高中物理选修3-1-知识点及经典例题-高中课件精选 35页

第一章第1节电荷及其守恒定律—、起电方法的实验探究1•物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。2.两种电荷自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷.如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷.同种电荷相斥，异种电荷相吸.（相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？〉不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电.3.起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电①摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.（正负电荷的分开与转移）②接触起电：带电物体由于缺少（或多余）电子，当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子（或得到电子），从而使不带电的物体由于缺少（或多余）电子而带正电（负电）.（电荷从物体的一部分转移到另一部分〉③感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.（电荷从一个物体转移到另一个物体》三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体（部分）带负电，使缺少电子的物体（部分）带正电.在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变.二、电荷守恒定律电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：最小的电荷量。用e表示，即电子和质子所带电荷的绝对值1.6X10-19C所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗?提示:不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体,它是指电荷的电荷量•另外任何带电体所带电荷量是1.6X10-19C的整数倍・〉3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。4、电荷守恒定律表述仁电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。例1：有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带电荷量为QA=6.4X10-9C,QB=-3.2X10-9C,让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？【思路点拨】当两个完全相同的金属球接触后，根据对称性，两个球一定带等量的电荷量.若两个球原先带同种电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异种电荷,则电荷先中和再均分.\n【自主解答】接触达到静电平衡后，两球电荷量相等，电荷量为Q.4r=Qb'=(6.4X10巧+(—3.2XIO-9)C=1.6X10~9C在接触过程中，电子从〃球转移到/球，则〃球共转移的电子的电荷量为\Qb=Qb1-Qb=1.6X10-9C-(-3.2X10-9C)=4.8X09c转移的电子数为n=—4・8乂10-叱1.6X1019C=3X1()W个.\QB=Qnf~Qn=1.6X109C-(-3.2X10"9C)=4.8X10_9C转移的电子数为n=—4・8><10一叱1.6X1019C=3X10“个.【答案】电子由〃球转移到/球，共转移了3X1010个电子.第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用仁点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。点电荷是一种理想化的物理模型。VS质点2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。3、影响电荷间相互作用的因素：①距离②电量③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。QQ—(静电力常量——k=9.0X109N・战巧r注意仁定律成立条件：真空、点电荷2.静电力常量——k=9.0X109N・点加（库仑扭秤〉3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值4.方向在它们的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸5.两个电荷间的库仑力是一对相互作用力6.独立作用原理：两个电荷之间的作用力，不因第三个点电荷的存在而改变,\n因此两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷作用的矢量和。例题2：两个带电量分别为+3Q和-Q的点电荷分别固定在相距为2L的A、B两点，现在AB连线的中点0放一个带电量为+q的点电荷。求q所受的库仑力。大小：F=4k典Lr方向：由O指向B例题3：（09年江苏物理）两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金屈小球（均可视为点电荷），固定在相距为厂的两处，它们间库仑力的大小为两小球相互接触后将其固定距离变为二，则两球间库仑力的大小为2134A.—FB.-FC.-FD.12F1243解析：本题考查库仑定律及帶电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=/c竺冬两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先屮和后均厂分，所以两球分开后各自带点为+0,距离又变为原来的丄，库仑力为F二比聖虽，所以2（r/2）2两球间库仑力的大小为4F/3,C项正确。如两球原來带正电，贝I」接触各自带电均为+20。三、自由点电荷共线平衡问题共线平衡的三个自由电荷，电性是“两侧同，中间异”，电量是“夹小”一指中间电荷电量最小，“靠小”一指中间电荷靠近电量较小的电荷。