电场学考复习课件.pptx

1、一.使物体带电的方法：1、摩擦起电2、感应起电概念：概念：电荷的多少叫电荷量电荷的多少叫电荷量符号：符号：Q（q）单位：单位：库仑（库仑（C）正电荷的电荷量为正值，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。负电荷的电荷量为负值。几个基本概念几个基本概念电荷量电荷量电荷量概念：概念：电子所带的电荷量电子所带的电荷量符号：符号：e数值：数值：e=1.61019C注意：所有带电体的电荷量或者等于注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于，或者等于e的整数倍。的整数倍。电荷量是不能连续电荷量是不能连续变化的物理量。变化的物理量。最早由美国物理学家最早由美国物理学家密立根密立根测得。测得。几个基本概

2、念几个基本概念元电荷元电荷元电荷概念：带电体的电荷量q与质量m之比公式：q/m单位：C/kg电子比荷：e/me=1.76 1011C/kg几个基本概念几个基本概念比荷比荷比荷 真空中两个静止中两个静止点电荷点电荷之间相互作用力，与它们之间相互作用力，与它们的的电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比；方成反比；作用力的方向在它们的连线上。作用力的方向在它们的连线上。221rQQkF 静电力或库仑力静电力或库仑力例例3如图如图 所示，所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两

3、个小离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A速度变大，加速度变大速度变大，加速度变大 B速度变小，加速度变小速度变小，加速度变小C速度变大，加速度变小速度变大，加速度变小 D速度变小，加速度变大速度变小，加速度变大练练4 4、如图：已知如图：已知A、B两相同的小球质量为两相同的小球质量为m，带有相同的电量，绝缘细绳长为带有相同的电量，绝缘细绳长为l，他们张开，他们张开的夹角为的夹角为。求两带电小球所带电量。求两带电小球所带电量Q的大小。的大小。1 1、若、若A球电量增至球电量增至2Q，哪个夹，哪个夹角大

4、？为什么？角大？为什么？2 2、若、若A球质量增至球质量增至2m，哪个，哪个夹角大？为什么？夹角大？为什么？思考：思考：例例5.（2012上海卷）上海卷）A、B、C三点在同一直线上，三点在同一直线上，AB:BC1:2，B点位于点位于A、C之间，在之间，在B处固定一电荷处固定一电荷量为量为Q的点电荷。当在的点电荷。当在A处放一电荷量为处放一电荷量为q的点电荷的点电荷时，它所受到的电场力为时，它所受到的电场力为F；移去；移去A处电荷，在处电荷，在C处放处放一电荷量为一电荷量为2q的点电荷，其所受电场力为（的点电荷，其所受电场力为（）（A）F/2 （B）F/2（C）F（D）F9 9二、电场强度1.1

5、.电场强度电场强度 （1 1）定义：放入电场中某一点的电荷受）定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电电场强度场强度，简称，简称场强场强。（2 2）定义式：）定义式：qFE（3 3）单位：牛）单位：牛/库（库（N/CN/C）1010人为规定：人为规定：正电荷正电荷在电场中某在电场中某点受到的电场点受到的电场力的方向即该点的场强方向力的方向即该点的场强方向，负电荷所受电，负电荷所受电场力的方向与该点场强方向相反场力的方向与该点场强方向相反.(4)(4)电场强度是电场强度是矢量矢量FQP PqE EEQP P-q qF F1111人为规定

6、：人为规定：正电荷正电荷在电场中某点受到的电场在电场中某点受到的电场力的方向即该点的场强方向，负电荷所受电力的方向即该点的场强方向，负电荷所受电场力的方向与该点场强方向相反场力的方向与该点场强方向相反.(4)(4)电场强度是电场强度是矢量矢量EQP P-q qF F1212 电场强度是反映电场本身的性质（电电场强度是反映电场本身的性质（电场强弱和方向）的物理量。场强弱和方向）的物理量。（1 1）E E=F F/q q 为定义式，适用于为定义式，适用于一切一切电场。电场。（2 2）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身）某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身（即（即场源电荷量场源电荷量与与位

