電荷B．甲物體失去了104個電子C．乙物體失去了104個電子D．甲、乙兩物體共失去了2×104個電子B[甲、乙兩個物體相互摩擦，甲帶1.6×10－15C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應(yīng)帶1.6×10－15C的負電荷，即甲失去了104個電子，乙得到了104個電子，所以正確的選項是B。]規(guī)律方法(1)同一物體與不同物體摩擦是失去電子還是得到電子，取決于相互摩擦的兩物體的原子核對電子束縛能力的相對強弱。(2)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移，在同一隔離系統(tǒng)中正、負電荷的代數(shù)和不變。2.庫侖定律一、電荷之間的作用力1．實驗探究(1)帶電小球由于受到帶電體對其的作用力而使絲線偏離豎直方向θ角。(2)在電荷量不變的情況下，小球離帶電體越近，角度θ越大，離帶電體越遠，角度θ越小。(3)在距離不變的情況下，帶電體電荷量越大，角度θ越大，電荷量越小，角度θ越小。(4)結(jié)論：影響兩電荷之間相互作用力的因素：距離、電荷量。電荷間的相互作用力隨帶電體間距離的減小而增大，隨帶電體所帶電荷量的增加而增大。2．庫侖定律：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。3．靜電力：電荷之間的相互作用力，也叫庫侖力。4．點電荷：當帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電體可以看作帶電的點。點電荷是一種理想化模型。二、庫侖的實驗1．實驗裝置2．實驗步驟(1)改變A和C之間的距離，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與距離r的關(guān)系。(2)改變A和C的帶電荷量，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關(guān)系。3．實驗結(jié)論(1)力F與距離r的二次方成反比，F(xiàn)∝eq\f(1,r2)。(2)力F與電荷量q1和q2的乘積成正比，F(xiàn)∝q1q2。4．庫侖定律表達式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2。三、靜電力計算1．兩個點電荷間的作用力不會因第三個點電荷的存在而有所改變。2．兩個或者兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和?？键c1：對點電荷的理解1．點電荷是物理模型只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學中的質(zhì)點，實際中并不存在。2．帶電體看成點電荷的條件如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響很小，就可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對問題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點電荷。3．注意區(qū)分點電荷與元電荷(1)元電荷是最小的電荷量，其數(shù)值等于一個電子或一個質(zhì)子所帶電荷量的絕對值。(2)點電荷只是不考慮帶電體的大小和形狀，是帶電個體，其帶電荷量可以很大也可以很小，但它一定是元電荷的整數(shù)倍?！纠?】(多選)下列關(guān)于點電荷的說法正確的是()A．兩個帶電體無論多大，只要它們之間的距離遠大于它們的大小，這兩個帶電體就可以看作點電荷B．一個帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點電荷C．一個體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點電荷D．兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理AD[無論兩帶電體自身大小怎樣，當兩帶電體之間的距離遠大于它們的大小時，帶電體本身的大小對于所研究的問題影響很小，可把帶電體看作點電荷，選項A正確，而選項C錯誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本身的大小和形狀對問題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點電荷，選項B錯誤；兩個帶電金屬小球，若離的很近，兩球所帶的電荷在靜電力作用下會分布不均，電荷的分布影響到靜電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點電荷間距大于球心距離；若帶異種電荷，相互吸引，等效的點電荷間距小于球心距離，因此，選項D正確。]對點電荷的兩點理解(1)帶電體能否看作點電荷，不取決于帶電體的大小，而取決于它們的大小、形狀與距離相比能否忽略。(2)同一帶電體，在不同問題中有時可以看作點電荷，有時不可以看作點電荷?？键c2：對庫侖定律的理解1．庫侖定律的適用條件是(1)真空。(2)靜止點電荷。這兩個條件都是理想化的，在空氣中庫侖定律也近似成立。2．靜電力的大小計算和方向判斷(1)大小計算利用庫侖定律計算大小時，不必將表示電性的正、負號代入公式，只代入q1、q2的絕對值即可。(2)方向判斷在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。3．庫侖定律與萬有引力定律的比較(1)庫侖定律和萬有引力定律都遵從與距離的二次方成反比規(guī)律，人們至今還不能說明它們的這種相似性。(2)兩個定律列表比較如下物理定律比較內(nèi)容萬有引力定律庫侖定律公式F＝eq\f(Gm1m2,r2)F＝eq\f(kq1q2,r2)產(chǎn)生原因只要有質(zhì)量，就有引力，因此稱為萬有引力，兩物體間的萬有引力總是引力存在于電荷間，兩帶電體的庫侖力由電荷的性質(zhì)決定，既有引力，也有斥力相互作用吸引力與它們質(zhì)量的乘積成正比庫侖力與它們電荷量的乘積成正比相似遵從牛頓第三定律與距離的關(guān)系為平方反比都有一個常量(3)對于微觀的帶電粒子，它們之間的庫侖力要比萬有引力大得多。電子和質(zhì)子的靜電引力F1是它們間萬有引力F2的2.3×1039倍，正因如此，以后在研究帶電微粒間的相互作用時，可以忽略萬有引力。【例2】兩個分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閑q\f(r,2)，則兩球間庫侖力的大小為()A．eq\f(1,12)FB．eq\f(3,4)FC.eq\f(4,3)FD．12FC[由庫侖定律知F＝keq\f(3Q2,r2)，當兩小球接觸后，帶電荷量分別為Q、Q，故后來庫侖力F′＝keq\f(Q2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))eq\s\up8(2))＝keq\f(4Q2,r2)，由以上兩式解得F′＝eq\f(4,3)F，C項正確。]規(guī)律方法兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律(1)當兩個導(dǎo)體材料、形狀不同時，接觸后再分開，只能使兩者均帶電，但無法確定所帶電荷量的多少。(2)若使兩個完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有：①eq\x(\a\al(若帶同,種電荷))?eq\x(\a\al(金屬球,相接觸))?eq\x(\a\al(總電荷,量平分))?eq\x(\a\al(即均帶電荷量為\f(q1＋q2,2)))②eq\x(\a\al(若帶異,種電荷))?eq\x(\a\al(金屬球,相接觸))?eq\x(\a\al(先中和,再平分))?eq\x(\a\al(即均帶電荷量為\f(|q1－q2|,2)))考點3：庫侖定律的應(yīng)用1．分析帶電體在有庫侖力作用下的平衡問題時，方法仍然與解決力學中物體的平衡問題的方法一樣，具體步驟：(1)確定研究對象；(2)進行受力分析；(3)建立坐標系；(4)列方程F合＝0，正交分解，∑Fx＝0，∑Fy＝0；(5)求解方程。2．三個自由點電荷的平衡問題(1)條件：每個點電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反。(2)規(guī)律“三點共線”——三個點電荷分布在同一直線上；“兩同夾異”——正負電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；“近小遠大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷?！