例题4：已知真空中的两个自由点电荷A和B,a=2G，相距L如图1所示。若在直线AB上放一自由电荷C,让A、B、C都处于平衡状态，则对C的放置位置、电性、电量有什么要求?解析：此问题属于力学的平衡问题，每个点电荷都处于另外两个点电荷的电场屮,都符合R=Oo找出点电荷A、B的合场强为零的点放C,根据题中A、B的电性可知$=0的点必定在A、B外侧，再根据£=匕企,结合A、B的电量得出色=o的点必定在B的外侧靠近电量较小的Bo设C的带电量q,距B的距离为X,如图2所示\n对c：Kqaqc(L+X)2X2因为q约去，所以对于C只要放的位置符合它就可以平衡，A、B要平衡就得对C电性、电量有要求。C若带负电A、B都不能平衡，故C带正电。对B:卜'血=卜'0}(L)2(2厶尸此题也可以对A和B或者A和C列出二个力的平衡等式，解答结果一样。实质是三个物ABC图3体共受3对相互作用力，根据平衡条件和牛顿第三定律可以由“二平衡”推出“三平衡'，即“六力三平衡”，如图3所示。第一章第3节电场强度电场电荷(带电体》周围存在着的一种物质。电场看不见又摸不着，但却是客观存在的一种特殊物质形态.电荷间的相互作用是通过电场发生的静电场：静电荷产生的电场。其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用，这种力就叫电场力。电场的检验方法：把一个带电体放入其中，看是否受到力的作用。二、电场强度仁试探电荷(检验电荷沢用来检验电场是否存在及其强弱分布情况(电场性质〉的电荷。其电量很小(不影响原电场〉；体积很小(可以当作质点〉的电荷，也称点电荷场源电荷：产生电场的电荷2、电场强度放入电场中某点的电荷受到的电场力与它所带电荷量的比值，叫做这一点的电场强度，简称场强。E=—国际单位：N/C1V/m=1N/Cq电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。即如果Q是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果Q是负电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q。〈“离+Q而去，向-Q而来”〉电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。数值上等于单位电荷在该点所受的电场力。例■在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为F,方向向左，则A处场强大小F为,方向为向左；若将q处放点电荷为一Nq,则该处电场強度大小F为”方向为向左o\n3、电场强度和电场力的对比分析电场强度E电场力F1是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表示电场的强弱仅指电荷在电场中的受力2定义式：E=F/q计算式：F=qE3E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场强E共同决定4E是矢量，其方向与正电荷(+q)在该点受到的电场力的方向相同F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；对于负电荷(-q),F与E反向5E的单位：牛/库(N/C)F的单位：牛(N)三、点电荷的场强公式四、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，这叫做电场的叠加原理。尊从平行四边形定则。五、电场线仁电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，曲线上某点的切线方向表示场强的方向。2、电场线的特征1)v电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱2〉、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷(或负电荷》的电场线止无穷远处点(负电荷〉3〉、电场线不会相交，也不会相切4〉、电场线是假想的，实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系甲：正电荷乙：负电荷3、几种典型电场的电场线1)正、负点电荷的电场中电场线的分布特点：a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等，方向不同。2)v等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点：a、沿点电荷的连线，场强先变小后变大\nb、两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线〉垂直6在中垂面（中垂线〉上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。3〉、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况特点：a、两点电荷连线中点0处场强为0b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为06两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏特点：a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行第一章第4节电势能和电势一、电势能"24—'4十—■+--1J仁电势能:电荷处于电场中时所具有的，由其在电场中的位置决定的能量称为电势能注意：系统性、相对性（耳助—爲4）2、电势能的变化与电场力做功的关系1）V电荷在电场中具有电势能。2〉、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小3〉、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大4〉、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。5〉、电势能是相对的，与零电势能面有关（通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。）