电场---学生版

选修3 — 1第六章电场第1讲静电场II考纲点击II点击7物质的电结构、点电荷、电荷守恒I (考纲要求)1.原子的电结构(1) 原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成，原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等.(特另寸提醒 \带电体所带的电待量是不连续的,任何带电体所带的电荷量都元电荷的整数倍/特别提醒(2) 金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自 由活动，这种电子叫做2•点电荷、元电荷(1) 元电荷：e=1.6X10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同.电子的电荷量g= —1.6X 10-19C.特别提醒 、 /两个形状、大，卜相同L '的导体，接触后再分开八 二者同种电荷；若两导体 尹来带异种电荷.则电初先中和，余下的广电荷再平公/(2) 点电荷：①本身的线度比相互之间的距离 的带电体.②点电荷是理想化模型.3. 电荷守恒定律(1) 内容：电荷既不能创生，也不能消失，只能从物体的一部分转移到另 一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移的过程中电荷的总量保 持不变.(2) 起电方法：摩擦起电、感应起电、接触起电.(3) 带电实质：物 - 点击四 | 库仑定律 11(考纲要求)1. 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距 离的平方成反比.作用力的方向在它们的连线上.2. 表达式：F=丹毕，式中k=9.0X109 N・m2/C2，叫静电力常量.rA. 在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B .摩擦的过程中电子从N转移到M3. 适用条件：真空中的点电荷.点击1静电场I、电场强度、点电荷的电场强度II (考纲要求)1. 静电场(1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质.(2) 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用.2. 电场强度(1) 定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值.F、，(2) 定义式：E=~.单位：N/C或V/mq(3) 点电荷形成电场中某点的电场强度一真空中点电荷形成的电场：E=kQ(4) 方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向.(5) 电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和和I 点击Ei I 电场线 1(考纲要求)1. 定义为了形象地描述虫场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的 切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱.2. 特点(1) 切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向.(2) 从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷 终止.⑶疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小.⑷匀强电场的电场线平行且距离相等.(5) 没有画出电场线的地方不一定没有电场.(6) 顺着电场线方向，电势越来越低.(7) 电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直.(8) 电场线永不相交也不闭合，(9) 电场线不是电荷运动的轨迹.(10) 电场线是假想曲线，并非客观存在.3.几种典型电场的电场线(如图6-1-1所示).匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷的电场孤立点电荷周围的电场点电荷的电场线分布点电荷与带电平板图 6-1-1静电现象的解释 1(考纲要求)1. 静电感应、静电平衡：把金属导体放在外电场中，导体内的自由电子受电场力作用而发生正 核，使导体的两面出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应；当导体内自由电子的定向移动停止 时，导体处于静电平衡状态.2. 静电屏蔽金属壳或金属网罩所包围的区域，不受外部电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽.知识框架).D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而是看它的形状和尺寸对相互作用力 的影响能否忽略不计3. （2011-广东模拟）当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时，测得该点的电场强度为E, 若在同一点放入电荷量为q‘=2q的负试探电荷时，测得该点的电场强度（）.B.大小为2E，方向与E相反D.大小为E，方向与E相反A.大小为2E，方向与E相同C.大小为E，方向与E相同4.在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F.要使它们之间的相互作用力为2F，下列 方法可行的是（使甲、A.）.乙电荷量都变为原来的、任倍B.使甲、乙电荷量都变为原来的志 d.使甲、乙之间距离变为原来的2倍. 一个带电粒子只在 ；...使甲、某电场的电场线的分布如图6-1-2所示.电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点.则下列判断 正确的是（）.A.粒子带负电C.粒子在N点的速度大C.5.乙之间距离变为原来的顼2倍B.粒子在M点的加速度大 D.电场力对粒子做负功M '、图 6— 1 —2 考点研析：案例突破J2考点一对电荷守恒定律、库仑定律的理解及应用1. 处理两相同金属球（视为点电荷）接触后电量重分问题时，应注意两者带电的异同，重放后其 库仑力可能有两个解.2. 在公式F=**中当r一0时，库仑定律不再成立，两电荷不能视为点电荷，此时可用微元r2法、割补法等对带电体做等效处理.