新课标鲁科版31选修三导入《电场力可以做功吗》PPT课件1.docx
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新课标鲁科版31选修三导入《电场力可以做功吗》PPT课件1
静电场复习教案
★教学目标:
(一)知识与技能
加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。
(二)过程与方法
在熟练掌握上述概念的基础上,能够分析和解决一些物理问题。
(三)情感态度与价值观
通过复习,培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力,学习一定的研究问题的科学方
法。
★复习重点:
物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用
★教学方法:
复习提问,讲练结合,学案导学
★教具
投影片(或小黑板),学案
★教学过程
(一)复习回顾基础知识(投影复习提纲,可以印发提纲,要求学生课下预习完成)
1•电荷电荷守恒
(1)自然界中只存在两种电荷:
电荷和电荷。
电荷间的作用规律是:
同种
电荷相互,异种电荷相互。
电荷的多少叫。
(2)静电感应:
把电荷移近不带电的导体,可以使,这种现象
叫静电感应。
利用静电感应使物体带电叫起电。
(3)电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体到另一物体,或者从物体的
一部分到另一部分。
2•元电荷:
e=,所有带电体的电荷量或者或者。
3•库仑定律:
(1)定律的内容:
真空中两个之间相互作用的电力,跟它们的成正
比,跟它们的成反比,作用力的方向在。
(2)库仑力的大小F=。
(3)静电力恒量k=。
4•电场:
电荷的周围存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷,这种力
叫。
电荷间的相互作用是通过发生的。
5•电场强度
(1)定义:
放入电场中某点的,叫该点的电场强度,简称场强。
(2)定义式:
E=,其单位是。
(3)方向:
场强的方向与正电荷,与负电荷。
6.点电荷的场强:
E=。
如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就相互叠加形成的合电场。
这时某点的场强等于
各个电荷单独存在时在该点产生的场强,叫做电场的叠加。
7.电场线:
在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的一致,
这样的曲线叫电场线。
8.电场线的特点:
(1)电场线从电荷出发终止于电荷,不形成闭合曲线。
(2)电场线不、也不。
(3)电场线的疏密表示场强的。
9.匀强电场:
在电场的某一区域,如果场强的和都相同,这个区域的电场叫
匀强电场。
10.静电力做功的特点:
在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的有
关,与电荷无关,即电场力做功与重力做功有着相同的特点。
因此电荷在
电场中也具有势能,这种势能叫做。
11•电场力做功与电势能变化的关系:
电场力做时,电荷的电势能;电场
力做时,电荷的电势能。
电场力做功的多少等于。
写出
电荷从电场中的A点移到B点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式。
12.电势能:
电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到位置时所做得功。
通常把的电势能规定为零。
13.电势「:
电场中某一点,电荷的,叫做这一点的电势。
公式:
。
电场线指向电势的方向。
电势是个相对的量,某点的电势与的选取有关。
因此电势有正、负,表示该
点电势比零电势点高还是低。
通常把的电势规定为零。
14.电势差U:
电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,与的比值,
叫做AB两点间的电势差。
公式:
Uab=。
单位:
,符号。
15•电势与电势差的比较
(1)电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量,与无关.
