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1、静电场复习教案教学目标:1知识目标加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。2能力目标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。3物理方法教育目标通过复习,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
2、: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
3、: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
4、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_
5、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:= 。单位: ,符号 。电势差有正负:= -,一般常取绝对值,写成U。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)(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
6、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 。22电容:电容器 叫电容。定义公式。注意C跟Q、U无关,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 。1 F pF。25平行板电容器的电容:跟 成正比,跟 成正比,跟
7、成反比.用公式表示。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=_;若粒子的初速度不为零,则:_,v=_。(答案:匀强,非匀强,qU=mv2,qU=mv2-mv02,)29带电粒子的偏转(限于匀强电场)(1)运动状态分析:带电粒子以速度v0垂直
8、于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向_的电场力作用而做_运动。(垂直,匀变速曲线)(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于_的分析处理,即应用_的方法:沿初速度方向为_运动,运动时间t=_.沿电场力方向为_运动,加速度a=_.离开电场时的偏移量y=_离开电场时的偏转角tan=_。(答案:平抛运动,运动的合成和分解的知识,匀速直线,初速度为零的匀加速直 线,)(二)实例探究点电荷的场强、电场强度的叠加ABCOEBEAEC【例1】图中边长为a的正三角形ABC的三个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。解:每个点电荷在O点处的场强大小都是由图可得O
9、点处的合场强为,方向由O指向C 。静电力做功、电势、电势能、电势差+ABFv【例2】 如图所示,将一个电荷量为q = +310-10C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610-9J。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。解:先由W=qU,得AB间的电压为20V,再由已知分析:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B点电势高。因此B=16V。电荷在B点的电势能J电场线、等势面abcPQ【例3】 如图所示,虚线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,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹
10、,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是 A.三个等势面中,等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小解:先画出电场线,再根据速度、合力和轨迹的关系,可以判定:质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场线向左下方。答案仅有D电容器KMN【例4】 如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时,该微粒恰好能保持静止。在保持K闭合;充电后将K断开;两种情况下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板?A.上移上极板M B.上移下极板N C.左移上极板M D.把
11、下极板N接地K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),这种情况下带电量而(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定,这种情况下所以,由上面的分析可知选B,选C。A【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,其中常量=9.010-12Fm-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离。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
12、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C1=0.75pF,再由得和C2=1.00pF,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U0。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。(每个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?(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?(3)屏上的亮点如何移动?