7、置位置），与检验电荷的），与检验电荷的正负正负、电电量的大小、有无量的大小、有无及受到的及受到的电场力电场力均无关均无关。（3 3）电场力）电场力:F=EqF=Eq如何理解电场强度？如何理解电场强度？13二、电场强度1 1、电场强度、电场强度 2 2、真空中点电荷的场强、真空中点电荷的场强 决定式：决定式：2rQkE Q：场源电荷：场源电荷r：电场中点到：电场中点到Q的距离的距离适用条件适用条件:真空中真空中 点电荷点电荷方向：方向：正正点电荷电场线方向点电荷电场线方向背离背离电荷；电荷；负负点电荷电场线方向点电荷电场线方向指向指向电荷电荷14适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义FEq2QEk

8、r一切电场一切电场点电荷点电荷q q是检验电荷是检验电荷,E,E与与q q无关无关Q Q是场源电荷是场源电荷,E,E与与Q Q有关有关,成正比成正比FEq2QEkr与与有何区别有何区别？151 1、电场强度是、电场强度是矢量矢量，遵循，遵循平行四边形法则平行四边形法则 三、电场强度的叠加2 2、一个半径为、一个半径为R R的的均匀均匀带电球体（或球壳）在外部带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。电荷产生的电场相同。QrPrQP2QEkr16例：真空例：真空中两个正点电荷中两个正点电荷A A、B B所带

9、电量皆为所带电量皆为Q Q，且，且相距为相距为r r,则距离则距离A A为为r r/3/3处的处的P P点的电场强度为多少？点的电场强度为多少？答案：答案：P P点场强为点场强为2727kQkQ/4/4r r2 2.PA+QB+Q17 静电力静电力做功与电荷运动路径无做功与电荷运动路径无关关,只与电荷的始末位置有关只与电荷的始末位置有关.一、静电力做功特点一、静电力做功特点重力场中重力场中电场力做功与电势能电场力做功与电势能1212GppWEEE电场中电场中ABABpApBWEE 无论正电荷和负电荷无论正电荷和负电荷 电场力做电场力做正功正功，电荷的电势能，电荷的电势能减少减少；电场力做电场力

10、做负功负功，电荷的电势能，电荷的电势能增加增加。电场中电场中电荷在电场中某点具有的电势能，等于将它电荷在电场中某点具有的电势能，等于将它从这点移到参考点电场力所做的功。从这点移到参考点电场力所做的功。电势能是电势能是标量标量，有正有负有正有负，正负表示大小。，正负表示大小。(负电势能表示比零电势能小负电势能表示比零电势能小)电荷电场中在某一点的电势能与电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值qEP1 V=1 J/C1 V=1 J/C1.1.定义定义:2.2.公式公式:3.3.单位单位:伏特伏特(V)(V)(计算时要计算时要代入正负号代入正负号)4.4.标量标量 (有正负有正

11、负)5.5.电势具有电势具有相对性相对性：确定电势：确定电势,应先规定电应先规定电场中某处的电势为零场中某处的电势为零.(.(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)三、电势三、电势21211 1、定义：电场中、定义：电场中电势相同电势相同的各点构成的面的各点构成的面.类比地理等高线类比地理等高线2 2、几种常见电场的、几种常见电场的(等差等差)等势面分布等势面分布四、等势面四、等势面222220v20v10v10v0 01 1）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电）在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功场力不做功.2 2）电场线

12、（或）电场线（或E E）等势面，且由电势较高的等势面，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面等势面指向电势较低的等势面 4 4）等势面密处电场线密、场强大，等势面疏处）等势面密处电场线密、场强大，等势面疏处电场线疏、场强小电场线疏、场强小.3 3）不同等势面在空间不相交）不同等势面在空间不相交.3 3、等势面的特点：等势面的特点：5 5）沿电场线方向电势降低最快）沿电场线方向电势降低最快6 6）匀强电场中沿任意直线电势均匀变化。）匀强电场中沿任意直线电势均匀变化。1 1、电势差：、电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电场中两点间电势的差值，也叫电压。电压。BAABUABBAUABABUU或者

13、表示成或者表示成显然显然2.2.静电力做功与电势差的关系静电力做功与电势差的关系qEPPBPAABEEWBAABqWq)(BAABqWABABqUW3 3、电场中、电场中A A、B B两点的电势是两点的电势是 ，把电荷把电荷 由由A A点移到点移到B B点，电场力做了多功？点，电场力做了多功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？Cq8105.1VA800VB200ABABqUWJ5105.1)(BAqJ)200(800105.18J5105.1电势能增加了一一.电容器的构造：电容器的构造：1.在在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物两个相距很近