化非点电荷为点电荷，进而应用库仑定律解决问题.【典例1】 两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1 ：7,相距为 互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）.B.3 C.7 D.?HEXINKAODIANTOUXI 》核心考点透析r，两者相.4A"【变式1】 将两个分别带有电荷量一2Q和+5Q的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的 两处（均可视为点电荷），它们间库仑力的大小为F.现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球 C先后与A、A. FB相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（）.1 9 1B-5F W D*对电场强度的理解及电场强度的叠加表达式比较"\F E=~ qiQE = kr2U E=— E d公式意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决 定式匀强电场中E与U关系 式适用条件一切电场①真空；②点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定， 与q无关由场源电荷Q和场源电荷到 该点的距离r共同决定由电场本身决定相同点矢量，遵守平行四边形定则，单位：1 N/C=1 V/m考点二【典例2】 在电场强度为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一电场强度三个表达式的比较圆周，在O点固定一电荷量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线 和圆周的交点.当把一检验电荷+g放在d点恰好平衡（如图6—1 — 3所示，不计 重力）.问：（1） 匀强电场电场强度E的大小、方向如何？（2） 检验电荷+ q放在点c时，受力F的大小、方向如何？（3） 检验电荷+ q放在点b时，受力F：的大小、方向如何？II借题发挥I电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断电场强度的方向，然后利用 ；矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果. ；【变式2】如图6—1—4所示，两等量异号的点电荷相距为2a.M与两点:: 电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的; 距离都为L，且L a.略去（膑（〃32）项的贡献，则两点电荷的合电场在M和 一, _,_.N点的强度（ ）. 图6—1—4A. 大小之比为2,方向相同 B.大小之比为1，方向相反 、C.大小均与a成正比，方向相反 D.大小均与L的平方成反比，方向相互垂直考点三对电场线的理解及应用1. 孤立点电荷的电场（1） 正（负）点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外（内）.（2） 离点电荷越近，电场线越密（电场强度越大）；2. 等量同（异）电荷的电场① 两点电荷连线中点O处的电场强度为零，②从两点电荷连线 中点O沿中垂面（线）到无限远，电场强度先变大后变小③两点 电荷连线中垂线上各点的电场强度方向和中垂线平行④关于O 点对称的两点A与A'，B与B的电场强度等大、反向①两点电荷连线上各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷， 沿两点电荷连线方向电场强度先变小再变大②两点电荷连线的 中垂面（线）上，电场强度方向相同，且与中垂面（线）垂直③关于O点对称的两点A与A'，B与B'的电场强度等大、同向3. 应用电场线进行以下判断：（1） 电场力的方向一一正电荷的受力方向和电场线方向相同，负电荷的受力方向和电场线方向相反；（2） 电场强度的大小（定性）——电场线的疏密可定性判断电场强度的大小；⑶电势的高低与电势降低的快T一沿电场线的方向电势逐步降低，电场强度的方向是电势降低最 快的方向；（4）等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏.【典例3】图6—1—5中的实线表示电场线、虚线表示只受电场力 ,■,，,，作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点，再经过N点，则可以判定（）./A. M点的电势高于N点的电势 3"B. 粒子在M点的电势能小于N点的电势能C .粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 ，'*0疽D .粒子在M点的速度大于在N点的速度II借题发挥I（1） 粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧，由此判断电场的方向或带电粒子的电性.（2） 由电场线的疏密情况判断电场的强弱及带电粒子的加速度情况. ，【变式3】P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点.一个离子从a运动到b（不计重力），轨迹如图6—1—6所示.则下列判断正确的是（）.A. Q带正电 B. c点电势低于d点电势C. 离子在运动过程中受到P的吸引 D.离子从q到b,电场力做正功WULI JIANMOZHIDAO 模型在手：成竹在胸03» 物理建模指导9. “三个自由点电荷平衡”的模型（1）模型概述由三个自由点电荷组成的系统且它们仅在系统内静电力作用下而处于平衡状态，这样的系统可看成“三电荷平衡”的模型（2）模型特点① 条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的另外两个点电荷 静电力必须大小相等，方向相反.② 规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”一一正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；"近小远大，——中间电荷靠近电荷量较小的电荷.【典例】如图6-1-7所示的三个点电荷％、q2、q3固定在一条直线上，％和％的距离为%和q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定， 三个点电荷的电荷量之比qi : q2 : q3为（）.A.