上海高中物理选修

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'上海高中物理选修'
真空中的库仑定律: 2 F=kQ1Q2/r 基本性质: 电场对放入其中的电荷 有力的作用 电场 电 定义式: E=F/q 场 力的性质 点电荷电场:E=kQ/r2 强 度 匀强电场: E=U/d电 电场叠加场 形象描绘:电场线—电场线特点 基本性质: 对放入其中的电荷 电场 有力的作用 能的性质 定义式: U=WAB/q 电势、电势差 电容器 匀强电场:U=Ed 如何区别基本电荷、点电荷、检验电荷这三类电荷?哪些类电荷属理想模型? 基本电荷是指所带的电量e=1.60×10-19C的电荷。 点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。 检验电荷是指电量很小的点电荷,当它放入电场后不会影响该电场的性质。 点电荷和检验电荷属理想模型。 借助于检验电荷,从力和能两个 角度研究电场,得出了那些结果? 对电场研究得到了表征电场性质的两个物理量:电场强度和电势;。 对处在电场中的电荷研究得到了描述电荷性质的两个物理量:电场力和电势能。 一、从力的角度研究电场,发现电场强度是电场本身的一种特性,与检验电荷存在与否无关。E是矢量。 要区别公式: 1、E=F/q(定义式) 注意:E与q无关,不能认为E与____________, E= F____(对比R=,C=) 2、电场的两种特例: E=kQ/r2(点电荷电场); 匀强电场:E=U/d 注意:E的矢量性,求合场强时用平行四边形法则, Q只代表绝对值。 二、 从能的角度研究电场,发现电势也是电场本身的一种特性,与检验电荷存在与否无关。ψ是标量。 通常规定:无限远处的电势为零。电势的正负和大小是相对的,电势差的值是绝对的。例:在+Q(-Q)的电场中,ψ>0(<0)。 电场强度与电势的区别 电场强度E 电势 U 1 描述电场的力的性质 描述电场的能的性质 电场中某点的场强等于放 电场中某点电势等于该点 2 在该点的正电荷所受的电 跟选定的标准位置(零电定义 场力F跟正电荷电量q的比 势)间的电势差,U=W/q 值。E=F/q.E在数值上等于 U在数值上等于单位正电 单位正电荷所受的电场力 荷所具有的电势能 3 矢量 标量 4 单位:N/c, V/m V(1V=1J/C) 联系:在匀强电场中UAB=Ed5 电势沿电场强度的方向降落 三.电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。 规定:无限远处的电势能为零。 如何比较电荷电势能的大小呢?方法一: 根据电场力做功的正负判断,若电场力对移动电荷做正(负)功,则电势能减少(增加);方法二: 将q、U带符号代入ε=qU计算,若ε>0,则电势能增加。如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢?判断电场强度大小的几种方法:方法一: 由定义式E=F/q决定;方法二: 在点电荷电场中,E=kQ/r2;方法三: 电力线密(疏)处强大(小);方法四: 在匀强电场中,场强处处相等; 。判断电场强度方向的几种方法:方法一:根据规定,正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向;方法二:电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向;方法三:电场线降低最快的方向就是场强的方向。 [例题1]如图1所示,A、B两点分别固定正、负电荷QA和Q,且QA﹥Q,把电荷q引入,则下列判断正确的是: ? QA Q ( 图一 )a bF1 F4 F2 c F3 不要忘了Qa<Qba b F1 F4 F2 c F3 如何比较电场中任两点电势的高低呢?方法一: 根据电场线方向判断,顺着电场线方向,电势越来越低;方法二: 根据电势的定义式ψ= W/q,从电势的物理意义上分析判断;如:将+q从无穷远处移至+Q电场中的某点,外力克服电场力做功越多,则该点的电势越高;方法三: 根据场强方向判断,场强方向即为电势降低最快的方向.方法四: 根据电势差判断,若UAB>0,则ψA>ψB方法五: 将q、W带符号代入ψ=W/q计算,若ψ>0,则电势变高。[题3]是非题(并简要说明理由。)(A)在电场中,电场强度越大的地方电势越高。(B)若某区域内各点的电场强度均相等,则此区域内各点的电势一定相等。(C)原静止的点电荷在只受电场力时,一定从电势高处向电势低处运动。 (D)两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。[例题4]将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点,电场力做功为8.0×10-9焦。若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点,电场力做功为-9×10-9焦,则正确的结果是:(A)UM<UN<U0 (B)UN>UM>U0(C)UN<UM<U0 (D)UM>UN>U0 如何比较电荷电势能的大小呢?方法一: 根据电场力做功的正负判断,若电场力对移动电荷做正(负)功,则电势能减少(增加);方法二: 将q、U带符号代入ε=qU计算,若ε>0,则电势能增加。[题5]是非题(并简要说明理由。)(A)电荷沿电场线方向移动时,其电势能一定减小。(B)检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时,它在该点具有的电势能也一定大。 (C)把两个异号电荷靠近时,电荷电势能增大。 (D)若电场中A、B两点间的电势差为零,则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。 (E)将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 (F)电荷在电场中移动时,若电场力对电荷做正功,电荷的电势能一定减小,而电荷的动能不一定减小。 如图所示A、B是正点电荷形成的电场中的一条电场线 上的两点,以下说法正确的是(A C ) A .A点场强大于B点的场强 B 负电荷在 B点受到的电场力比在A点的大 C 正电荷从B点到A点的电势能一定增加 D 负电荷从A点到B点的电势能一定减少 A B电子的电量为e,质量为m,以速·度V从A·点沿电场线方向射进场强为E的匀强电场中,如图所示,若它到达B时速度为零,则A、B两点的电势差 U = m V 2 / 2 e 。 E ·B ·A  B  Q 把你的解题思路 展示给大家 A 四、本单元重要的科学研究方法:(1)用比值定义物理量 (2)类比 (3)运用形象思维 (4)寻求守恒规律 (5)实验检测本单元中用比值定义的物理量有:电场强度E=F/q电势差UAB=WAB/q以往学习过的有:物 质 的 密 度 ρ = m / V 、 比 热 容 C=△Q/m?△T、导体的电阻R=U/I等。1. 电场与重力场2. 电场强度(E=F/q)与重力场强度 (即重力加速度g=G/m)3. 电场力做功与重力做功的特点 (与路径无关)4. 电势能与重力势能 用假想的电场线描述电场的性质(电场强弱、电势高低)1.本单元新增了电荷守恒定律。2.由电势能的参与而丰富了能量 转化和守恒定律的内涵。? 用验电器检测物体上是否带电、 带何种电、带多少电。? 用静电计检测导体间电势差。 C与Q无关。 1、电容的概念: 定义:_________ 定义式:__________ 物理意义:表示电容器的特性——容纳 电荷的能力。 单位:1法拉(F)=____微法拉( F) =______皮法拉(PF) 2、平板电容器:___________(决定式) 真空中的库仑定律: 2 F=kQ1Q2/r 基本性质: 电场对放入其中的电荷 有力的作用 电场 电 定义式: E=F/q 场 力的性质 点电荷电场:E=kQ/r2 强 度 匀强电场: E=U/d电
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