高中物理 电场 专题课 讲义

电场专题

一、复习旧知

熟练应所学电场的性质，带电粒子在匀强电场中的运动问题。

理解电场线，电势、等势面，电场线与等势面之间的关系的一些性质容器的电容，掌握平行板电容器的电容的决定因素。

二、重难、考点

教学重点：带电粒子在匀强电场中的运动。 教学难点：带电粒子在匀强电场中的运动。

三、考点：带电粒子在匀强电场中的运动，示波管的分析。

1、带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动。

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量。2

2

1mv qU =(初速度为零)；2

022

121mv mv qU -=

此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)．

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)： ①沿初速度方向做速度为v 0的匀速直线运动． ②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．

如图所示，两板间电势差为U ，相距为d ，板长为L ．—正离子q 以平行于极板的速度v 0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角θ为多少? 电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F ＝Eq ＝Uq/d

由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md 水平方向做匀速运动，由L = v 0t 得t = L / v 0

由运动学公式2

21at s =可得： U d

mv qL L md Uq y 2

02202)v (21=⋅=

带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v ⊥d

mv

qUL

at 0=

= 离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：d

mv qUL

v v 2

00

Ítan =

=

θ 电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P 到右端Q 的距离为x ，则由几何关系得：x y /tan =θ

21/2/tan 2

02

02===∴d

mv qLU d mv U qL y

x θ

3．示波管的原理

(1)构造及功能如图所示 ①电子枪：发射并加速电子．

②偏转电极YY ，：使电子束竖直偏转(加信号电压)XX ，

：使电子束水平偏转(加扫描电压)． ③荧光屏． (2)工作原理如图

偏转电极XX ，

和YY ，不加电压，电子打到屏幕中心；若电压只加XX ，

，只有X 方向偏；若电压只加YY ，

，只有y 方向偏；若XX ，

加扫描电压，YY ，

加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象．

四、例题讲解

【例1】：已知如图，点电荷A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。若将A的电荷量增大到3Q A，重新平衡时AB间距离将是多大？

【对应练习1】：如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角。由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前，悬线对悬点P的拉力大小（）A．保持不变

B．先变小后变大

C．逐渐减小

D．逐渐增大

【例2】：处在如图所示的四种电场中P点的带电粒子，由静止释放后只受电场力作用，其加速度一定变大的是（）

【对应练习2】：如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子在电

m B g

F

L

d

P

A

θ

场中运动的轨迹如图中虚线所示．若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（ ）

A ．若粒子是从A 运动到

B ，则粒子带正电；若粒子是从B 运动到A ，则粒子带负电 B ．不论粒子是从A 运动到B ，还是从B 运动到A ，粒子必带负电

C ．若粒子是从B 运动到A ，则其加速度减小

D ．若粒子是从B 运动到A ，则其速度减小

【例3】：如图所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列，A 、B 、C 分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上，A 、C 两点的电势依次为φA =10V 和φC =2V ，则B 点的电势是（ ）

A 、一定等于6V

B 、一定低于6V

C 、一定高于6V

D 、无法确定

【对应练习3】：某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a 、b 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ，则a 、b 连线的中点c 处的电势应（ ）

A 、肯定等于25V

B 、大于25V

C 、小于25V

D 、可能等于25V

【例4】：如图a ，b ，c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a 到c ，a 、b 间的距离等于b 、c 间的距离。用φa 、φb 、φc 和E a 、E b 、E c 分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，可以断定（ ）

A 、φa >φb >φc

B 、E a >E b >E c

C 、φa －φb ＝φb －φc

D 、

E a ＝E b ＝E c

【对应练习4】：AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A 点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到B 点运动过程中的速度图象如图所示，比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小，下列说法中正确的是（ ）

+

A B C