高中物理3-1内容学案

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1、高二学案1专题一专题一 电场电场知识构建知识构建电荷和电荷守恒定律电场电场力的性质场强 量 电场线匀强电场 真空中点电荷的电场 电场能的性质电势： 量 等势面电势差： 电场力（任何电场） (真空中点电荷)电势能： AB= 电场力的功 做功与 无关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： 应 用第 1 讲 电场力的性质 一、一、库仑定律的理解与计算库仑定律的理解与计算 真空中 公式 ： 其中 k 为静电力常量， k= Nm2/c21.1.使用条件：使用条件： （1）库仑定律只适用于 电荷，但在要求不很精确的情况下，点电荷在空气 中的相互作用也可以应用

2、库仑定律. （2）当带电体间的距离 它们本身的尺寸时，可把带电体看作点电荷.但不能根 据公式错误地推论：当r0 时，F.其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看 作点电荷了. （3）对于两个 带电绝缘球体，可将其视为电荷集于球心的点电荷，r为两球心之 间的距离. （4）对两个带电金属球，要考虑 . 2.2.库仑力具有力的共性：库仑力具有力的共性： （1）两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律 相等、 相反 （不能认为电量不等的两个点电荷相互作用时，所受的库仑力不等）. （2）库仑力可使带电体产生加速度.例如：原子的核外电子由库仑力提供向心力而围绕原 子核做圆周运动. （3）库仑力可和其他力

3、平衡. （4）库仑力遵循矢量合成.如果是多个点电荷对另一个点电荷的作用，可分别对每个点电 荷间使用 ，然后把该电荷所受各库仑力进行矢量合成. 3.3.库仑力参与的力学平衡问题库仑力参与的力学平衡问题高二学案2（1）库仑力参与的力学平衡，仅仅是多了一个库仑力，分析方法仍然是对研究对象应用平 衡条件合力 F=0 解决. 【例题 1】如图 1-1 所示，质量分别为 m1和 m2带有同种电荷的小球用细绳悬挂在同一位置， m1和 m2处在同一水平面上处于平衡状态，试分析悬线与竖直方向的偏角的关系？【例题 2】 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是 m 的相同小球，彼此间的距离都是 l，A、B 电荷

4、量都是+q。给 C 一个外力 F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C 球 的带电性和电荷量；外力 F 的大小。（2）同一直线上的两个固定点电荷 q1和 q2，引入第三个点电荷 q 使其平衡的问题分析. 位置：取 q 为研究对象，由平衡条件可以得出结论， “同种电荷放 ，异种电荷放 ，专往 的靠”. 电性：符号对称， “+、 、+， 、 、”. 电量：必须取前两个点电荷 q1或 q2为研究对象，求出引入的第三个点电荷 q 的电量. 还有另一种结论：“两大夹小”是说三个电荷，外面两个的电荷量必须大于中间的一 个；“两同夹异”是说外面的两个电荷的电性必须相同，并且中间的一个电性与外面的两 个

5、相异. 利用这一结论可以迅速、准确地确定三个自由电荷的相对位置及电荷的电性，然后根 据库仑定律列出电荷的受力平衡方程，问题就迎刃而解了. 【例题 3】 在真空中同一条直线上的 A、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它 在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只 在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是 正电荷还是负电荷？电荷量是多大？F2 m1m2m1gm2gF1T1T2图 1-1+4Q-Q高二学案3【例题 4】.半径相同的两个金属球 A、B（可以看作点电荷）带有相等的电荷量，相隔一定 距离，两球之间相互吸引力的大小是

6、 F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与 A、B 两球接触后移开，这时 A、B 两球之间的相互作用力的大小是（ ）AF/8 B、F/4 C、3F/8 D、3F/4 二、电场强度二、电场强度 E 定义：放入电场中 叫做该点的电场强度。 数学表达式： ，单位： 电场强度 E 是 量，规定 的方向即为该点的电场 强度的方向 场强的三个表达式定义式决定式关系式表达式qFE/rkQE dUE 选用 范围说明电场强度是描述电场力的性质的物理量。电场 E 与 F、q 无关，取决于 电场本身。 当空间某点的电场是由几个点电荷共同激发的，则该点的电场强度等于 每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强

7、的矢量和。 比较电场中两点的电场强度的大小的方法： 由于场强是 量。比较电场强度的大小应比较其绝对值的大小，绝对值大的场强就 大，绝对值小的场强就小。 在同一电场分布图上，观察电场线 ，电场线分布 ，场强较大；电 场较大；电场线分布 ，场强较小。 形成电场的电荷为点电荷时，由点电荷场强公式 可知，电场中距这个点电荷 Q 较近的点的场强比距这个点电荷 Q 较远的点的场强 。 匀强电场场强 等势面密集处 ，等势面稀疏处 【例题 5】 边长为 a 的正三角形 ABC 的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该 三角形中心 O 点处的场强大小和方向。【例题 6】 如图，在 x 轴上的 x =