6〉、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性刀、电势能是标量3、电势能大小的确定耳也4=也点（电势能为零的点）电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功4、在同一电场中，同样从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能变\n化是相反的。二、电势电势:置于电场中某点的试探电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势。是描述电场的能的性质的物理量。其大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。单位：伏特（◎标量1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。2：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。3：电势是标量，只有大小，没有方向.（负电势表示该处的电势比零电势处电势低・）4:计算时EP,q,都带正负号。3.顺着电场线的方向，电势越来越低。4.与电势能的情况相似，应先确定电场中某点的电势为零.（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零•）三、等势面仁等势面：电场中电势相等的各点构成的面。1:12、等势面的特点a:等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功；b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相c:等差等势面越密的地方电场强度越大。d:几种常见的等势面如下:点电荷的等势面荷的等势面两个等量异种电两个等量同种电荷的等势面r■r1■-X匀强电场的等势西\n例5.（09年全国卷I）如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，0、N是y轴上的三个点，且0M=MN,P点在y轴的右侧，MP丄ON,则A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷rflO点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于0、M两点间的电势差D.在0点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动答案:AD解析：A选项市电场线的弯曲程度与题意屮的HP丄0N可以知道和P两点不处在同一等势线上而且有（pm>,A对.B选项由电场线的方向结合负电荷，将负电荷由0点移到P电场力做负功，B错.C选项类比匀强电场t/=Ed,0到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度，所以D选项正电子受力沿y轴正方向又静止释放且电场线在y轴上又是直线，该粒子将沿y轴做加速直线运动，D对例6.（08江苏）如图所示,实线为电场线，虚线为等势线，社电场中的水B、C三点的场强分别为2、©、圧,电势分别为％、则下列关系中正确的有（）A.久>%>%B.Ei〉>E\C.仏BV^BC%、%,AB、必间的电势差分别为弘、D.U\b=L&解析：A选项依据沿电场线的方向电势降低A对.B选项依据电场线越密，电场强度越大B对.C、D选项类比匀强电场（/=,AB处的平均电场强度小于BC处的平均电场强度，C对D错.\n第一章第5节电势差一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值UabFa-Wb二、电场力的功WAB=qUab电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关.第一章第6节电势差与电场强度的关系一、场强与电势的关系？一、探究电势与电场强度的关系问题1:电场强度大的地方电势是否一定高？反之又如何呢？F为零处0不一定为零，©为零处环一定为零问题2：电场强度为零的点电势一定为零吗？反之又如何呢？（若规定无穷远处为零电势点）E大处0—定高缺处0—定低£大处0不一定高；0高处环一定大结论：电势与场强没有直接关系！二、匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间/般场方■向的的乘积仁在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势.\n2.电场强度的方向是电势降低最快的方向.推论：在匀强电场中，沿任意一个方向上，电势降落都是均匀的，故在同一直线上间距相同的两点间的电势差相等。计算电场强度三条式子的区别、［乂别物理意义适用范围E丄q是电场强度大小的定义式适用于一切电场E=k?厂是真空中点电荷场强的决定式在真空中，场电荷Q是点电荷厂uE=—是匀强电场中场强的决定式匀强电场三、电场强度、电势、电势差、电势能的总结电场强度电势电势差电势能意描述电场的力描述电场的能的描述电场的做功的描述电荷在电场中的能量，义的性质性质本领电荷做功的本领定义E=F/qEp矢矢量：为放在标量，有正负，标量，有正负，正正电荷在正电势位置有正标电场屮的止电正负只表示大小负只表示电势的高电势能，简化为：正正得正，性荷的受力方向低正负的负，负负的正决场强由本身决场强由本身决定，与试由电场本身的两点由电荷量与该点电势二者定定，与试探电探电荷无关，其大小与间差异决定，与试决定，与参考点选取有关因荷无关参考点的选取有关，有探电荷无关，与参素相对性考点的选取无关关场强为零的地电势为零的地方零场强区域两点间电势一场强为零，电势能不一定为系方电势不一定场强不一定为零定为零，电势差为零的区域零，电势为零，电势能一定为零场强不一定为零为零联匀强电场中1/丽=E-d（d为AB间沿场强方向上的距离）；电势沿着场强方向降低最系\n快；5一-q；第一章第7节静电现象的应用—、静电平衡状态(1)1.内部场强处处访为02.体是等势体,面是等势面。(2)导体上的电荷分布仁导体内部没有电荷，电荷分布在导体表面2.导体表面越尖的位置电荷密度越大二、静电屏蔽、尖端放电第一章第8节电容器的电容一、电容器K电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容器的两极。2.电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值3、电容器的充电、放电.