(-9) : 4 : ( — 36) B. 9 ： 4 ： 36 C.(—3) : 2 : ( — 6) D. 3 ： 2 ： 6A【应用】如图6—1 — 8所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷 ④A、B，A带电+Q，B带电一9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷 卜均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为（）.A.正 B的右边0.4 m处 B.正 B的左边0.2 m处C.负 A的左边0.2 m处 D.负 A的右边0.2 m处a . GAOKAOKUAILETIYAN ・・.快乐体验：感悟高考04》高考快乐体验一、库仑定律的应用（中频考查）1. 如图6—1—9所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点， '「60^…*O点为半圆弧的圆心，/MOP=60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别 , '置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的电场强度大小变为E2.E］与E2之比为（ ）. _ 图6 — 1—9A. 1 : 2 B. 2 : 1 C. 2 :展 D. 4 项2. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径.球 1的带电荷量为g，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用 力的大小为尸.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用 力的大小仍为尸，方向不变.由此可知（）.A. n = 3 B. n=4 C. n=5 D. n = 6二、对电场强度的理解及叠加（中频考查）3. 两带电荷量分别为q和一q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上电场 强度大小E与x关系的是图（）.4.如图6-1-10所示，电荷量为+g和一q的点电荷分别位于正方体 的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有（）.A.体中心、各面中心和各边中点 B.体中心和各边中点C.各面中心和各边中点 D.体中心和各面中心三、对电场线的理解及应用（高频考查）5.三个点电荷电场的电场线分布如图6-1-11所示， 处的电场强度大小分别为Ea、Eb，电势分别为幻、（pb，则（Ea>Eb，"b " B. EaEb， "b D. EaEb，以b " B. Ea>Eb，5C. Ea

C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大 '’D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大HEXINKAODIANTOUXI》核心考点透析考点研析案例突破考点一 电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系1. 电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上每点的切线方向 表示该点的电场强度方向.2. 电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势 面.3. 电场强度数值与电势数值无直接关系：电场强度大（或小）的地方电势不一定大（或小），零电 势可人为选取，而电场强度是否为零则由电场本身决定.4. 几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面（实线）图样重要描述匀强电场电场线等势面=-d S J = k H . 1 K —& - - s & - -A ■ 8 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ • | ■ — A■ 4 - ■ - - r -1-1 ■ ■垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场*以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂面上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电 势最高【典例1】 如图6 — 2—5所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的 电荷运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，可以判定（）.A.电荷在a点速度大于在b点速度 B.电荷为负电荷C. 电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D. a点的电势低于b点的电势I借题发挥I 图6—2 — 51.电势高低的三种判断方法判断角度判断方法依据电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低依据电场力做功根据UAB = WqB，将WABy勺的正负号代入，由 % 的正负判断（PA、、PB的 高低依据场源电荷的 正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值； 靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低2.电势能高低的四种判断方法判断角度判断方法做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大公式法由E = q眩，将q、（p的大小、正负号一起代入公式，E的正值越大电势能越P P P大，E的负值越小，电势能越大P能量守恒法 P 在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加， 电势能减小，反之，电势能增加【变式1】等量同种带正电的点电荷的连线和其中垂线如图6 — 2—6所示.