高二物理选修3-1电场复习课件

静 电 场
力的 性质
定义：E=F/Q，方向规定为正电荷的受力方向； 电场强度 点电荷电场：E=KQ/r2； 匀强电场：E=U/d 对电场的描述：切线表示方向，疏密表示强弱 电场线 电场线的特点：由正电荷出发到负电荷 终止 几种常见的电场线
例题
静 电 场
电势：φA= φAo=W Ao/q对电场的描述； 电势处处相等，但场强不一定相等 等势面：等势面特点 与电场线垂直 能的 电势差 UAB= φA –φB = W AB/q 性质 电场力做功与电势差的关系W AB =q UAB
Q UC d U 1 E d d
(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电 荷量Q不变,当电容器的d、S、ε 变化时,将引起电容器的C、 U、E变化.(Q不变)
S S 即C 4kd d
Q d U C S 4kQ 1 E S S
特别提示 在分析平行板电容器的电容及其他参量的动态变化时,有两个 技巧:(1)紧抓“不变量”即“控制变量法”;(2)选择合适的公
A M P2 灯丝 O1 P1 O2 N O3 U1 L L′
反思总结
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• 总体归纳：二、二、五、三、三
• 两个核心概念 两大基本规律 • 五种典型电场 三大重要关系 • 三种典型运动
元电荷
e =1.6×10-19 C 三种起电方式 起电过程就是电子得失的过程
两种 电荷
电荷守恒
库仑定律
KQ 1Q 2 9N m2/c2 K=9.0 × 10 F 。 2 r
适用条件：真空中，点电荷
电场力的性质 场强E=F/q 矢量 电场线 匀强电场E=U/d 真空中点电荷的电 场E=KQ/r2 电场力 电场能的性质 电势：φ =ε/q 标量 等势面 电势差： UAB=UA—UB=Δε/q =WAB /q 电势能：ε=qφ ΔεAB=qUAB 电场力的功 W=qUAB=ΔεAB 与路径无关 做功
方法二: 根据公式 Ep=qφ ；WAB＝qUAB 计算。
规律总结
关于电势、电势差、电势能、静电力做功的关系
这四个量的关系可用下图形象地表示出来.说明如下:
反思总结
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热点、
平行板电容器的动态分析
1.主要的理论论据
(1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电 S 常数ε 间的关系C= . 4kd U (2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强E= . (3)电容器所带电荷量Q=CU.
根据 运动的合成与分解的知识就可解决有关问题.
• （1）.加速度 • （2）.侧向速度 • （3）.偏向角
qU a md
qUL vy m dv0
qUL tg 2 m dv 0
qUL2 y 2 2mdv 0
• （4）.侧向位移
• （5
• （6）.增加的动能
L y y tg或tg L 2 2 ）.侧向位移与偏向角 q 2U 2 L2 Ek 2 2m d2v0
应用
带电粒子在电场中 的运动
蔽静 电 屏
电容器
〔 知 识 网 络 〕
四、重要考点
3、带电粒子在电场中的偏转问题： 这类问题要抓住运动的分解和合成的思路方法，切 忌死记结果和公式。重点应该是在理解的基础上形成 鲜明的物理情景，用运动合成法导出公式，以不变应 万变。在偏转电场中同样可以用能量的观点来解题。 这种偏转在实际技术中有着广泛的应用，因此要对 偏转位移、偏转角、粒子速度、能量的变化等问题都 要搞清楚，并能灵活运用和解决实际问题。 带电粒子在电场中的运动，是电场与力学结合的题 目，是热点。主要有三种题型：平衡、变速直线运动、 偏转——类平抛运动。一是用动力学的观点解题，一 是用能量的观点，运用能量角度会更方便些。
d
(4)由以上三式得E= 主要分两种情况
4kQ ,该式常用于Q保持不变的情况中. S
2.电容器的动态分析方法 (1)平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两 极板间的电压不变,当电容器的d、S、ε 变化时,将引起 电容器的C、Q、E的变化.(U不变)
S S 即C 4kd d S
二、 从能的角度研究电场，发现电 势也是电场本身的一种特性，与检验 电荷存在与否无关。φ是标量。
/q
通常规定：无限远处的电势为零。电 势的正负和大小是相对的，电势差的 值是绝对的。例：在+Q（－Q）的电 场中，φ ＞0（＜0）。
1.如何比较电场中任两点电势的高低呢？
方法一: 根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越 来越低； 方法二: 根据电势的定义式ψ= ε/q，从电势的物理意义上 分析判断;如：将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点，外 力克服电场力做功越多，则该点的电势越高； 方法三: 根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快 的方向. 方法四: 根据电势差判断，若UAB＞0，则ψA＞ψB
2.等势面
甲 等量异号点电荷的电场
乙 等量同号点电荷的电场
丁 孤立带电体的电场
丙 正点电荷的电场 图1-4-9电场线与等势面分布
三 . 电势能是电荷和电场所组成的 系统共有的。规定：无限远处的电势 能为零。
如何比较电荷电势能的大小呢？