纠?】a、b兩個點電荷相距40cm，電荷量分別為q1、q2，且q1＝9q2，都是正電荷。現(xiàn)引入點電荷c，這時a、b電荷恰好都處于平衡狀態(tài)。試問：點電荷c的帶電性質(zhì)是怎樣的？電荷量為多大？它應(yīng)該放在什么地方？[解析]設(shè)c與a相距x，則c、b相距0.4m－x，設(shè)c的電荷量為q3，根據(jù)二力平衡可列平衡方程。a平衡，則keq\f(q1q2,0.4m2)＝keq\f(q1q3,x2)b平衡，則keq\f(q1q2,0.4m2)＝keq\f(q2q3,0.4m－x2)c平衡，則keq\f(q1q3,x2)＝keq\f(q2q3,0.4m－x2)解其中任意兩個方程，可解得x＝0.3m(c在a、b連線上，與a相距30cm，與b相距10cm)，q3＝eq\f(9,16)q2＝eq\f(1,16)q1(q1、q2為正電荷，q3為負電荷)。[答案]負電荷eq\f(1,16)q1在a、b連線上，與a相距30cm，與b相距10cm上例中，若a、b兩個電荷固定，其他條件不變，則結(jié)果如何？提示：由c平衡知，對q3的電性和電荷量無要求，位置應(yīng)放在與a相距30cm，與b相距10cm處。規(guī)律方法解決三個自由點電荷的平衡問題時，首先應(yīng)根據(jù)三個自由點電荷的平衡問題的規(guī)律確定出點電荷的電性和大體位置。求點電荷間的距離時，對未知電荷量的電荷列平衡方程；求未知電荷的電荷量時，對其中任意已知電荷量的電荷列平衡方程求解。3.電場電場強度一、電場1．電場的產(chǎn)生：電荷在其周圍產(chǎn)生電場，電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。2．基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。3．電荷間的相互作用：電荷之間是通過電場發(fā)生相互作用的。4．電場和磁場統(tǒng)稱為電磁場，電磁場是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，也有能量、動量。5．靜電場：靜止的電荷產(chǎn)生的電場。二、電場強度1．試探電荷：為研究電場的性質(zhì)而引入的電荷量和體積都很小的點電荷。2．場源電荷：激發(fā)電場的電荷。3．電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫作該點的電場強度。(2)定義式：E＝eq\f(F,q)。(3)單位：牛/庫(N/C)。(4)方向：電場強度是矢量，電場中某點的電場強度的方向與正電荷在該點所受的靜電力的方向相同。(5)物理意義：電場強度是描述電場的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關(guān)。三、點電荷的電場電場強度的疊加1．點電荷的電場如圖所示，場源電荷Q與試探電荷q相距為r，則它們之間的庫侖力F＝keq\f(Qq,r2)＝qkeq\f(Q,r2)，所以電荷q處的電場強度E＝eq\f(F,q)＝keq\f(Q,r2)。(1)公式：E＝keq\f(Q,r2)。(2)方向：若Q為正電荷，電場強度方向沿Q和該點的連線背離Q；若Q為負電荷，電場強度方向沿Q和該點的連線指向Q。2．電場強度的疊加(1)電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。這種關(guān)系叫作電場強度的疊加。例如，圖中P點的電場強度，等于電荷＋Q1在該點產(chǎn)生的電場強度E1與電荷－Q2在該點產(chǎn)生的電場強度E2的矢量和。(2)如圖所示，均勻帶電球體(或球殼)外某點的電場，與一個位于球心、電荷量相等的點電荷在同一點產(chǎn)生的電場相同，即E＝keq\f(Q,r2)，式中的r是球心到該點的距離(r＞R)，Q為整個球體所帶的電荷量。四、電場線1．定義：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。2．特點：(1)電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷，是不閉合曲線。(2)電場線在電場中不相交，因為電場中任意一點的電場強度方向具有唯一性。(3)在同一幅圖中，電場線的疏密反映了電場強度的相對大小，電場線越密的地方電場強度越大。(4)電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描述電場而假想的線。五、勻強電場1．定義：電場強度的大小相等，方向相同的電場。2．電場線特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線。3．實例：兩塊等大、靠近、正對的平行金屬板，帶等量異種電荷時，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強電場。考點1：電場強度的理解和計算1．電場的性質(zhì)(1)唯一性：電場中某點的電場強度E是唯一的，是由電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān)。電場中不同的地方，電場強度一般是不同的。(2)矢量性：電場強度描述了電場的強弱，是矢量，其方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同，與在該點的負電荷所受電場力的方向相反。2．E＝eq\f(F,q)與E＝keq\f(Q,r2)的比較公式E＝eq\f(F,q)E＝keq\f(Q,r2)本質(zhì)區(qū)別定義式?jīng)Q定式適用范圍一切電場真空中點電荷的電場Q或q的意義q表示引入電場的(試探檢驗)電荷的電荷量Q表示產(chǎn)生電場的點電荷(場源電荷)的電荷量關(guān)系E用F與q的比值來表示，但E的大小與F、q的大小無關(guān)E不僅用Q、r來表示，且E∝Q，E∝eq\f(1,r2)【例1】在真空中O點放一個點電荷Q＝＋1.0×10－9C，直線MN通過O點，OM的距離r＝30cm，M點放一個試探電荷q＝－1.0×10－10C，如圖所示．求：(1)q在M點受到的作用力；(2)M點的電場強度；(3)拿走q后M點的電場強度；(4)M、N兩點的電場強度哪點大？[解析]根據(jù)題意，Q是場源電荷，q為試探電荷，為了方便，只用電荷量的絕對值計算。力和電場強度的方向可通過電荷的正、負判斷。(1)電荷q在電場中M點所受到的作用力是電荷Q通過它的電場對q的作用力，根據(jù)庫侖定律得FM＝keq\f(Qq,r2)＝9.0×109×eq\f(1.0×10－9×1.0×10－10,0.32)N＝1.0×10－8N因為Q為正電荷，q為負電荷，庫侖力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q。(2)解法一：M點的電場強度EM＝eq\f(FM,q)＝eq\f(1.0×10－8,1.0×10－10)N/C＝100N/C，其方向沿OM連線背離Q，因為它的方向與正電荷所受靜電力的方向相同。解法二：將FM＝keq\f(Qq,r2)代入EM＝eq\f(FM,q)，得EM＝eq\f(kQ,r2)＝9.0×109×eq\f(1.0×10－9,0.32)N/C＝100N/C。(3)電場強度是反映電場力的性質(zhì)的物理量，它是由形成電場的場源電荷Q決定的，與檢驗電荷q是否存在無關(guān)。從M點拿走檢驗電荷q，該處電場強度大小為100N/C，方向沿OM連線背離Q。(4)根據(jù)公式E＝keq\f(Q,r2)知，M點電場強度較大。[答案](1)1.0×10－8N，沿MO指向Q(2)100N/C，沿OM連線背離Q(3)100N/C，沿OM連線背離Q(4)M點規(guī)律方法(1)電場強度的大小和方向取決于電場本身，與試探電荷的存在及大小無關(guān)。(2)電場強度的大小可用E＝eq\f(F,q)和E＝eq\f(kQ,r2)求解，但E＝eq\f(kQ,r2)只適用于點電荷的電場?？键c2：電場強度的疊加1．電場強度是矢量，當空間的電場由多個電荷共同產(chǎn)生時，計算空間某點的電場強度時，應(yīng)先分析每個電荷單獨在該點所產(chǎn)生的場強的大小和方向，再根據(jù)平行四邊形定則求合場強的大小和方向。2．比較大的帶電體產(chǎn)生的電場，可以把帶電體分解為若干小塊，每一個小塊看作一個點電荷，用電場疊加的方法計算?！纠?】直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標如圖所示。M、N兩點各固定一負點電荷，一電荷量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為()A．eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸正向 B．eq\f(3kQ,4a2)，沿y軸負向C．eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸正向 D．eq\f(5kQ,4a2)，沿y軸負向思路點撥：解答本題時要注意以下兩點：(1)距離場源電荷相等的各點場強大小相等。(2)弄清楚等量異種點電荷連線及中垂線上場強的分布特點。B[由于對稱性，M、N兩處的負電荷在G、H處產(chǎn)生的場強大小相等，等于在O點的正點電荷產(chǎn)生的場強E1＝eq\f(kQ,a2)，正點電荷放在G處時，它在H處產(chǎn)生的場強E2＝eq\f(kQ,2a2)，所以，H處的合場強E＝E1－E2＝eq\f(3kQ,4a2)，方向沿y軸負方向，B正確。]規(guī)律方法合場強的求解技巧(1)電場強度是矢量，合成時遵循矢量運算法則，常用的方法有圖解法、解析法、正交分解法等；對于同一直線上電場強度的合成，可先規(guī)定正方向，進而把矢量運算轉(zhuǎn)化成代數(shù)運算。(2)當兩矢量滿足大小相等、方向相反、作用在同一直線上時，兩矢量合成疊加，合矢量為零，這樣的矢量稱為“對稱矢量”，在電場的疊加中，注意圖形的對稱性，發(fā)現(xiàn)對稱矢量可簡化計算?？键c3：對電場線的理解及應(yīng)用1．點電荷的電場線(1)點電荷的電場線呈輻射狀，正電荷的電場線向外至無限遠，負電荷則相反，如圖所示。甲乙(2)以點電荷為球心的球面上，電場線疏密相同，但方向不同，說明電場強度大小相等，但方向不同。(3)同一條電場線上，電場強度方向相同，但大小不等。實際上，點電荷形成的電場中，任意兩點的電場強度都不同。2．等量異種點電荷與等量同種點電荷的電場線比較等量異種點電荷等量同種(正)點電荷電場線分布圖連線上的場強大小O點最小，從O點沿連線向兩邊逐漸變大O點為零，從O點沿連線向兩邊逐漸變大中垂線上的場強大小O點最大，從O點沿中垂線向兩邊逐漸變小O點為零，從O點沿中垂線向兩邊先變大后變小關(guān)于O點對稱的點A與A′、B與B′的場強等大同向等大反向3．電場線與帶電粒子運動軌跡的關(guān)系(1)電場線不是帶電粒子的運動軌跡。(2)同時具備以下條件時運動軌跡與電場線重合：①電場線為直線；②帶電粒子的初速度為零，或初速度沿電場線所在直線；③帶電粒子只受電場力，或其他力的合力沿電場線所在直線。(3)只在電場力作用下，以下兩種情況帶電粒子都做曲線運動，且運動軌跡與電場線不重合：①電場線為曲線；②電場線為直線時，帶電粒子有初速度且與電場線不共線?！纠?】(多選)用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱，如圖甲是等量異種點電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則()甲乙A．B、C兩點場強大小相等，方向相同B．A、D兩點場強大小相等，方向相反C．E、O、F三點比較，O點場強最強D．B、O、C三點比較，O點場強最強AC[根據(jù)等量異種點電荷電場的分布情況可知，B、C兩點對稱分布，場強大小相等，方向相同，A選項正確；根據(jù)對稱性可知，A、D兩處電場線疏密程度相同，A、D兩點場強大小相同，方向相同，B選項錯誤；E、O、F三點中O點場強最強，C選項正確；B、O、C三點比較，O點場強最小，D選項錯誤。]【例4】(多選)某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M點運動到N點，以下說法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C．粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D．粒子在M點的動能小于它在N點的動能思路點撥：(1)根據(jù)電場線的疏密判斷加速度的大小關(guān)系。(2)根據(jù)軌跡的彎曲方向判斷電場力的方向。ACD[根據(jù)帶電粒子運動軌跡彎曲的情況，可以確定帶電粒子受電場力的方向沿電場線方向，故帶電粒子帶正電，A選項正確。由于電場線越密，場強越大，帶電粒子受電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故帶電粒子在N點加速度大，B選項錯誤，C選項正確。粒子從M點到N點，所受電場力方向與其速度方向夾角小于90°，速度增加，故帶電粒子在N點動能大，故D選項正確。]規(guī)律方法確定帶電粒子在電場中運動軌跡的思路(1)確定電場方向：根據(jù)電場強度的方向或電場線的切線方向來確定。(2)確定帶電粒子受力方向：正電荷所受電場力與電場方向相同，負電荷所受電場力與電場方向相反。(3)確定帶電粒子運動軌跡：帶電粒子的運動軌跡向受力方向偏轉(zhuǎn)。4.靜電的防止與利用一、靜電平衡1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象。2．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷不再發(fā)生定向移動的狀態(tài)。3．導(dǎo)體內(nèi)部電場強度特點：內(nèi)部電場強度處處為0。二、尖端放電1．電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場強度很大，空氣中的帶電粒子劇烈運動，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負電荷分離的現(xiàn)象。2．尖端放電：導(dǎo)體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。3．尖端放電的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。三、靜電屏蔽1．靜電屏蔽：靜電平衡時，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場處處為零，外電場對殼內(nèi)不會產(chǎn)生影響。2．靜電屏蔽的應(yīng)用(1)把電學儀器放在封閉的金屬殼里。(2)野外三條輸電線上方架設(shè)兩條導(dǎo)線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。四、靜電吸附1．靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達電極被收集起來。2．靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。3．靜電復(fù)印的工作過程：(1)充電：通過電源使有機光導(dǎo)體鼓帶上正電。(2)曝光：利用光學系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在有機光導(dǎo)體鼓上，有字跡的地方保留正電荷。(3)顯影：帶負電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。(4)轉(zhuǎn)?。簬д姷霓D(zhuǎn)印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機光導(dǎo)體鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負電的墨粉吸附在白紙上。(5)放電：使有機光導(dǎo)體放電，除去表面的殘余電荷?？键c1：對靜電平衡的理解1．靜電平衡的過程(1)電荷分布的變化情況：金屬導(dǎo)體放到電場強度為E0的電場中，金屬中的自由電荷在電場力作用下定向移動導(dǎo)致導(dǎo)體一側(cè)聚集負電荷，而另一側(cè)聚集正電荷。(2)合電場強度的變化情況：感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的電場，導(dǎo)致合電場強度減小。當感應(yīng)電荷繼續(xù)增加，合電場強度逐漸減小，合電場強度為零時，自由電荷的定向移動停止。2．對靜電平衡的三點理解(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動的結(jié)果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發(fā)生定向移動。(2)金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。(3)導(dǎo)體達到靜電平衡后內(nèi)部電場強度處處為零是指外電場E與導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E′的合電場強度為零，E′＝－E。3．處于靜電平衡時的導(dǎo)體上的電荷分布特點(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體表面，內(nèi)部沒有凈電荷。