高二物理 静电场复习教案.docx

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高二物理静电场复习教案

2019-2020年高二物理静电场复习教案

★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：

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：

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。

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=______________。

（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

【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。

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

【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

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

【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？

解：

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？

解：

（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

电子在电场中加速

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？