操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后，切断与电源的联系，两个极板间有电场存在，充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通，两极板上的电荷互相中和，电容器就不带电了,这个过程叫放电.充电——带电量Q增加，板间电压U增加，板间场强E增加，电能转化为电场能放电——带电量Q减少，板间电压U减少，板间场强E减少，电场能转化为电能二、电容仁电容：O定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关.②电容的单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F.常用单位有微法〈“刀，皮法(pF)1nF=10-6F,1pF=10-12F2、平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比.c-4血/是电介质的介电常数，k是静电力常量；空气的介电常数最小。电容器始终接在电源上，电压不变；电容器充电后断开电源，带电量不变。\n第一章第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点:仁带电粒子受力特点2.结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质3.注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题一、带电粒子在电场中的加速例7、在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为若一个质量为必带正电电荷量为g的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。1.电场力对它做的功W=qU.2.带电粒子到达负极板速率为“它的动能为3.根据动能定理可知,qU=^nv2可解出4.带电嘉子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用.二、带电粒子在电场中的偏转例8、如图所示，一个质量为也电荷量为+q的粒子，从两平行板左侧中点以初速度%沿垂直场强方向射入，两平行板的间距为4两板间的电势差为金属板长度为厶(1)若带电粒子能从两极板间射岀，求粒子射出电场时的侧移量。(2)若带电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的偏转角度。1.偏转的距离尹竖直方向做匀加速运动，加速度a=F/m=—=仔———L=777-射出电场时竖直偏移的距离y=^，其中『为飞行时一「――间.水平方向做匀速运动，由/=“*可求得,=亠，1-将▲和『代入),=字得尸壮冷.2.偏转角度(p离开电场时竖超向的分速度辿qUltan。—注意：带电粒子的分类(1)基本粒子\n如电子、质子、a粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）.⑵带电微粒如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.静电场测试题1.如图所示，一质量为仍、带电量为+g的物体处于场强按&均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场屮，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为u,当片0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是（）A.物体开始运动后加速度先增加、后保持不变B.物体开始运动后加速度不断增加C.经过吋间占,物体在竖直墙壁上的位移达最大值kD.经过吋间t=MqE（｝~mg,物体运动速度达最大值Pkq2.如图所示，在方向竖直向下的匀强电场屮，用绝缘细线拴着带负电的小球（视为质点）在竖直平面内绕0点做圆周运动，则下列判断正确的是（A.小球运动到最低点时，细线的拉力一定最大B.小球运动到最低点时，小球的速度一定最大C.小球运动到最低点时，小球的电势能一定最大D.小球运动到最高点时，小球的机械能一定最大3.如图所示，长为L,倾角为（）的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度Vo由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为Vo,则（）A.小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能B.A、B两点的电势差一定为竺更qc.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值一定是mgsin0\nD.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是竺q1.如图所示的图象能正确反映下面哪两个量的变化规律（）A.初速度为零的匀加速直线运动的速度与时间，y表示速度，x表示时间B.路端电压与外电阻，y表示路端电压，x表示外电阻C.带电粒子在某处所受电场力与带电量，y表示电场力，x表示带电量D.电容器的带电量与电压，y表示带电量，x表示电压2.如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、"为对称线上两点。下列说法正确的是（）A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C.正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点，电场力做正功3.如图甲所示，AB是电场中的一条直线.电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿从〃运动到B点，其旷r图象如图乙所示，关于A、B两点的电场强度忌、&和电势林、必的关系，下列判断正确的是（）A.Ea>EbB.Ea(pBD.(pA<(pBAB图甲\n7.如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线/〃运动，从〃点穿出电场，日、b、c、〃为该电场屮的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面,不计粒子所受重力，则（）A.该粒子一定带负电B.此电场不一定是匀强电场C.