(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，近異遠同，如圖甲所示。(3)凈電荷在導(dǎo)體表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示。甲乙處于靜電平衡的導(dǎo)體周圍的電場分布情況靜電平衡的導(dǎo)體尖端電荷集中，電荷電場線密集。【例1】在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，相距為2l，如果在兩個點電荷連線的中點O有一個半徑為r(r?l)的空心金屬球，且球心位于O點，如圖所示，則球殼上的感應(yīng)電荷在O處的電場強度的大小為多少？方向如何？[解析]根據(jù)電場的疊加和靜電平衡，球心O處的合場強為0，即感應(yīng)電荷的電場強度與A、B兩點電荷在O處所產(chǎn)生的合場強等大、反向，即E感＝EA＋EB＝keq\f(Q,l2)＋keq\f(2Q,l2)＝eq\f(3kQ,l2)，A、B在O處產(chǎn)生的電場強度方向向左，所以E感向右。[答案]eq\f(3kQ,l2)方向向右上例中，若將點電荷B移走，其他條件不變，則球殼上的感應(yīng)電荷在O處的電場強度大小為多少？方向如何？提示：E′感＝EA＝keq\f(Q,l2)，A在O處產(chǎn)生的電場強度方向向左，所以E′感向右。規(guī)律方法處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強的求解方法(1)運用E＝keq\f(Q,r2)求出外電場場強E外的大小和方向。(2)由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，則滿足靜電平衡條件E合＝0。(3)由E外＋E感＝0，求出感應(yīng)電場E感的大小和方向?？键c2：對靜電屏蔽的理解1．靜電屏蔽的實質(zhì)靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零。2．靜電屏蔽的兩種情況導(dǎo)體外部電場不影響導(dǎo)體內(nèi)部接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場不影響導(dǎo)體外部圖示實現(xiàn)過程因場源電荷產(chǎn)生的電場與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場的作用當空腔外部接地時，外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內(nèi)電場的作用最終結(jié)論導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響本質(zhì)靜電屏蔽是激發(fā)電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果，所以做靜電屏蔽的材料只能是導(dǎo)體，不能是絕緣體【例2】如圖所示，把原來不帶電的金屬殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B接觸，達到靜電平衡后，則()A．B的空腔內(nèi)電場強度為零B．B不帶電C．B的外表面帶正電D．B的內(nèi)表面帶負電D[因為金屬殼的外表面接地，所以外表面沒有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布，且由于A帶正電，則B的內(nèi)表面帶負電，D對，B、C錯；B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場，所以空腔內(nèi)電場強度不為零，A錯。]規(guī)律方法處理靜電屏蔽問題的注意點(1)空腔可以屏蔽外界電場，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場作用，其本質(zhì)都是因為激發(fā)電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清是哪一部分電場作用，還是合電場作用的結(jié)果。(2)對靜電感應(yīng)，要掌握導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷是如何移動的，是如何建立起附加電場的，何處會出現(xiàn)感應(yīng)電荷。(3)對靜電平衡，要理解導(dǎo)體達到靜電平衡時所具有的特點。考點3：靜電的產(chǎn)生、應(yīng)用和防止1．靜電是如何產(chǎn)生的兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空氣與衣物摩擦也會起電。摩擦起的電在能導(dǎo)電的物體上可迅速流失，而在不導(dǎo)電的絕緣體(如化纖、毛織物等物體)上就不會流失而形成靜電，并聚集起來，當達到一定的電壓時就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)出聲響。2．靜電的應(yīng)用和防止(1)靜電的應(yīng)用利用靜電的性質(zhì)應(yīng)用舉例利用靜電能吸引較小物體靜電復(fù)印、靜電噴漆、靜電噴霧、激光打印、靜電除塵利用高壓產(chǎn)生的電場靜電保鮮、靜電滅菌、農(nóng)作物種子處理利用放電產(chǎn)生物臭氧防止紫外線、氮合成氨(2)靜電的防止防止靜電危害的基本辦法是盡快把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避免越積越多。防止靜電的途徑主要有：①避免產(chǎn)生靜電，例如，在可能情況下選用不易產(chǎn)生靜電的材料。②避免靜電的積累，產(chǎn)生的靜電要設(shè)法導(dǎo)走，例如，增加空氣濕度、接地等?！纠?】(多選)靜電的應(yīng)用有多種，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等，它們依據(jù)的原理都是讓帶電的物質(zhì)粒子在電場力作用下奔向并吸附到電極上，靜電噴漆的原理如圖所示，則以下說法正確的是()A．在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場B．涂料微粒一定帶正電C．涂料微粒一定帶負電D．涂料微粒可以帶正電，也可以帶負電AC[靜電噴涂的原理就是讓帶電的涂料微粒在強電場的作用下被吸附到工件上，而達到噴漆的目的，所以A正確。由題圖知，待噴漆工件帶正電，所以涂料微粒應(yīng)帶負電，C項正確。]第10章靜電場中的能量1.電勢能和電勢一、靜電力做功的特點1．特點：靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。2．在勻強電場中靜電力做功：WAB＝qE·LABcosθ，其中θ為靜電力與位移間的夾角。二、電勢能1．概念：電荷在靜電場中具有的勢能。用Ep表示。2．靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系靜電力做的功等于電勢能的減少量，WAB＝EpA－EpB。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電場力做正功，電勢能減少；,電場力做負功，電勢能增加。))3．電勢能的大小：電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移到零勢能位置時所做的功。4．零勢能點：電場中規(guī)定的電勢能為零的位置，通常把離場源電荷無限遠處或大地處的電勢能規(guī)定為零。三、電勢1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值。2．定義式：φ＝eq\f(Ep,q)。3．單位：國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是V,1V＝1J/C。4．特點(1)相對性：電場中各點電勢的大小，與所選取的零電勢的位置有關(guān)，一般情況下取離場源電荷無限遠或大地為零電勢位置。(2)標矢性：電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有正負。5．與電場線關(guān)系：沿電場線方向電勢逐漸降低?？键c1：靜電力做功和電勢能的變化1．電場力做功正、負的判定(1)若電場力是恒力，當電場力方向與電荷位移方向夾角為銳角時，電場力做正功；夾角為鈍角時，電場力做負功；夾角為直角時，電場力不做功。(2)根據(jù)電場力和瞬時速度方向的夾角判斷。此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況。