电学恒电练习教案分析.doc

第九单元 电场 一、知识要点分析 本单元主要研究电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题．场强和电势是分别描述电场力的性质和能的性质的两个物理量．本单元知识点可分为：库仑定律，电场强度；电势能，电势，电势差，电场中的导体；电容器，电容，带电粒子在电场中的运动． （一）库仑定律、电场强度 1．电荷守恒定率：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的这一部分转移到另一部分．即系统与外界无电荷交换时，系统的电荷代数和守恒． 元电荷：它的电量等于质子或电子电量e=1．6×10-19C．物体所带电量为元电荷电量的整数倍． 2．库仑定律：F=Ｋ （条件：①真空，②点电荷,③ 静电力常量 K=9．0×109N·m2 /c2 ） 3．电场强度：是描述静电场力学性质的物理量．电荷间的相互作用是通过电场来实现的．电场强度是矢量，电场中某点的场强方向即正点电荷在该点的受力方向，电场强度的合成遵守平行四边形定则。 (1)三个公式： ①定义式：E=F/q．电场强度的大小、方向是由电场本身决定的，是客观存在，与是否放检验电荷、以及放入的检验电荷的正负、电量的多少均无关。该公式适用于任何电场． ②决定式：E=．适用于真空中点电荷的电场，Q为场源电荷，r 为研究点到场源的距离． ③关系式：E=U/d．适用于匀强电场．U为两点间电势差，d为这两点所在等势面间的距离，即沿场强方向的距离． （２）电场线：为了形象地描述电场的强弱和方向而引入的一系列曲线．其特点： ①电场线是有源线，不是闭合线，它起于正电荷（或无穷远），止于负电荷（或无穷远）． ②电场线上每一点的切线方向，就是该点的场强方向，也是正点电荷在该点所受电场力的方向． ③电场线密处场强大，电场线疏处场强小． ④任意两条电场线都不相交． （二）电势能、电势、电势差、电场中的导体 １．电势能：由电荷和电荷在电场中的相对位置所决定的能量叫电势能．它具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点． ２．电势：是描述电场的能的性质的物理量 （１）定义式：U=ε/q ．适用于任何电场．U与ε和q无关． （２）电势是标量，其高低也具有相对意义，高于零电势为正值，低于零电势为负值．只有选定零势位置后，电势才有确定的值．通常选大地为零电势，对于点电荷的电场，选无穷远处为零势．电场叠加时，其电势的合成遵守代数和运算法则． ３．电势差：即电场中两点间电势之差． （１）定义式：UAB=．适用于任何电场，UAB与WAB和q无关． （２）关系式UAB=EdAB．适用于匀强电场，dAB为A、B两点沿场强方向的距离． ４．等势面：电场中电势相等的点构成的面． （１）等势面与电场线垂直，沿电场线方向电势降低． （２）在同一等势面上移动电荷电场力不做功． （３）画等势面时，相邻两等势面间的电势差相等．在等势面密处场强大，蔬处场强小． ５．电场力做功 （l）电场力做功特点：电场力做功与电荷移动路经无关，仅与初末位置的电势差有关．WAB=εA－εB＝qU （2）电场力做功的过程是电荷电势能变化的过程，电场力做功电势能减少，克服电场力做功电势能增加．电势能变化的数值等于电场力做功的数值． ６．电场中的导体 （1）静电感应：把导体放在外电场中，导体内的自由电子由于受电场力作用而定向运动，使导体的两个端面出现等量的异种电荷的现象． （1）静电平衡：放在电场中的导体的感应电荷产生的电场强度和原场强在导体内部叠加为零时，自由电荷停止定向移动，导体处于静电平衡状态． （3）处于静电平衡状态的导体，具有下列特征： ①导体内部场强处处为零，电场线在导体内部中断． ②整个导体是等势体，导体表面是等势面． ③电场线与导体表面垂直． ④孤立导体净电荷分布在导体外表面． （三）．电容器和电容、带电粒子在电场中的运动 １．电容器和电容 （1）电容器：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器．它是容纳电荷的一种元件． （2）电容：是反映电容器容纳电荷本领的一个物理量． ①定义式：C＝（= ）C是电容器本身的性质，与Q和U无关、适用于任何电容器． ②决定式：C= ． 适合于平行板电容器，d为两板间的距离，s为正对面积． （3）对平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论要熟记两种情况： ①若两板保持与电源相连，则两极板间电压U不变． ②若充电后断开电源，则 带电量Q不变． ２．带电粒子在电场中的运动（电子、质子、离子不计重力，颗粒、液滴一般计重力） （1）．静止或匀速直线运动：合外力为零 （2）．带电粒子的加速：加速度a=＝； qU＝mv－m v （3）．带电粒子的偏转：v⊥E，（E为匀强电场场强）带电粒子做类平抛运动． （4）．匀速圆周运动：v⊥E ，qE＝，E为点电荷Q的场强，KQq／r＝ （5）．往复运动：通常从