8、-1 和 x =1 两点分别固定电荷 量为- 4Q 和+9Q 的点电荷。求：x 轴上合场强为零的点的坐标。 并求在 x = -3 点处的合场强方向。-5 -3 -1 1-4Q +9Q高二学案4匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场 点电荷与带电平板+孤立点电荷周围的电场三、电场线三、电场线要牢记以下 6 种常见的电场的电场线注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系：电场线的方向为该点的 方向，电场线的疏密表示 的大小。电场线互不相交。【例题 7】 如图所示，在等量异种点电荷的电场中，将一个正的 试探电荷由 A 点沿直线移到 O 点，再沿直线由 O 点移到 c 点。在 该过程中，检验电

9、荷所受的电场力大小和方向如何改变？其电势能 又如何改变？【例题 8】 、如图所示，在 a 点由静止释放一个质量为 m,电荷量为 q 的带电 粒子，粒子到达 b 点时速度恰好为零，设 ab 所在的电场线竖直向下，a、b 间的高度差为 h，则（ ） A带电粒子带负电； Ba、b 两点间的电势差 Uab=mgh/q; Cb 点场强大于 a 点场强； Da 点场强大于 b 点场强.针对训练：针对训练：1、 （2010 全国卷 2）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为410V/m.已知一半径为 1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为 10m/2s,水的密度为310kg/3m。这雨滴携+a Oc

10、ab高二学案5带的电荷量的最小值约为A2910C B. 4910C C. 6910C D. 8910C2、 （2010 广东卷）图 8 是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确 的是 （ ） A.a 点的电势高于 b 点的电势 B.该点电荷带负电 C.a 点和 b 点电场强度的方向相同 D.a 点的电场强度大于 b 点的电场强度 3、 （2010 山东卷）某电场的电场线分布如图所示，以下说法 正确的是Ac点场强大于b点场强Ba点电势高于b点电势 C若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动b点D若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小 4、 （09 年北京

11、卷）16某静电场的电场线分布如图所 示，图中 P、Q 两点的电场强度的大小分别为 EP和 EQ， 电势分别为 UP和 UQ，则 AEPEQ，UPUQ BEPEQ，UPUQ CEPEQ，UPUQ DEPEQ，UPUQ 答案：A 5、 （09 年北京卷）图示为一个内、外半径分别为 R1和 R2的圆环状均匀带电平面，其单位 面积带电量为。取环面中心 O 为原点，以垂直于环面的轴线为 x 轴。设轴上任意点 P 到 O 点的的距离为 x，P 点电场强度的大小为 E。下面给出 E 的四个表达式（式中 k 为静电力 常量） ，其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强 E，但是你可以通过一定的物 理分析

12、，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E 的合理表达式应为A122222 122()RREkx xRxR B 2222 12112()Ekx xRxR C122222 122()RREkx xRxR D 2222 12112()Ekx xRxR 6、 （09 年上海物理）两带电量分别为 q 和q 的点电荷放在 x 轴上，相距为 L，能正确反 映两电荷连线上场强大小 E 与 x 关系的是图高二学案67、 （09 年浙江卷） 16如图所示，在光滑绝 缘水平面上放置 3 个电荷量均为q0q的相同小球，小球之间用劲度系数均为0k的轻质弹簧绝缘连接。当 3 个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为0

13、l 已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为A2 0225 lkkql B2 02lkkql C2 0245 lkkql D2 0225 lkkql 8、 （09 年浙江卷）如图所示，相距为 d 的平行金属板 A、B 竖直放置，在两板之间水平放 置一绝缘平板。有一质量 m、电荷量 q（q0）的小物块在与金属板 A 相距 l 处静止。若某 一时刻在金属板 A、B 间加一电压，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变 为 q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为 ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则 （1）小物块与金属板 A 碰撞前瞬间的速度大小是多少？ （2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？高二学案7第 2 讲 电场能的性质 一、电场力做功的计算方法一、电场力做功的计算方法 静电力做功与 无关，只与 有关.常用计算方法有以下几种： 1 使用于匀强电场，其中d可理解为沿场强方向上的位移. 2.利用静电力做功与电势差的关系求解： ，适用于任何电场，使用时要注意 WAB、q、UAB各量正负号含义. 3.用“静电力做功与电势能变化的关系”求解，即 . 4.用动能定理计算，即