夾角是銳角時，電場力做正功；夾角是鈍角時，電場力做負功；電場力和瞬時速度方向垂直時，電場力不做功。(3)若物體只受電場力作用，可根據(jù)動能的變化情況判斷。根據(jù)動能定理，若物體的動能增加，則電場力做正功；若物體的動能減少，則電場力做負功。2．電勢能的性質(zhì)性質(zhì)理解系統(tǒng)性電勢能是由電場和電荷共同決定的，是屬于電荷和電場所共有的，我們習慣上說成電荷的電勢能相對性電勢能是相對的，其大小與選定的電勢能為零的參考點有關(guān)。確定電荷的電勢能，首先應(yīng)確定參考點標矢性電勢能是標量，有正負但沒有方向3．判斷電勢能大小的方法(1)做功判定法：無論是哪種電荷，只要是電場力做了正功，電荷的電勢能一定是減少的；只要是電場力做了負功(克服電場力做功)，電荷的電勢能一定是增加的。(2)電場線法：正電荷順著電場線的方向移動，電勢能一定減少，逆著電場線的方向移動，電勢能一定增加；負電荷順著電場線的方向移動，電勢能一定增加，逆著電場線的方向移動，電勢能一定減少。(3)電性判定法：同種電荷相距越近，電勢能越大，相距越遠，電勢能越小；異種電荷相距越近，電勢能越小，相距越遠，電勢能越大?！纠?】將帶電荷量為6×10－6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服靜電力做了3×10－5J的功，再從B移到C，靜電力做了1.2×10－5J的功，則：(1)該電荷從A移到B，再從B移到C的過程中，電勢能共改變了多少？(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？思路點撥：(1)電勢能的變化量可根據(jù)ΔEp＝－W電或ΔEp＝EpB－EpA計算。(2)電荷在某點的電勢能等于把該電荷從該點移至零電勢能點時電場力做的功。[解析](1)從A移到C，靜電力做的功WAC＝－3×10－5J＋1.2×10－5J＝－1.8×10－5J，電勢能增加1.8×10－5J。(2)WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5J，又EpA＝0，則EpB＝3×10－5JWAC＝EpA－EpC＝－1.8×10－5J，則EpC＝1.8×10－5J。[答案](1)增加1.8×10－5J(2)3×10－5J1.8×10－5J上例中，若規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？提示：WAB＝EpA－EpB＝－3×10－5J，又EpB＝0，則EpA＝－3×10－5JWBC＝EpB－EpC＝1.2×10－5J，則EpC＝－1.2×10－5J。規(guī)律方法有關(guān)電勢能的三個提醒(1)電勢能的變化是通過靜電力做功實現(xiàn)的，重力勢能的變化是通過重力做功實現(xiàn)的。(2)在同一電場中，同樣從A點到B點，移動正電荷與移動負電荷，電荷的電勢能的變化是相反的。(3)靜電力做功和重力做功盡管有很多相似特點，但因地球產(chǎn)生的重力場只會對物體產(chǎn)生引力，而電場對其中的電荷既可產(chǎn)生引力，也可產(chǎn)生斥力，所以計算靜電力的功時要注意電荷的電性、移動的方向、電場強度的方向等?？键c2：對電勢的理解1．電勢的性質(zhì)(1)相對性：電勢是相對的，電場中某點的電勢高低與電勢零點的選取有關(guān)。通常將離場源電荷無窮遠處，或地球表面選為電勢零點。(2)固有性：電場中某點的電勢大小是由電場本身的性質(zhì)決定的，與在該點是否放有電荷及所放電荷的電荷量和電勢能均無關(guān)。(3)標量性：電勢是只有大小、沒有方向的物理量，在規(guī)定了電勢零點后，電場中各點的電勢可能是正值，也可能是負值。正值表示該點的電勢高于零電勢；負值表示該點的電勢低于零電勢。顯然，電勢的正負只表示大小，不表示方向。2．電勢高低的判斷方法(1)電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低。(2)場源電荷判斷法：離場源正電荷越近的點，電勢越高；離場源負電荷越近的點，電勢越低。(3)電勢能判斷法：對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高?！纠?】將一電荷量為q＝2×10－6C的正電荷從無限遠處一點P移至電場中某點A，靜電力做功4×10－5J。求：(1)A點的電勢；(2)正電荷移入電場前A點的電勢。(取無限遠處為電勢零點)[解析](1)由于將電荷從無限遠處移到A點，靜電力做正功，則電荷的電勢能減少，所以，電荷在A點的電勢能為EpA＝－4×10－5J。由電勢的公式φ＝eq\f(Ep,q)得φA＝eq\f(EpA,q)＝－eq\f(4×10－5,2×10－6)V＝－20V。(2)A點的電勢是由電場本身決定的，跟A點是否有電荷存在無關(guān)，所以電荷移入電場前，A點的電勢仍為－20V。[答案](1)－20V(2)－20V規(guī)律方法由電勢的定義式φ＝eq\f(Ep,q)計算或判斷電勢與電勢能關(guān)系時，Ep、φ、q都必須代入正、負號運算，而由電場強度的定義式E＝eq\f(F,q)計算時不需要代入正、負號，都取絕對值進行運算。2.電勢差一、電勢差1．定義電場中兩點間電勢的差值叫作電勢差，也叫電壓。2．公式設(shè)電場中A點的電勢為φA，B點的電勢為φB，則A、B兩點之間的電勢差為：UAB＝φA－φB，B、A兩點之間的電勢差為：UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。3．電勢差的正負電勢差是標量，但有正、負。電勢差的正、負表示兩點電勢的高低。所以電場中各點間的電勢差可依次用代數(shù)法相加。4．靜電力做功與電勢差的關(guān)系：(1)公式推導(dǎo)由靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系可得：WAB＝EpA－EpB，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得：WAB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝q·UAB，所以有UAB＝eq\f(WAB,q)。(2)物理意義：電場中A、B兩點間的電勢差等于這兩點之間移動電荷時靜電力做的功與電荷量q的比值。二、等勢面1．定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫作等勢面。2．等勢面與電場線的關(guān)系(1)電場線跟等勢面垂直。(2)電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面?？键c1：電勢與電勢差1．對電勢差的幾點認識(1)電場中兩點間的電勢差，由電場本身決定，與在這兩點間移動的電荷的電荷量、靜電力做功的大小無關(guān)。在確定的電場中，即使不放入電荷，任何兩點間的電勢差也有確定值。(2)對于電勢差必須明確指出是哪兩點間的電勢差，而且先后順序不能亂。如A、B間的電勢差記為UAB，B、A間的電勢差記為UBA，而UAB＝－UBA。(3)電勢差為標量，有正、負之分，電勢差的正負表示電場中兩點電勢的高低。(4)電場中兩點間的電勢差與零電勢位置的選取無關(guān)。2．電勢差與電勢的對比電勢φ電勢差U區(qū)別定義電勢能與電荷量的比值φ＝eq\f(Ep,q)電場力做功與電荷量的比值U＝eq\f(W,q)決定因素由電場和在電場中的位置決定由電場和場內(nèi)兩點位置決定相對性有，與零電勢位置的選取有關(guān)無，與零電勢位置的選取無關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UAB＝φA－φB，當φB＝0時，UAB＝φA單位相同，均是伏特(V)標矢性都是標量，且均具有正負物理意義：均是描述電場的能的性質(zhì)的物理量【例1】有一帶電荷量q＝－3×10－6C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服靜電力做功6×10－4J，從B點移到C點時，靜電力做功9×10－4J。求：(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？(2)如果B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？思路點撥：(1)可根據(jù)UAB＝eq\f(WAB,q)分析電勢差。(2)可由φ＝eq\f(Ep,q)確定電勢及電勢能。[解析](1)根據(jù)U＝eq\f(W,q)則UAB＝eq\f(－6×10－4,－3×10－6)V＝200V即φA－φB＝200VUBC＝eq\f(9×10－4,－3×10－6)V＝－300V即φB－φC＝－300VUCA＝φC－φA＝100V。