14、的平行金属板中间夹上一层绝缘物质质电介质。电介质。2.最简单的电容器：平行板电容器最简单的电容器：平行板电容器极板（导体）极板（导体）电介质（绝缘材料）电介质（绝缘材料）电路图中的符号：电路图中的符号：1、定义：、定义：电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间与电容器两极板间的电势差的电势差U的比值的比值 2、定义式：、定义式：，或者，或者UQCUQC 3、物理意义：、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量 4、单位：、单位：在国际单位制中单位是法拉（在国际单位制中单位是法拉（F）1F=1C/V 常用单位：常用单位：微法（微法（F);皮法（皮

15、法（pF)1F=10-6F 1F=10-12FQ Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值例例1 1对于给定的电容器，在描述电容量对于给定的电容器，在描述电容量C C、带电量、带电量Q Q、两、两板间电势差板间电势差U U的相互关系中，下列图的相互关系中，下列图1 11616中正确的中正确的 是：是：()()ACE2 2、某一电容器，当所带电量为某一电容器，当所带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的，两极板间的电势差为电势差为20v20v，求：，求：1 1）电容器的电容）电容器的电容.2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少）当所带电量减半时，电容器的电容为多少?3 3

16、）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？解解:1):1)FVCUQC76102201042)2)仍是仍是2 21010-7-7 F.F.3)3)仍是仍是2 21010-7-7 F.F.计算公式:kdSC4k-k-静电力常量静电力常量-介电常数介电常数S-S-正对面积正对面积d-d-距离距离物理意义物理意义:平行板电容器的电容由电容器本身结构平行板电容器的电容由电容器本身结构(S(S、d d、)决定决定,与与Q Q、U U无关无关.1.1.电容量电容量 C C2.2.击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，过某

17、一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。3.3.电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电压.额定电压应低于击穿电压额定电压应低于击穿电压练练1 1、在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的A A、B B两极板带有等量异种电荷，两极板带有等量异种电荷，A A板与静电计连接，如图所板与静电计连接，如图所示。实验中可能观察到的现象是（示。实验中可能观察到的现象是（）A A、增大、增大A A、B B板间的距离，静电计指针张角变小板间的距离，静电

18、计指针张角变小B B、减小、减小A A、B B板间的距离，静电计指针张角变小板间的距离，静电计指针张角变小C C、把、把B B板向上平移，减小板向上平移，减小A A、B B板的正对面积，静电计指板的正对面积，静电计指 针张角变小针张角变小D D、在、在A A、B B板间放入一介质板，静电计指针张角变小板间放入一介质板，静电计指针张角变小 BDBD练练1 1、在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的A A、B B两极板带有等量异种电荷，两极板带有等量异种电荷，A A板与静电计连接，如图所板与静电计连接，如图所示。实验中可能观察到的现象是（示。实验中可能观察

19、到的现象是（）A A、增大、增大A A、B B板间的距离，静电计指针张角变小板间的距离，静电计指针张角变小B B、减小、减小A A、B B板间的距离，静电计指针张角变小板间的距离，静电计指针张角变小C C、把、把B B板向上平移，减小板向上平移，减小A A、B B板的正对面积，静电计指板的正对面积，静电计指 针张角变小针张角变小D D、在、在A A、B B板间放入一介质板，静电计指针张角变小板间放入一介质板，静电计指针张角变小 BDBDv0qm 仅在电场力作用下，初速度与电场共线仅在电场力作用下，初速度与电场共线:qU=mv2 mv022121mqUv/220v =若若 v0=0 则则qU=m

20、v221mqU/2v =演示vud如图所示，如图所示，MM、N N是在真空中竖直放置的两是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为块平行金属板，质量为mm、电量为、电量为+q+q的质子，以的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当极小的初速度由小孔进入电场，当MM、N N间电压间电压为为U U时，粒子到达时，粒子到达N N板的速度为板的速度为v，如果要使这个，如果要使这个带电粒子到达带电粒子到达N N板的速度为板的速度为2 2v ，则下述方法能满，则下述方法能满足要求的是（足要求的是（）A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 DD、使、使MM、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 MMN NU Ud d+mqUv2v与与电压平方电压平方根根成正比成正比Bydl例例如右图所示，设带电粒子的带电量为q，质量为m,平行板长为l，两板的距离为d，电场强度为E，带电粒子的初速度为v0，不计重力，求：带电粒子在电场中运动的时间t=带电粒子运动的加速度a粒子在射出电场时竖直方向的偏转距离y粒子在射出电场时竖直方向的分速度vy粒子在射出电场时的速度大小v