(2)电势与电势差都是标量;数值都有正负;单位相同。
(3)Uab二:
A-「b,Uba二订-「A
(4)某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关。
16•等势面:
电场中的各点构成的面叫等势面。
17.等势面的特点:
(1)等势面一定与电场线,即跟场强的方向。
(2)电场线总是由电势的等势面指向电势的等势面。
(3)在同一等势面上移动电荷时静电力功。
18.匀强电场中电势差与电场强度的关系:
沿场强方向的两点间的电势差等于
即U=,上式可以改写成E=。
它表明:
在匀强电场中,场强在数值上等于。
19.电场强度的单位:
或。
20.电容器:
两个又的导体组成电容器。
21.电容器的充、放电:
使电容器叫充电。
充电的过程是将电场能电
容器中。
使叫放电。
放电的过程储存在电容器中的电场能转化为其他形
式的能。
电容器的带电量是指。
Q
22.电容:
电容器叫电容。
定义公式C。
注意C跟Q、U无
U
关,只取决于。
23.电容的物理意义:
是描述电容器的物理量,在数量上等于。
24.电容的单位符号。
1F=pF。
25.平行板电容器的电容:
跟成正比,跟成正比,跟成
反比用公式表示c二—lS。
4兀kd
26.常用电容器:
从构造上看分为和。
27.电容器的击穿电压和工作电压:
击穿电压是指电容器的电压,额定电压是
电容器工作电压。
28.带电粒子的加速
(1)运动状态分析:
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
运动方向在同一直线上,做运动。
(答案:
匀加(减)速直线)
(2)用功能观点分析:
粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功(电场可以是
电场或电场)。
若粒子的初速度为零,则:
v=;若粒子
的方法:
离开电场时的偏转角tanv=
(二)实例探究
得O点处的合场强为Eo二6^,方向由0指向C。
a
☆静电力做功、电势、电势能、电势差
【例2】如图所示,将一个电荷量为q=+3X1O-10c的
点电荷从电场中的A点移到B点的过程中,克服电场力做功6X10-9j。
已知A点的电势为;:
a=-4V,求B点的电势和
电荷在B点的电势能。
*"eC9
Ea
向右移动正电荷做负功,说
;:
b=16V。
解:
先由W=qU,得AB间的电压为20V,再由已知分析:
明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B点电势高。
因此
☆电场线、等势面
a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,
通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。
☆电容器
【例3】如图所示,虚线实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,下列说法中正确的是
解析:
电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,
都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化。
这里一定要分清
两种常见的变化:
(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)
叮S叮SU1
这种情况下带电量Q=CU=C,而C=—r,二丄
4kd
ddd
(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定,
所以,由上面的分析可知①选B,②选C。
【例5】计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。
电容的计算公式是
C=“•§,其中常量e=9.0x10-12fm-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距d
离。
当某一键被按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号。
已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm。
只要电容变化达0.25pF,电子线路就能发出相应的信号。
那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?
解:
先求得未按下时的电容Ci=0.75pF,再由云=生得兰=竺和C2=1.00pF,
C2diC2di
得△d=0.15mm。
☆带电粒子在电场中的运动
【例6】如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为
U。
。
电容器板长和板间距离均为L=10cm,下极板接地。
电容器右端到荧光屏的距离也是
(每个
L=10cm。
在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如左图。
电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:
(1)在t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处?
解:
(1)由图知
电子在电场中加速
12
mv0=qU0
2
电子在电场中加速
厂严L&)2
2mLv0
解得:
y=0.45L=4.5cm,打在屏上的点距O点13.5cm。
(2)电子的最大侧移为0.5L由②③两式可得偏转电压最大为Um=2.0U0,
所以荧光屏上电子的最大侧移为Y=(丄■L)tan-(LL)
22
(3)屏上的亮点由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复出现。
(三)针对练习
…,8
1•电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2X10-J,在B点的电势能为0.80X10-8J。
已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为1.0X10-9C,
那么()
A.该电荷为负电荷
B.该电荷为正电荷
C.A、B两点的电势差Uab=4.0V
D.把电荷从A移到B,电场力做功为W=4.0J
a、b两点的等势面电势分别为
2•某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过
40V和10V,则a、b连线的中点c处的电势应(
A.肯定等于25VB.大于25V
C.小于25VD.可能等于25V
3•如图所示,M、N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的
中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点,在A、B、C
点中()
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「的高低和
场强E的大小,下列说法中正确的(
A.'A>0B,EA>EB
B.;:
A>0B,EaVEb
C.-:
aV0B,Ea>Eb
D.
D.;:
A<0B,Ea 使两板间的距离增大,则( E的匀强电场中,当小球A已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,贝U 30°角, ) 7•质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为静止时,细线与竖直方向成小球所带的电量应为 A、B构成电容器,电容为C.电容器的A板接地, K与S位于同一水平线,从灯丝上可以不断地 &如图所示,一对竖直放置的平行金属板 且中间有一个小孔S.—个被加热的灯丝 发射出电子,电子经过电压U0加速后通过小孔S沿水平方向射入A、B两极板间.设电子的质量为m,电荷量为e,电子从灯丝发射时的初速度不计.如果到达B板的电子都被b板吸收,且单位时间内射入电容器的电子数为n随着电子的射入,两极板间的电势 差逐渐增加,最终使电子无法到达B板.求: (1)当B板吸收了N个电子时,A、B两 板间的电势差. (2)A、B两板间可达到的最大电势差.(3)从电子射入小孔S开始到A、 B两板间的电势差达到最大值所经历的时间 参考答案 1.A2.C3.C4.A5.B6.AC 7.D依题意做出带正电小球A的受力图,电场力最小时,电场力方向应与绝缘细线垂直, qE=mgsin30°,从而得出结论. NeUoC & (1) (2)Uo(3)—— Cne
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