(2)若φB＝0，則φA＝200V，φC＝300VEpA＝φAq＝200×(－3×10－6)J＝－6×10－4JEpC＝φCq＝300×(－3×10－6)J＝－9×10－4J。[答案](1)200V－300V100V(2)200V300V－6×10－4J－9×10－4J上例中，若規(guī)定A點電勢為零，則B、C兩點的電勢各為多少？電荷在B、C兩點的電勢能各為多少？提示：若φA＝0，則φB＝－200V，φC＝100V，EpB＝φBq＝(－200)×(－3×10－6)J＝6×10－4JEpC＝φCq＝100×(－3×10－6)J＝－3×10－4J。規(guī)律方法(1)WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB。(2)公式UAB＝eq\f(WAB,q)中功和電荷量應(yīng)包含正負號，若代入絕對值計算，則只能求出電勢差的絕對值。(3)電子伏特(eV)是能量單位，與焦耳(J)的換算關(guān)系是：1eV＝1.6×10－19J。考點2：等勢面的理解和應(yīng)用1．等勢面的特點(1)在等勢面上任意兩點間移動電荷，電場力不做功。(2)在空間中兩等勢面不相交。(3)電場線總是和等勢面垂直，且從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(4)在電場線密集的地方，等差等勢面密集；在電場線稀疏的地方，等差等勢面稀疏。(5)等勢面是為描述電場的性質(zhì)而假想的面。(6)等勢面的分布與零電勢點的選取無關(guān)。2．幾種常見電場的等勢面3．電場線與等勢面的區(qū)別與聯(lián)系電場線等勢面物理意義形象描述電場強度的強弱和方向形象描述電場中各點電勢的高低圖線特點帶箭頭的不閉合的曲線，兩電場線不相交可以閉合，也可以不閉合，不同等勢面不相交描述電場曲線上某一點的切線方向為場強方向，疏密表示場強大小等勢面的垂線方向為場強方向，等差等勢面的疏密表示場強大小做功情況電荷沿電場線移動時靜電力必做功電荷沿等勢面移動時靜電力不做功聯(lián)系(1)沿電場線方向電勢降低(2)電場線與等勢面垂直【例2】在維護和檢修高壓供電線路時，為了不影響城市用電，電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè)。為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服。如圖所示電工站在高壓直流輸電線的A供電線上作業(yè)，其頭頂上方有B供電線，B供電線的電勢高于A電線的電勢。虛線表示電工周圍某一截面上的等勢線，c、d、e、f是等勢線上的四個點。以下說法正確的是()A．在c、d、e、f四點中，c點的電場最強B．在c、d、e、f四點中，f點的電勢最高C．若將某電子由c移到f，其電勢能將增大D．將某電子在d點由靜止釋放，它會向e點所在等勢面運動C[依據(jù)等差等勢線的疏密表示場強大小可知，在c、d、e、f四點中，f點的電場最強，故A錯誤；沿著電場線方向，電勢是降低的，因B供電線的電勢高于A電線的電勢，則在c、d、e、f四點中，c點的電勢最高，故B錯誤；若將某電子由c移到f，即從高電勢到低電勢，其電勢能將增大，故C正確；將某電子在d點由靜止釋放，在電場力作用下，它會向c點所在等勢面運動，故D錯誤。]規(guī)律方法等勢面的應(yīng)用技巧(1)利用等勢面和電場線垂直以及沿電場線電勢降低的特點可判斷電場線的方向。(2)利用等差等勢面的密集程度也可以比較電場強度大小，密大疏小。(3)在等勢面上移動電荷時，或者帶電粒子從一個等勢面運動又返回到這個等勢面上時，靜電力均不做功?？键c3：靜電力做功的計算1．靜電力做功的四種求法四種求法表達式注意問題功的定義W＝Fd＝qEd(1)適用于勻強電場(2)d表示沿電場線方向的距離功能關(guān)系WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp(1)既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場(2)既適用于只受電場力的情況，也適用于受多種力的情況電勢差法WAB＝qUAB動能定理W靜電力＋W其他力＝ΔEk2．應(yīng)用公式WAB＝qUAB時的兩點注意(1)WAB、UAB、q均可正可負，WAB取負號表示從A點移動到B點時靜電力對電荷做負功，UAB取負號表示φA<φB，q取負號表示試探電荷為負電荷。(2)應(yīng)用公式WAB＝qUAB求解時，可將各量的正負號及數(shù)值一并代入進行計算。也可以將各物理量都取絕對值，先計算大小，再根據(jù)電荷的移動方向及所受電場力的方向的具體情況來確定電場力做功的正負?！纠?】如圖所示，光滑絕緣的細桿豎直放置，它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點，質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的有孔小球從桿上A點無初速度下滑，已知q?Q，AB＝h，小球滑到B點時的速度大小為eq\r(3gh)，其中g(shù)為重力加速度，求：(1)小球由A到B的過程中靜電力做的功；(2)A、C兩點間的電勢差UAC。思路點撥：(1)點電荷形成的電場中，距離點電荷相等的點電勢相等。(2)電場力做功與路徑無關(guān)，做功的多少與初末位置的電勢差有關(guān)。[解析](1)因為桿是光滑的，所以小球從A到B的過程中只有兩個力做功，即靜電力做的功WAB和重力做的功mgh，由動能定理得WAB＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)代入已知條件vB＝eq\r(3gh)得WAB＝eq\f(1,2)m·3gh－mgh＝eq\f(1,2)mgh。(2)因為B、C在同一等勢面上，所以φB＝φC即UAC＝UAB＝eq\f(WAB,－q)＝－eq\f(mgh,2q)。[答案](1)eq\f(1,2)mgh(2)－eq\f(mgh,2q)規(guī)律方法靜電場中功能關(guān)系問題的三種情況(1)合力做功等于物體動能的變化量，即W合＝ΔEk。這里的W合指合外力做的功。(2)電場力做功決定物體電勢能的變化量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。這與重力做功和重力勢能變化之間的關(guān)系類似。(3)只有電場力做功時，帶電體電勢能與動能的總量不變，即Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2。這與只有重力做功時，物體的機械能守恒類似。3.電勢差與電場強度的關(guān)系一、勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系1．關(guān)系式：UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)。2．物理意義：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。3．適用條件：勻強電場。二、公式E＝eq\f(UAB,d)的意義1．意義：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點間的電勢差與這兩點沿電場方向的距離的比值。2．電場強度的另一種表述：電場強度在數(shù)值上等于沿勻強電場方向每單位距離上降低的電勢。3．電場強度的另一個單位：由E＝eq\f(UAB,d)可導(dǎo)出電場強度的另一個單位，即伏特每米，符號為V/m。1V/m＝1N/C。考點1：對關(guān)系式U＝Ed和E＝U/d的理解1．關(guān)系式表明了電場強度與電勢差的關(guān)系大小關(guān)系由E＝eq\f(U,d)可知，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢方向關(guān)系電場中電場強度的方向就是電勢降低最快的方向物理意義電場強度是電勢差對空間位置的變化率，反映了電勢隨空間變化的快慢2．在非勻強電場中，公式E＝eq\f(U,d)可用來定性分析問題，由E＝eq\f(U,d)可以得出結(jié)論：在等差等勢面越密的地方場強就越大，如圖甲所示。再如圖乙所示，a、b、c為某條電場線上的三個點，且距離ab＝bc，由于電場線越密的地方電場強度越大，故Uab<Ubc?！纠?】如圖所示，在勻強電場中，電荷量q＝5.0×10－10C的正電荷由a點移到b點和由a點移到c點，電場力做功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三點的連線組成了一個直角三角形，ab＝20cm，∠a＝37°，∠c＝90°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)a、b兩點的電勢差Uab；(2)勻強電場的場強大小和方向。