如何比较电荷电势能的大小呢？ 方法一: 根据电场力做功的正负判断，若 电场力对移动电荷做正（负）功，则电 势能减少（增加）；
答案：C
公式
解析：（见下表）
适用范围 任何电场 公式说明 定义式：其中q是试验 电 荷 ， F 是它在电场中 受到的电场力。 Q 是场源电荷， E 表示跟 点电荷相距r处某点的 场强
F E q
Q Ek 2 r
真空中点电荷的 电场
U E q

匀强电场
其中d为在场强方向 （沿电场线方向）上的 距离
F=E〃q（任何电场）F=Kq1q2/r2(真
空中点电荷)
带电粒子在电场中运动 平衡 直线加速 偏转
电场中的导体 静电感应 静电平衡 电容器 电容：C=Q/U
电荷
电场
电荷
力的性质
电场强度 电场线
电场力做功引起电势能变化 W=Uq= -△ε 匀强电场U=E· d
能的性质
电势差U，电势φ
等势面
互相垂直 沿着电场线电势降落
【应考策略】
针对本专题的特点，应“抓住两条主 线、明确两类运动、运用两种方法”解决 有关问题．两条主线是指电场力的性质物 理量——电场强度和能的性质物理量 ——电势和电势能；两类运动是指类平抛 运动和匀速圆周运动；两种方法是指动力 学方法和功能关系．
知识梳理
1.电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消 灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体， 或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转 移过程中，电荷的代数和不变 2.库仑定律 Q1Q2 库仑定律—— F k r 2 ， k=9×109N· m/C2，称为静电引力恒量。
③匀强电场 E=U/d （2）根据电场线判断：电场线密集的地方场强大， 电场线稀疏的地方场强小。 （3）根据等势面判断： （等差）等势面密的地方场 强大，疏的地方场强小。
2、判断电场强度方向的几种方法：
方法一 : 根据规定，正电荷所受电场力 的方向即是该点的场强方向； 方法二 : 电场线上每一点的切线方向即 是该点的场强方向； 方法三:电势降低最快的方向就是场强 的方向。
就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象.
物理模型：带电粒子在电场中偏转
• 例7：如图所示是示波管的原理示意图，电子从灯丝发射出
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来经电压为U1的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O1射 出，沿中心线O1O2垂直射入MN间的偏转电场，偏转电场的 电压为U2，经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场，然后打 在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P2点。已知偏转电场极板 MN间的距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间 的距离为L′，电子的质量为m，电量为e，电子离开灯丝时 的初速度可忽略不计。 （1）求电子通过O1点的速度大小v1； （2）求电子通过P1点时偏离其通过O1点时运动方向的距离 大小； （3）若P2点与O1O2延长线间的距离称为偏转距离y，单位 偏转电压引起的偏转距离 （即y/U2）称为示波器的灵敏度。求该示波器的灵敏度。
式分析.
规律总结
四、带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子在电场中的加速
带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场,带电粒子将做 加(减)速 运动.有两种分析方法:
qE U (1)用动力学观点分析:α = ,E= ,v2-v02=2ad. m d
(2)用功能观点分析:粒子只受电场力作用,电场力做的功等于 物体动能的变化.
10个知识点， 4个Ⅱ类要求， 6个Ⅰ类要求
静电场研究内容
考试大纲
试卷结构（题型中难度相对大） 题型示例（共2个，一多选一计算）
要以能力测试为主导，考查学生对相关课程基础 知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识 分析、解决问题的能力。要重视理论联系实际， 关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展； 要重视对考生科学素养的考查。
1 2 1 2 qU mv mv 0 2 2
2.带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中,
不考虑重力时,则带电粒子在电场中将做类平抛运动,如图1
所示.
图1 (2)类平抛运动的一般处理方法:将粒子的运动分解为沿初速 度方向的匀速直线 运动和沿电场力方向初速度为零的匀加速 运动.
3.示波器 示波器是用来观察电信号随时间变化的情况,其核心部件是 示波管,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图2所示.
(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子枪射 出的电子沿直线传播,打在荧光屏中心 ,在那里产生一个亮斑.
(2)YY′上加的是待显示的信号电压 .XX′上是机器自身的锯齿 形电压,叫做 扫描电压 .若所加扫描电压和信号电压的周期相同,