一个带负电的试探电荷，先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，则（）.A. 试探电荷所受电场力的方向一直不变B. 试探电荷所受电场力的大小一直增大C. 试探电荷的电势能一直减少D. a、b、c三点的电势为： 时时乳考点二对电势差概念的理解及应用 哪【典例2】 如图6-2-7所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量 +Q$…E c 异种电荷的点电荷，电荷量分别为+Q和一Q, A、B相距为2d.MN是竖直放置的 :光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q（可视为 : °图 6-2-7图 6-2-8)D.E =E =Ea b c点电荷，不影响电场的分布.）现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，: 小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为0.已知MN与AB之间的距离 -Q甘 D 为d，静电力常量为奴重力加速度为g.可知（）.A. C、O间的电势差气0=葛B.C.2md2由等量异种电荷电场分布的特点知uco=udo 小球p经过0点时的加速度a=^*#—gD.小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度%=豆0【变式2】如图6-2-8所示，a、b、c是一条电场线上的三个点， 电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离.用（p、"甲 和E、气、E分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（°61 A. P>Pb>Pc B. Pa-Pb = Pb-Pc C Ea>Eb>Ec考点三电场中的功能关系1. 若只有电场力做功一电势能与动能之和保持不变;2. 若只有电场力和重力做功一电势能、重力势能、动能之和保持不变;3. 除重力之外，其他各力对物体做的功一等于物体机械能的变化.4.所有力对物体所做的功一等于物体动能的变化.【典例3】 如图6-2-9所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面 相邻等势面之间的电势差相等，即ub=ub，实线为一带负电的质点仅在 电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点， R同时在等势面b上，据此可知（）.A. 三个等势面中，c的电势最低B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小C. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面bII借题发挥II1. 电场力做功的计算方法⑴由公式W=Flcos e计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W=qElcos 6.（2） 由W= qU来计算，此公式适用于任何形式的静电场.电场力+七他广隹F（3） 由动能定理来计算：W（4） 由电势能的变化计算：W=E 1 -E；.pl p22. 带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断⑴粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧. （2）电场力与速度方向间夹角小于90°，电场力做正功；夹角大于90°，电场力做负功.【变式3】在电场强度大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为+q的物体以某一初 速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为警，物体运动瑚离时速度变为零，则下 列说法错误的是（）.A.物体克服电场力做功qEsC.物体的电势能增加了 qEsB.物体的电势能减少了 0.8qEsD.物体的动能减少了 0.8qEs03SIWEIFANGFAJIQIAO ---•》思维方法技巧2.发散思维法奇思妙想：巧法绝技公式E=*的拓展及应用技巧“一式二结论”巧解电场强度与电势差相关的问题：⑴一式：E=U=3⑵二结论：结论1其中d是沿电场强度方向上的距离.B E的电势，匀强电场中的任一线段AB的中点C 等于外=":%，如图6-2-10所示.图6-2-10 匀强电场中若两线段AB^CD，且AB = CD，则％=%（或%-%Q结论2=%")如图 6---2---11【典例】空间有一匀强电场，在电场中建立如图6-2-12所示的直角坐标系。

一xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标（0，a,0），N点的坐标为（a,0,0），P点的坐标为（a，a，a）.已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为（也 窘A： V B.§ VGAOKAOKUAILETIYAN ・・・•》高考快乐体验c4 v).3D-4 v一、电场的能的性质（高频考查）1. 位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布 如图6-2-13所示，图中实线表示等势线，则（）.A.B.C.D.2.A.C.a点和b点的电场强度相同正电荷从c点移到d点，电场力做负功负电荷从a点移到c点，电场力做负功正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则（ b点的电场强度一定比a点大b点的电势一定比a点高图 6-2-11图 6-2-12快乐体验：感悟高考图 6-2-13）.B.电场线方向一定从b指向aD.该电荷的动能一定减小3.A.C.D.图 6-2-14某电场的电场线分布如图6-2-14所示，以下说法正确的是（）.c点电场强度大于b点电场强度 B. a点电势低于b点电势若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点若在d点再固定一点电荷一0将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动 轨迹如图6-2-15所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的 重力.下列说法正确的有（）.4.A.粒子带正电荷C.粒子的速度不断增大B.粒子的加速度先不变，后变小D.粒子的电势能先减小，后增大二、电势、电势差、与电场强度的关系(中频考查)5.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化 的图象如图6-2-16所示.下列说法中正确的是().A. O点的电势最低 B. x2点的电势最高C. x1和一X］两点的电势相等 D. x1和x3两点的电势相等6.如图6-2-17所示，在xQy平面内有一个以O为圆心、半径A = 0.1 m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角 为。

