电场综合

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第一章:温故知新
·电荷:
Ⅰ.电荷:电荷分为两种:正电荷和负电荷。
Ⅱ.摩擦起电:用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒带正电;而用毛皮摩擦橡胶棒的时候,橡胶棒带负电。
·带电物体,电荷之间的性质,验电器:
Ⅰ.带电物体的性质:带电物体可以吸引轻小物体(比如说毛发,纸屑)
Ⅱ.电荷之间的性质:异种电荷之间相互吸引,同种电荷之间相互排斥。
Ⅲ.验电器和使用:
验电器:用于检测物体是否带电的装置:
检验原理:同种电荷相互排斥
构成:
检验办法:
(1)用带电物体接触验电器小球
(2)观察验电器下面铝箔是否张开以及张开角度的大小
中和:用手按下验电器小球即可。
第二章:了解新知
·电荷守恒定律,元电荷,起电方式:
电荷守恒定律:对于一个孤立的系统来说,不管发生什么变化,在系统内所有的电荷的代数和永远保持不变。
元电荷:元电荷指的是单位电荷所带电的量,单位e=1.6*10^-19C (C for 库伦)
起电方式:摩擦起电,触碰起电,感应起电。
摩擦起电:用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒带正电;而用毛皮摩擦橡胶棒的时候,橡胶棒带负电。(实质:电荷由束缚电子能力弱的地方向束缚电子能力强的地方转移)
触碰起电:带电物体触碰不带电的绝缘体时,不带电物体带与带电物体相同的电荷。(实质:自由电子的转移)
感应起电:不带电物体靠近带电物体时,通过不带电的导体与这个物体接触,再移走带电物体的话,那个不带电物体带电性相反的相同数量的电荷。(实质:电子的转移)
·电场力;库伦定律:
电场力:电场力指的是电荷与电荷之间因为相互作用而产生的力。
库伦定律和电场力公式,性质:
库伦定律:两个电荷之间的相互作用力,等于两个电荷电荷量和静电力常量的乘积与距离的平方之比。电场力处于同一方向上,当两个电荷为异种电荷,则电荷力表现为相互间引力,当两个电荷为同种电荷,则电荷力表现为相互间的斥力。
公式表示:
·电场强度:
电场强度的定义:
电场强度表示电场的强弱和方向的一种矢量。
电场强度的公式和特殊表现形式(电场强度单位:N/C(牛/库伦)):
定义式:
点电荷电场:
匀强电场:
·电势,电势差,电势能:
电势差:电势差指的是单位电荷由于电势不同做功多少的量。
公式:
(其中EAB指AB之间的电势能E,电势差(电压)单位伏特(V))
电势:电势指单位电荷具有的电势能的多少。
公式(单位:伏特(V)):
电势一般的量度:零电势面一般选取的地方在大地或者无限远的地方
(注意:电势有高有低,有正有负。电势为负的时候,若电荷为正电荷时,具有的电势能为负,若电荷为负电荷时,具有的电势能为正,反之亦然;电势差有正有负,若电势差为负数,当电荷为正电荷,电子做负功(电势能增加),若电荷为负电荷,电子做正功(电势能减小),反之亦然。)
·电场线和等势面:
电场线:用电场线描述电场强度大小和方向的一种方法。
判断:当电场线较密的话,当地的电场强度较大,电场线中箭头所指方向为电场的所示方向。
(实质:模型化方法)
常见的电场线类型:
·等势面:
等势面指的是静电场中电势相等的各个点所构成的面。
等势面的性质:电荷沿着等势面运动的时候,电势能不变。
常见等势面及形象表示:
·电场强度与电势差的关系:
·带电粒子的运动问题,示波器结构和作用:
Ⅰ.带电粒子的运动学问题:
加速:由①得②(请同学们试着通过动能定理来解决这个问题):


偏转(类平抛运动的解决思想):
Ⅱ.示波器结构与作用
示波器的结构:
电子枪:加速,发射电子
偏转电极:使得电子在电场的作用下发生偏转(若向上偏转则必须使得UYY'<0,向左偏转则UXX'<0)
荧光屏:显示装置
·电容,电容器:
·电容的构成:由两块导体,中间填充相互绝缘的电介质组成。
·电路表示图:-| |-
·定义式:(单位:法拉(F))
·电容的原理:
电容器在充电的时候,一对金属板得到了等量的异种电荷。然后在放电的时候,那些异种电荷得到了中和。
(演示电路实验现象:接通带电源电路时(充电),电灯在亮之后亮度逐渐减小,直到熄灭(电容器充电完成),接通无电源电路时(放电时),电灯亮了,但是亮度逐渐减小,直到熄灭(电容器完成放电))
·影响电容的因素:距离,面积,电介质种类
·电容公式:(当电介质为真空时,εr=1)
第三章:突破疑点
通过电场线判断粒子运动的问题
(例题)如图所示,A、B、C、D表示的是四种不同电场线,一正电荷在电场中由P向Q做加速运动,其中所受电场力越来越大的是( ?)
A.B.C.D.
这题如何判断?
首先,这题说的是P向Q做加速运动,其中所受电场力越来越大,由此我们必须要知道,从F=QE可知,当E越大的时候,F越大。也就是说要找电场线变密的图:
A是匀强电场,B和C的图体现了电场线变疏,电场强度变小,而C符合选项,所以选C。
答案:C
判断电子运动问题的方法:
路径→转换为带电场线方向的路径→解题
·如果说路径为穿过多条电场线的,建议先把路径分解,然后解题
·然后,如果说运动方向与电场线方向相同的,正电荷加速,负电荷减速,相反的,正电荷减速,负电荷加速
·然后,如果说电场线沿着越来越密的就加速度越来越大,反之亦然。
跟踪训练:
如图所示是电场中某区域的电场线分布,a、b是电场中的两点,则( ? )
A.电荷在a点受到电场力方向必定与场强方向一致
B.同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小
C.正电荷在a点由静止释放,在电场力作用下运动的轨迹与电场线一致
D.a点的电场强度较大
答案:D
第四章:点击难点(电场与力学的综合问题)
例题:如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在400N/C、水平向左的匀强电场.一个质量m=0.10 kg、带电荷量q=5.0×10-5C的滑块(可视为质点),从轨道上与挡板相距X1=0.20 m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动.当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距X2=0.10 m的Q点,滑块第一次速度减为零.若滑块在运动过程中,电荷量始终保持不变,求:
(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小; (2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功; (3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能.
解:
(1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a 此过程滑块所受合外力F=qE=2.0×10-2 N 根据牛顿第二定律F=ma,解得a=0.20m/s2. (2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功W1=qEx1=4.0×10-3 J. (3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功,即ΔE=qE(x1-x2)=2.0×10-3 J. 点评:本题运用功能关系求解分析滑块与挡板碰撞所损失的机械能,也可以根据动能定理分过程求解.
跟踪训练:如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,已知P点与圆形轨道最低点 B距离s=2.5m.带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最高点C时,速度的大小?
(2)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离?
(3)带电体在轨道上运动对轨道能产生的最大压力大小?

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