高二物理 静电场复习教案Word格式.docx
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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。
=。
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。
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。
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=______________。
匀强,非匀强,qU=mv2,,qU=mv2-mv02,)
29.带电粒子的偏转(限于匀强电场)
带电粒子以速度v0垂直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=______________。
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
【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
【例2】如图所示,将一个电荷量为q=+3×
10-10C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6×
10-9J。
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。
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
【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,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
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
【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①保持K闭合;
②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MB.上移下极板N
C.左移上极板MD.把下极板N接地
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,其中常量ε=9.0×
10-12F∙m-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?
先求得未按下时的电容C1=0.75pF,再由得和C2=1.00pF,
得Δd=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?
(1)由图知t=0.06s时刻偏转电压为U=1.8U0①
电子在电场中加速
②
③
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
能打到的区间长为2Y=3L=30cm。
(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
1.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为1.2×
10-8J,在B点的电势能为0.80×
10-8J。
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1.0×
10-9C,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
2.某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a、b两点的等势面电势分别为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三
点中()
A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点
B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点
C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点
D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点
4.AB连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从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>φB,EA>EB
B.A>φB,EA<EB
C.A<φB,EA>EB
D.A<φB,EA<EB
5.如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,a表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则()
A.a变大,F变大B.a变大,F变小
C.a不变,F不变D.a不变,F变小
6.(xx年全国高考试题)如图所示,虚线a、b和c是某静电场
中的三个等势面,它们的电势分别为a、b和c,
a>b>c,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如
实线KLMN所示,由图可知()
A.粒子从K到L的过程中,静电力做负功
B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功
C.粒子从K到L的过程中,电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减小
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E的匀强电场中,当小球A静止时,细线与竖直方向成30°
角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为()
A.B.C.D.
8.如图所示,一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器,电容为C.电容器的A板接地,且中间有一个小孔S.一个被加热的灯丝K与S位于同一水平线,从灯丝上可以不断地发射出电子,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.
8.
(1)
(2)U0(3)
2019-2020年高二物理高压输电教学案文
【教学目标】
电磁感应定律的应用(A)
【教学内容】
一、预习作业
1、远距离输电时,减少输电线路电能损失的途径有两个,一是减小___________,二是减小___________。
2、输电线上的损耗功率P=___________=___________=___________=__________。
二、典型例题
【例1】远距离输电都采用高压输电,其优点是(D)
A.可增大输电电流B.可加快输电速度
C.可增大输电功率D.可减少输电线上的能量损失
【例2】远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电。
则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1∶I2等于(B)
A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶1
【例3】一台发电机的功率是40KW,用电阻为0.2Ω的导线输送到用户,
(1)若用220V的电压输电,输电线上损失的功率是多少?
(2)若用22KV的电压输电,输电线上损失的功率又是多少?
(3)比较
(1)、
(2)的结果可得到什么结论?
三、随堂练习
1、远距离输电要采用()(多选)
A.低压输电B.高压输电
C.强电流输电D.弱电流输电
2、远距离输电时,为了减少输电线上电能损失,应()
A.提高输送电压,增大输送电流B.提高输送电压,减小输送电流
C.减小输送电压,增大输送电流D.减小输送电压,减小输送电流
3、在电能的远距离输送中,为减小输电导线的功率损失,下列说法正确的是()
A、根据I=U/R,只要减小输送电压,就减小了输送电流,就减小了
B、根据U=IR,要减小输送电流I,只要减小输送电压U即可
C、根据I=U/R,增大输送电压U,输送电流I随之增大,也就增大
D、上述说法都不对
四、课堂总结
【巩固练习】
1、关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是()
A、由功率P=U2/R,应降低输电电压,增大导线电阻
B、由P=IU,应低电压小电流输电
C、由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流
D、上述说法均不对
2、在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损失的电功率(
)(多选)
A、随输电线电阻的增大而增大
B、和输送电压的平方成正比
C、和输电线上电压降落的平方成正比
D、和输电线中的电流强度的平方成正比
E、和输电电压的平方成反比
3、在远距离输电中,输电线电阻一定,输送电功率一定,如果将输电电压提高到原来的10倍,则输电线上消耗的功率减小到原来的()
A.10倍B.1/10倍C.100倍D.1/100倍
4、在电能输送的过程中,由焦耳定律知,减小输电的__________________是减小电能损失的有效方法;
在输送功率不变的情况下,只能通过提高输电____________________来实现。
5、从发电站发出的电能,先经过_____________________把电压升高,再用___________________输送到远处的用户附近,再经过___________________把电压降低,供用户使用。
6、一输电线电阻值是2欧,以3000伏输送电能,输出的电流是60安,线路上损失的功率是?
;
若采用6000伏输送同时功率的电能,则线路损耗的功率是多少?
7、远距离输送一定功率的交流电,若输电电压提高倍,则输电导线的电功率损失是原来的?
输电导线的电压损失是原来的?