该电场的电场线方向一定水平向左D.粒子在电场中运动过程动能不断减少8.如图2所示，+Q为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量图2\n为+q的粒子，从a点以沿ab方向的初速度心开始运动。若粒子只受电场力作用，贝U它的运动轨迹可能是图中的（）A.ab直线B.ac曲线C.ad曲线D.ae曲线9.如图所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度V。由0点射入该区域，刚好通过竖直平面屮的P点，已知连线0P与初速度方向的夹角为45°,则此带电小球通过P点时的动能为（）A.niVg；B.mVg/2；C.2mVq；D.5mVq/210.如图所示，圆0在匀强电场中，场强方向与圆0所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域屮，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中0是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成a角的弦，则匀强电场的方向为A.沿AB方向；B.沿AC方向；C.沿BC方向；D.沿0C方向。11.如图7—23所示，在粗糙水平面上固定一点电荷0,在〃点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到用点静止，则从肘点运动到河点的过程中不正确的•••是（）E7-23A.小物块所受电场力逐渐减小B.小物块具有的电势能逐渐减小C.〃点的电势一定高于川点的电势D.小物块电热能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功\n9.如图所示，相距为〃的两块平行金属板从艸与电源相连，电键M\nS闭合后，胚V间有匀强电场，一个带电粒子，垂直于电场方向从〃板边缘射入电场，恰好打在河板中央。若不计重力，下列说法正确的是：（）A.若将用板向下移动d,可使粒子刚好飞11!电场，B.若将河板向下移动2〃，可使粒子刚好飞出电场，C.若S打开，为使粒子刚好飞出电场，可将'板向下移动dD.若S打开，为使粒子刚好飞出电场，可将N板向下移动3d9.如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心0处固定一点电荷，将质量为刃，带电量为+G的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点$吋，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在力〃弧中点处的电场强度大小为（）A.3mglqB.mgq斥O骨c.2/ng/qD.4mg/q10.一个动能为Ek的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，$出电容器时动能为2Ek,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为：（）A.8Ek；B.4.25Ek；C.5Ek；D.4Ek.11.如图所示，在矩形力救的肋边和臆边的屮点册和川各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷.E、尸是边和〃边的中点，P、Q两点在枷厂的连线上，」AQN.对于E、F、P、Q四点，其中电场强度相同、电势相等的两点是（）A.疋和尸B."和QC./和〃D.C和〃12.图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。粒子从臼经过方运动到c的过程中（）A.动能先增大，后减小B.电势能先较小，后增大C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零D.加速度先变小，后变大13.如图所示，在y二0和y二2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，\n在x轴方向范围足够大。电场强度的变化如图所示，収x轴正方向为电场正方向。现有一个\n带负电的粒子，粒子的比荷为-^=1.0xl0'2C/^，在t二0时刻以速度心=5x\Qrm/s从my/mw血H■2lErXKfNC'0点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力。求：（1）粒子通过电场区域的时间；（2）粒子离开电场时的位置坐标；（3）粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小。18•如图所示，在水平向左的匀强电场屮，一带电小球用绝缘轻绳（不伸缩）悬于0点，平衡时小球位于A点，此时绳于竖直方向的夹角e二53°,绳长为L,B、C、D到0点的距离为L,BD水平，0C竖直.（1）将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度vb,小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力，求\馆・（2）当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，求：小球经悬点0正下方时的速率.（计算结果可保留根号，取sin53°=0.8）\n静电场测试题答案12340678910111213141516BCCDACACDACACDBDACCADABAC17.解：(1)因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间心2=4xi(rf(2)粒子在X方向先加速后减速，加速时的加速度ci\=虫=m减速时的加速度=~^-=2m/.v2m1TT1Tx方向上的位移为r叫咛—ms因此粒子离开电场时的位置坐标为(-2X10"m,2m)(3)粒子在x方向的速度vx^aj--aj-—4x10_3m/59.(1)小球由B点运动到C点过程，由动能定理有,(mg_qE)LFc_mg=在C点，设绳中张力为Fc,则有L因Fc=mg,故vc=O4qE=mgtan53°=—mg又由小球能平衡于A点得，彳\n（2）小球由D点静止释放后将沿与竖直方向夹0=53°的方向作匀加速直线运动，直至运动到0点正下方的P点，0P距离h=Lcot53°=4在此过程中，绳中张力始终为零，故此过程的加速度a和位移s分别为:Fa=—ms=7^=7l"五=伴2第二章第1节电源和电流—、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置〉—V电流电流：电荷的定向移动形成电流。