思路點撥：(1)電場力對電荷做功一定時，初、末位置的電勢差一定，其數(shù)值可由U＝eq\f(W,q)求解。(2)勻強電場的場強可由公式E＝eq\f(U,d)求解。[解析](1)因為正電荷從a到b和從a到c，電場力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，b、c兩點在同一等勢面上，根據(jù)電場線與等勢面垂直，可知場強方向與ac平行，垂直指向bc。Uab＝eq\f(Wab,q)＝eq\f(3.0×10－8,5.0×10－10)V＝60V(2)由U＝Ed可得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Uab,ab·cos37°)＝eq\f(60,0.2×0.8)V/m＝375V/m場強方向平行于ac，且由a指向c。[答案](1)60V(2)375V/m方向與bc邊垂直且由a指向c規(guī)律方法計算電場強度應(yīng)注意的問題(1)在選取場強公式計算電場強度時，首先要注意公式的適用條件，然后判斷題目中物理情境是否滿足公式的適用條件。(2)應(yīng)用公式UAB＝Ed計算時，首先要明確所研究的電荷所處的電場必須是勻強電場，其次要明確所要研究的兩點的距離應(yīng)當是沿場強方向兩點間的距離。如果給出電場中兩點間的距離不是沿場強方向上的距離，則應(yīng)通過數(shù)學知識轉(zhuǎn)化為沿場強方向上的距離?？键c2：對電場強度的進一步理解1．關(guān)于場強E的幾個表達式公式適用范圍說明E＝eq\f(F,q)任何電場定義式，q為試探電荷的電荷量E＝keq\f(Q,r2)真空中點電荷形成的電場Q為場源電荷的電荷量，E表示跟點電荷相距r處的某點的場強E＝eq\f(U,d)勻強電場U為沿電場線方向上相距為d的兩點間的電勢差2．關(guān)于電場強度與電勢的理解(1)電場強度為零的地方電勢不一定為零，如等量同種點電荷連線的中點；電勢為零的地方電場強度也不一定為零，如等量異種點電荷連線的中點。(2)電場強度相等的地方電勢不一定相等，如勻強電場；電勢相等的地方電場強度不一定相等，如點電荷周圍的等勢面?！纠?】有兩塊平行金屬板A、B相隔6cm，接在36V的直流電源上。電源的正極接地，C點在兩板間且到A板的距離為2cm。(1)求A、B兩板間的場強大小和方向；(2)以地面為電勢的零點，問C點的電勢多高？思路點撥：(1)A、B兩板間的電場為勻強電場。(2)電場中某點的電勢等于該點與零電勢點間的電勢差。[解析](1)板間場強的大小E＝eq\f(UAB,dAB)＝eq\f(36,6×10－2)V/m＝6×102V/m，場強方向由A板垂直指向B板。(2)UAC＝EdAC＝6×102×2×10－2V＝12V由UAC＝φA－φC，得φC＝φA－UAC＝0－12V＝－12V。[答案](1)6×102V/m，方向由A板垂直指向B板(2)－12V上例中，若改為B板接地，其他條件不變，則C點電勢多高？若C點放一電子，則電子的電勢能多大？提示：UCB＝EdBC＝6×102×4×10－2V＝24V則φ′C＝UCB＋φB＝24VEpC＝－eφC′＝－24eV。4.電容器的電容一、電容器1．電容器：由兩個相互靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體組成。2．平行板電容器：由兩個相互靠近又彼此絕緣的平行金屬板組成。3．電容器的充、放電現(xiàn)象把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成實驗電路。如圖所示。電容器的充放電(1)充電：把開關(guān)S接1，電源給電容器充電，電容器兩極所帶電荷量逐漸增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，當電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不變時，電容器充電結(jié)束。(2)放電：把開關(guān)S接2，電容器對電阻R放電，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小，當電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為0時放電結(jié)束。(3)電容器充、放電過程中能量的變化①充電過程：電源的能量不斷儲存在電容器中。②放電過程：電容器把儲存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量。二、電容1．定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差U之比。2．定義式：C＝eq\f(Q,U)。3．物理意義：表征電容器儲存電荷本領(lǐng)的特性。4．單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉(F)，另外還有微法(μF)和皮法(pF)，1μF＝10－6F,1pF＝10－12F。5．電容器的額定電壓和擊穿電壓(1)額定電壓：電容器能夠長期正常工作時的電壓。(2)擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會損壞。6．平行板電容器(1)電容的決定因素：電容C與兩極板間的相對介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。(2)電容的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。當兩極板間是真空時，C＝eq\f(S,4πkd)，式中k為靜電力常量。三、常用電容器1．固定電容器(1)定義：電容固定不變的電容器(2)分類：聚苯乙烯電容器和電解電容器。2．可變電容器：由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫作定片，可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫作動片。轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著改變?？键c1：電容器的充電和放電1．充電過程電路如圖所示。特點：(1)有電流，電流方向為流入電容器正極板，電流由大到小。(2)電容器所帶電荷量增加。(3)電容器兩極板間電壓升高。(4)電容器兩極板間電場強度增加。當電容器充電結(jié)束后，電容器所在電路中無電流，電容器兩極板間電壓與充電電壓相等。2．放電過程電路如圖所示。特點：(1)有電流，電流方向是從正極板流出，電流由大變小。(2)電容器所帶電荷量減少。(3)電容器兩極板間電壓降低。(4)電容器兩極板間電場強度減弱。當電容器放電結(jié)束后，電路中無電流。電容器的放電過程實際上是正、負電荷中和的過程?！纠?】如圖所示，閉合開關(guān)，電源對電容器充電。充電結(jié)束后，斷開開關(guān)，用絕緣手柄增大電容器兩極板之間的距離，則下列說法正確的是()A．充電過程中，有從A到B的電流通過電阻B．充電過程中，有從B到A的電流通過電阻C．斷開開關(guān)后，電容器上極板帶負電D．斷開開關(guān)后，電容器放電，極板上不再帶電思路點撥：(1)電容器充電，與電源正極相連的極板帶正電。(2)增大兩極板間距，電容減小。B[電源對電容器充電時，電路中有逆時針方向的電流，即有從B到A的電流通過電阻，使上、下極板分別帶等量的正、負電荷。斷開開關(guān)，電容器與電源斷開，回路處在開路狀態(tài)，所以電容器帶電荷量不變，故電容器上極板仍帶正電，因此B項正確。]規(guī)律方法充電電流與放電電流(1)電容器兩極板間的電介質(zhì)使兩極板之間絕緣，所以充電結(jié)束后的電容器相當于斷路。(2)而充電過程中電荷由電源定向移動，在兩極板上聚集，故電路中有充電電流，而且電流流向正極板。(3)放電時，電容器極板上的電荷減少，有放電電流，且電流從正極板流出。考點2：對電容的理解1．兩公式C＝eq\f(Q,U)與C＝eq\f(εrS,4πkd)的比較公式C＝eq\f(Q,U)C＝eq\f(εrS,4πkd)公式特點定義式?jīng)Q定式意義對某電容器Q∝U，但eq\f(Q,U)＝C不變，反映電容器容納電荷的本領(lǐng)平行板電容器，C∝εr，C∝S，C∝eq\f(1,d)，反映了影響電容大小的因素聯(lián)系電容器容納電荷的本領(lǐng)由eq\f(Q,U)來量度，由本身的結(jié)構(gòu)(如平行板電容器的εr、S、d等因素)來決定2．通過Q-U圖像來理解C＝eq\f(Q,U)。如圖所示，在Q-U圖像中，電容是一條過原點的直線的斜率，其中Q為一個極板上所帶電荷量的絕對值，U為兩極板間的電勢差，可以看出，電容器電容也可以表示為C＝eq\f(ΔQ,ΔU)，即電容器的電容的大小在數(shù)值上等于兩極板間的電壓增加(或減小)1V所需增加(或減少)的電荷量?！