2020高中物理 第2章 电场与示波器章末复习课学案 沪科版选修3-1

第2章电场与示波器

[巩固层·知识整合]

[体系构建]

[核心速填]

1．电场强度三个公式的比较

意义电场强度的定义式

真空中点电荷的电场强度

公式

匀强电场中电场强度与

电势差的关系式公式E＝

F

q

E＝k

Q

r2

E＝

U

d

适用范

围

任何电场真空中的点电荷匀强电场特点

q为检验电荷的电荷量，某

点的场强是确定的，与q、

F均无关

Q为场源电荷，某点的场强

由Q及该点到场源电荷的距

离r决定

U为两点之间的电势差，

d为两点沿电场强度方

向的距离

场强是矢量：规定正电荷受电场力的方向为该点场强的方向，场强的叠加遵循平行四边形定则．

2．电场线

(1)定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向．

(2)

3．电场力做功

(1)特点：电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关． (2)计算方法

①W ＝qEd ，适用于匀强电场． ②W AB ＝qU AB ，适用于任何电场． 4．电势能

(1)大小：等于将电荷从电场中某点移到零电势能位置时电场力做的功． (2)公式：E p ＝qφ.

(3)电场力做功与电势能变化的关系：W E ＝E p A －E p B ＝－ΔE p ，即电场力做的功等于电势能变化量的负值． 5．电势差

(1)定义：电场中两点间电势的差值叫作电势差． (2)定义式：U AB ＝φA －φB . (3)与电场力做功的关系：U AB ＝

W AB

q

. (4)影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取无关．

(5)匀强电场中电势差与场强的关系：U ＝Ed . 6．电势 (1)定义式：φM ＝

E p M

q

. (2)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)值表示该点电势比零电势高(低)． (3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同．

注意：电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与该点是否放有电荷和所放电荷的电荷量及其电势能均无关．

7．等势面

(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面． (2)等势面的特点

①在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功．

②电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面． ③任意两个等势面都不相交．

④等差等势面越密的地方，电场强度越大． 8．电容

(1)意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． (2)定义式：C ＝Q

U

，单位：1 F ＝106 μF＝1012

pF. (3)平行板电容器：C ＝εS

4πkd .

9．带电粒子在电场中的加速

(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做加(减)速直线运动．

(2)用功与能的观点分析：电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量，即qU ＝12mv 2－12mv 2

0.

10．带电粒子在电场中的偏转

(1)粒子偏转问题的分析方法类似于平抛运动．

图2­1

(2)沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t ＝l

v 0

.

(3)沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＝F m ＝qE m ＝qU md

. (4)离开电场时的偏移量y ＝12at 2＝qUl

2

2mdv 20.

(5)离开电场时的偏转角tan φ＝v y v 0＝

at v 0＝qUl

mdv 20

. [提升层·能力强化]

电场强度、电势、电势能大小的判断

1电势低的地方场强也不一定小．

2．电场强度和电势的大小判断一般借助于电场线．电场线的疏密程度反映电场强度的强弱，电场线在某点的切线方向表示该点的场强方向．沿着电场线的方向，电势逐渐降低．

3．电势能的变化可以根据电场力所做的功来判断．电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．

如图2­2所示，为处于静电场中某空腔导体周围的电场分布情况，实线表示电场线，虚线表示等

势面，A、B、C为电场中的三个点，O为空腔导体内的一点，下列说法正确的是( )

图2­2

A．B点的电势高于O点的电势

B．A点的电势低于B点的电势

C．A点的电场强度小于B点的电场强度

D．将正电荷从A点移到C点，电场力做正功

C[处于静电平衡时，整个空腔导体上各点的电势都相等，由于沿着电场线电势逐渐降低，同一等势面上各点的电势相等，所以A、C两点的电势相等，高于O点的电势，O点的电势高于B点的电势，即φA＝φC>φO>φB，故A、B错误；处于静电平衡状态时，空腔导体内部电场强度为零，O为空腔导体内的一点，则O点的场强为零．由电场线越密的地方电场强度越大，可知B点电场强度大于A点的，C正确；因为A、C两点的电势相等，所以将正电荷从A点移到C点，电场力不做功，D错误．]

1电场线方向从电势高的等势面指向电势低的等势面.

2沿等势面移动电荷时，电场力不做功.

[针对训练]

1．(多选)如图2­3所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点．下列说法正确的是( )

【导学号：69682124】

图2­3

A．M点电势一定高于N点电势

B．M点场强一定大于N点场强

C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功

AC[由于沿电场线的方向，电势逐渐降低，M点电势高于N点电势，故A正确；电场线密的地方，场强大，反之场强小，则N点场强大，故B错误；正电荷从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减少，故C正确；电子从M点移动到N点，电场力做负功，故D错误．]

2．(多选)x轴上O点右侧各点的电场方向与x轴方向一致，O点左侧各点的电场方向与x轴方向相反，若