2、产生电流的条件（1）导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子<2）导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场2、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。四、电流（强度〉1、电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流,即：心t单位：安培（如常用单位：毫安圖、微安（“用2、电流是标量，但有方向注意:1•在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子〉的定向移动方向相反；2.在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反，导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。第二章第2节电动势—・电动势（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。（2）定义式：E=W/q（3）单位：伏（V）<4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功〉转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。二.电源（池》的几个重要参数①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，（非静电力特性决定）与电池的大小无关。②内阻（厂〉：电源内部的电阻。同一种电池体积越大，容量越大，内阻越小。③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A・h,mA・h.\n三、电动势与电压的区别与联系（1）电动势：表示电源特征的一个物理量电压：称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量<2）代表能量转化方向不同电压：电能T其化形式的能电动势：其化形式的能T电能（3）单位相同。电源电动势数值上等于电池未接入电阻时两极间的电压E=U+lr（内）第二章第3节欧姆定律—、闭合电路外电路:——电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，R;外电压U外：外电阻两端的电压。通常也叫路端电压。内电路:——电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，r；二、电动势表征电源把其它形式的能量转化为电能的本领。1.电源的电动势反映了电源的特性，由电源本身的性质决定，与外电路无关。2.电源的电动势数值上等于不接用电器时电源两极间的电压。3.电动势用E表示，单位为：伏特，V三•闭合电路欧姆定律电源的电动势E等于1/外和1/内之和。和E詡外+〃内厂o因为：U外=〃？5=“E=IR+lr所以:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。这一结论称为闭合电路欧姆定律。四•导体的伏安特性曲线纵坐标：电流横坐标：电压I—U图像第二章第4节串联电路和并联电路1•串联电路的基本特点：/=/1=/2U=U\+U22•串联电路的性质：\n功率分配:汽等效电阻：R=R\+R°电压分配：乞二处U2R2二、并联电路仁并联电路的基本特点：I=I^12U=u}=u22.并联电路的性质：等效电且电流分配:X功率分配:迸第二章第5节焦耳定律一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为"，通过的电流为在时间/内通过这段电路任一横截的电荷量g=〃・则电场力做功W=qU即：”=1•导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。适用于一切电路•包括纯电阻和非纯电阻电路.纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路.在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW・h》・1kW・h=3.6X106J2.电功率是描述电流做功快慢的物理量。W_=U1额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率。铭牌上所标称的功率实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率.二.焦耳定律和热功率1•焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量fit/2Rt此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算•产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程2•热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率.热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积.\n3.电功率与热功率<1)区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率•决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积.(2)联系:对纯电阻电路，电功率等于热功率;对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和.4、电功和电热的关系a.在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能•因而电功等于电热,有：W=UIt=I2Rt=(—)tRp=ui=i2r=—Rb・在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率。.