纠?】有一充電的平行板電容器，兩板間電勢差為3V，現(xiàn)使它的電荷量減少3×10－4C，于是電容器兩板間的電勢差降為原來的eq\f(1,3)，則此電容器的電容是多大？電容器原來帶的電荷量是多少？若將電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？[解析]電容器兩極板間電勢差的變化量為ΔU＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,3)))U＝eq\f(2,3)×3V＝2V由C＝eq\f(ΔQ,ΔU)，得C＝eq\f(3×10－4,2)F＝1.5×10－4F＝150μF設(shè)電容器原來帶的電荷量為Q，則Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C電容器的電容是由其本身決定的，與是否帶電無關(guān)，所以電容器極板上的電荷量全部放掉后，電容仍然是150μF。[答案]150μF4.5×10－4C150μF考點3：平行板電容器的兩類動態(tài)問題平行板電容器的兩類動態(tài)問題指的是電容器始終連接在電源兩端，或充電后斷開電源兩種情況下，電容器的d、S或者εr發(fā)生變化時，判斷C、Q、U、E隨之怎樣變化。具體分析方法如下。1．公式分析法(①C＝eq\f(εrS,4πkd)②C＝eq\f(Q,U)③E＝eq\f(U,d))C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(εrS,d)始終連接在電源兩端充電后斷開電源U不變Q不變Q＝UC∝C∝eq\f(εrS,d)U＝eq\f(Q,C)∝eq\f(1,C)∝eq\f(d,εrS)E＝eq\f(U,d)∝eq\f(1,d)E＝eq\f(U,d)∝eq\f(1,εrS)2．形象記憶法兩極板間電介質(zhì)不變時，還可以認為一定量的電荷對應(yīng)著一定數(shù)目的電場線，兩極板間距離變化時，場強不變；兩極板正對面積變化時，如圖丙電場線變密，場強增大?！纠?】研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C．實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大D．實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大思路點撥：通過題圖，可以獲得以下信息：(1)平行板電容器電荷量保持不變。(2)靜電計小球與外殼間電壓和電容器兩極間電壓相同。(3)靜電計指針偏角與靜電計小球和外殼間電壓成正比。A[當用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在b板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容器帶電，故選項A正確；根據(jù)電容器的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，將電容器b板向上平移，即正對面積S減小，則電容C減小，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電荷量Q不變，則電壓U增大，則靜電計指針的張角變大，故選項B錯誤；根據(jù)電容器的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，只在極板間插入有機玻璃板，則介電系數(shù)εr增大，則電容C增大，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電荷量Q不變，則電壓U減小，則靜電計指針的張角減小，故選項C錯誤；根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電荷量Q增大，則電壓U也會增大，但電容C不變，故選項D錯誤。]規(guī)律方法(1)靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上改造而成的，靜電計由相互絕緣的兩部分組成，靜電計與電容器的兩極板分別連接在一起，則電容器上的電勢差就等于靜電計上所指示的電勢差U，U的大小就從靜電計的刻度讀出，可見，靜電計指針的變化表征了電容器兩極板電勢差的變化。(2)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.帶電粒子在電場中的運動一、帶電粒子的加速1．帶電粒子在電場中加速(直線運動)的條件：只受電場力作用時，帶電粒子的速度方向與電場強度的方向相同或相反。2．分析帶電粒子加速問題的兩種思路(1)利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式來分析。(2)利用靜電力做功結(jié)合動能定理來分析。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1．條件：帶電粒子的初速度方向跟電場力的方向垂直。2．運動性質(zhì)：帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，運動軌跡是一條拋物線。3．分析思路：同分析平拋運動的思路相同，利用運動的合成與分解思想解決相關(guān)問題。三、示波管的原理1．構(gòu)造：示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極(XX′和YY′)、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。2．原理(1)給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點。甲示波管的結(jié)構(gòu)乙熒光屏(從右向左看)(2)示波管的YY′偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測的信號電壓，使電子沿YY′方向偏轉(zhuǎn)。(3)示波管的XX′偏轉(zhuǎn)電極上加的是儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓(如圖所示)，叫作掃描電壓，使電子沿XX′方向偏轉(zhuǎn)。掃描電壓考點1：帶電粒子的加速1．帶電粒子的加速當帶電粒子以很小的速度進入電場中，在靜電力作用下做加速運動，示波管、電視顯像管中的電子槍、回旋加速器都是利用電場對帶電粒子加速的。2．處理方法可以從動力學和功能關(guān)系兩個角度進行分析，其比較如下：動力學角度功能關(guān)系角度涉及知識應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式功的公式及動能定理選擇條件勻強電場，靜電力是恒力可以是勻強電場，也可以是非勻強電場，電場力可以是恒力，也可以是變力【例1】如圖所示，一個質(zhì)子以初速度v0＝5×106m/s水平射入一個由兩塊帶電的平行金屬板組成的區(qū)域。兩板距離為20cm，設(shè)金屬板之間電場是勻強電場，電場強度為3×105N/C。質(zhì)子質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，電荷量q＝1.60×10－19C。求質(zhì)子由板上小孔射出時的速度大小。[解析]根據(jù)動能定理W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)而W＝qEd＝1.60×10－19×3×105×0.2J＝9.6×10－15J所以v1＝eq\r(\f(2W,m)＋v\o\al(2,0))＝eq\r(\f(2×9.6×10－15,1.67×10－27)＋5×1062)m/s≈6×106m/s質(zhì)子飛出時的速度約為6×106m/s。[答案]6×106m/s上例中，若質(zhì)子剛好不能從小孔中射出，其他條件不變，則金屬板之間的電場強度至少為多大？方向如何？提示：根據(jù)動能定理－qE′d＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)則E′＝eq\f(mv\o\al(2,0),2qd)＝eq\f(1.67×10－27×5×1062,2×1.60×10－19×0.2)N/C≈6.5×105N/C方向水平向左?？键c2：帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1．類平拋運動帶電粒子以速度v0垂直于電場線的方向射入勻強電場，受到恒定的與初速度方向垂直的靜電力的作用而做勻變速曲線運動，稱之為類平拋運動?？梢圆捎锰幚砥綊佭\動的方法分析這種運動。2．運動規(guī)律(1)沿初速度方向：vx