即有：机、化+|2Rt或U/=/2/^P其他(P其他指除热功率之外的其他形式能的功率)第二章第6节导体的电阻一、电阻定律电阻定律：实验表明，均匀导体的电阻R跟它的长度I成正比，跟它的横截面积S成反比，用公式表示为R=pg(1)P表示材料的电阻率，与材料和温度有关.(2)I表示沿电流方向导体的长度.(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积二、电阻率1.电阻定律中比例常量P跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率.P值越大，材料的导电性能越差.2.电阻率的单位是Q・m,读作欧姆米，简称欧米.3.材料的电阻率随温度的变化而改变，金属的电阻率随温度的升高而增大.猛铜合金和鎳铜合金的电阻率受温度影响很小，常用来制作标准电阻・各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化.(1)金属的电阻率随温度的升高而增大.(2)半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小.\n电阻尺电阻率P描述对象导体材料I!反映导体对电流阻碍作用的大小，味阻碍作用大反映材料导电性能的好坏，P大,导电性能差决定因素由材料、温度和导体形状决定由材料、温度决定，与导体形状无关第二章第7闭合电路欧姆定律—、闭合电路外电路:——电源的外部叫做外电路，其电阻称为外电阻，R;外电压U外:外电阻两端的电压。通常也叫路端电压。内电路:——电源内部的电路叫做内电路，其电阻称为内电阻，r；二、闭合电路欧姆定律电源的电动势E等于1/外和1/内之和。和E"+U内厂o因为：U外=〃？1/内=M_勺卜丄E=IR+lr所以:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。这一结论称为闭合电路欧姆定律。三、路端电压跟负载的关系1.路端电压一卜电路两端的电压叫做路端电压。2•路端电压是用电器(负载)的实际工作电压。电动势为E内阻为r=E/I短注意：＜1)xu-i图象是一向下倾斜的直线，路端电压随电流的增大而减小。象的斜率表示电源的内阻,象与纵轴的交点坐标表示电源电动势，与横轴的交点坐标表示短路电流(3)斜率大，内阻大\n4：珞聘电压（/与外电阻R的关糸珞靖电压：外电路两聘的电压（电源两极间的◎压）U=E-Ir珞鏑姬圧随着外电阻的增大而增大外电阻/?电渝/珞端电压LZ内电压U内公式I=———7?+尸U=E-lr“内"增大减小减小减小增大减小增大/?=8斯络1=0U=EU沪0R=0短珞l=E/rU=0U^=E第二章第8节多用电表的原理1•内部结构问題1•开关S调到1、2,3,4,5,6个住置对削表分别测的是什么？1、2为电流表3、4为欧婷表，5、6为电压表测量时，黑表笔插入“一”插孔，红表笔插入“+”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端.使用时，电路只有一部分起作用.1.测量原理（1）测直流电流和直流电压的原理，就是电阻的分流和分压原理，其中转换开关接1或2时测直流电流；接3或4时测直流电压；转换开关接5时，测电阻.（2）多用电表电阻挡（欧姆挡）原理.\n磁体］磁场^S|磁体2（红表笔）2.外部结构：如图2—4—2是一利「多用屯农夕卜形图，农的上半沸分为衣盘，下半部分是一选扌羊开X,周ttl标有测M功能的区域及呈程.将选样廿关旋转到电流扌当，多川电表内白勺电流农电路就被按迪，选择开关施钱到电压扌当或电阻扔，表内的选择开关或欧姆衣电b喀就被接｝m.在不使用II寸，应扌巴选抒开关旋到OFF扌当,或立流电居瑕高扌当.第=章第1节磁现象和磁场—、磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性。磁体：具有磁性的物体叫磁体磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。二、磁极间的相互作用规律^同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比〉三、磁场1•磁体的周围有磁场\n2.奥斯特实验的启示:——电流能够产生磁场，运动电荷周围空间有磁场导线南北放置3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用。电流性质：①磁场对处于场中的磁体有力的作用。②磁场对处于场中的电流有力的作用。电流第三章第2节磁感应强度一、定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长对磁感应强度的理解1.描述磁场的强弱2.公式B=F/IL是磁感应强度的定义式，是用比值定义的，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L均无关.3・单位：特，符号T1T=1N/AMT导线4•定义式B=FIL成立的条件是：通电导‘__号线-线必须垂直于磁场方向放置•因为磁场中某点通；/S电导线受力的大小，除了与磁场强弱有关外，还/与导线的方向有关.导线放入磁场中的方向不所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的.相当于静电场中的试探电荷.6.通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向.7.磁感应强度与电场强度的区别磁感应强度B是描述磁场的性质的物理量，电场强度E是描述电场的性质的物理量,\n它们都是矢量，现把它们的区别列表如下:\n内容种类磁场电场产生磁体或通电导线周围存在磁场电荷周围存在电场定义式11=走(导线必须与磁场垂直)E=—q意义B在数值上等于垂直磁场方向上长1m、电流为1A的通电导线所受磁场力的大小E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小方向规定小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向规定正电荷受力的方向为电场方向磁感应强度是矢量，其方向为该处的磁场方向。遵循平行四边形定则。如果空间同时存在两个或两个以上的磁场时，某点的磁感应强度B是各磁感应强度的矢量和.二、匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受的安培力F=BIL.1).公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时，F最大，F=BIL；当B与I平行时，F=0.2).弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度，如图3-3-4；相应的电流沿L由始端流向末端.仁当电流与磁场方向垂直时，F=ILB2.当电流与磁场方向夹6角时，F=ILBsinG\n三.磁通量：匀强磁场中，一个磁场方向垂直的平面，面积s,B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通BS单位：韦伯1Wb=TM2为XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX第三章第3节几种常见的磁场—、磁场的方向物理学规定：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。二、磁感线——在磁场中假想出的一系列曲线①磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致;（小磁针静止时N极所指的方向〉②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。三、常见磁场的磁感线仁永久性磁体的磁场：条形，蹄形2.直线电流的磁场剖面的意思〉箭头从纸里到纸外看到的是点从纸外到纸里看到的是叉（右手螺旋定则：用右手握住导线，大拇指所指的方与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向》3•环形电流的磁场（安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。〉螺线管电流的磁场（安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。〉常见的图示：XXXOOOOOOXXX电流垂直纸面向里O©OXXX磁感线垂直纸磁感线垂直纸0面向外面向里电流垂直纸面向外磁感线的特点：磁感线的疏密表示磁场的强弱2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极4、磁感线是闭合的曲线（与电场线不同》5、任意两条磁感线一定不相交\n6、常见磁感线是立体空间分布的7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。四、安培分子电流假说仁分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释:未被磁化的铁棒：内部分子电流的取向是杂乱无章的，磁场相互抵消磁化后的铁棒：各分子电流取向变的大致相同永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐.永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。1.磁现象的电本质第三章第4节通电导线在磁场中受到的力—、安培力的方向安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。左手定则：一申开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。二、安培力方向的判断1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向.2.已知I、B的方向，可唯一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时,可唯一确定I的方向；已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定.3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中，所以解决该类问题时，应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中，还要善于把立体图转换成平面图.XXXX丿"JB“IItXXr0x4=XXabcd\n三、安培力的大小实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，导线所受到的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，导线所受到的安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所受到的安培力介于最大值和零之间.受的安培力F=BIL.1).公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时，F最大，F=BIL；当B与I平行时，F=0.2〉・弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度，1•当电流与磁场方向垂直时，F=ILB2•当电流与磁场方向夹&角时，F=ILBsinG第三章第5、6节运动电荷在磁场中受到的力和带电粒子匀强磁场中的运动磁场对运动电荷有力的作用——这个力叫洛仑兹力。磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力可能是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。即：仁安培力是洛伦兹力的宏观表现.2.洛伦兹力是安培力的微观本质。一、洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向符合左手定则：一^开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向.若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。关于洛仑兹力的说明：1.洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。\n洛仑兹力永远与速度方向垂直。1.洛仑兹力对电荷不做功3•洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。——洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。(V丄B)V〃B匀速直线任意角：螺旋运动二、洛伦兹力的大小1.安培力是洛伦兹力的宏观表现;2.洛伦兹力是安培力的微观本质。三、带电粒子在匀强磁场中的运动做匀速圆周运动F=QVBsin()