若空间存在沿j轴负方向的匀强电场则O、P两点的电势差可表示为(A.C.电场强度大小E= 100 V/m,UOp=-10sin 6(V)UOp=-10cos 6>(V)).B.D.UOp=10sin 0(V) Uop=10cos 6(V)图 6-2-77.A.C.关于静电场，下列说法正确的是( 电势等于零的物体一定不带电 同一电场线上的各点，电势一定相等).B.电场强度为零的点，电势一定为零D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加第3讲 电容器 带电粒子在匀强电场中的运动I考纲点击II常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系1(考纲要求)点击U1. 常见电容器(1) 组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2) 带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值.(3) 电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能.放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能.2. 电容(1) 定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极 板间的电势差U的比值.(2) 定义式：C=U.(3) 物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小 的物理量.(4) 单位：法拉(F)3. 平行板电容器1 F=1^6 pF = 1012 pF误区警示 、电容是一个电容器的 容量.是一个物理量, 电容器是一个元件于任何电容器，但c=电容器特别提醒(1) 影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两板间的 距离成反比.uS (2) 决定式：C=4-kd，k为静电力常量.4nKd点击四带电粒子在匀强电场中的运动11(考纲要求)1.带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加(减)速运动.有两种分析方法:(1)用动力学观点分析：a=qE，£=% v2-v02=2ad.(2)用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化.qU=；mv2—"%22. 带电粒子在匀强电场中的偏转(1) 研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.(2) 处理方法：类似于平抛运动，应用运动的合成与分解的方法.①沿初速度方向做匀速有线运动，运动时间t=v②沿电场力方向，做匀加速直线运动土、y F qE Uq加速度：a= = = 1m m md0、. 、 1 Ual2离开电场时的偏移量：y=^^t2=2mdv 2离开电场时的偏转角：tan衍号=斜v° mdv °2点击国示波管 I (考纲要求)1. 构造：(1)电子枪，(2)偏转电极，(3)荧光屏2. 工作原理(如图6 — 3 — 1所示)(1) 如果在偏转电极XX'和”'之间都没有加 电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏 中心，在那里产生一个亮斑.(2) yy'上加的是待显示的信号电压，xx'上是 机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压，若所加 扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到 待测信号在一个周期内变化的稳定图象结论：(1)粒子以一定速度v0垂直射入偏转电场.粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的 /2处沿直线射出的.(2) 经过相同电场加速， 又经过相同电场偏转的一运动轨迹重合，与粒子的带电荷量和质量无关.II考基自测I1. 下列关于电容的说法正确的是().A.电容器简称电容 B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量D.由公式C=U知,电容器的电容与电容器两极板间的电势差成反比，与电容器所带的电荷量成正比2. 如图6—3—2所示，用静电计可以测量已充电的平行板 电容器两极板之间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断 正确的是( ).A. 增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小B. 将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C. 若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D. 若将A板拿走，则静电计指针张角变为零3. 一个带电小球，用细绳悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬绳烧断，小球将做（）.A-自由落体运动 B.匀变速曲线运动方向C.沿悬绳的延长线方向做匀加速直线运动 D.变加速直线运动4. 电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现增大两极板间 的电压，但仍使电子能够穿过平行金属板，则电子穿过平行金属板所需要的时间（）.A.随电压的增大而减小 B.随电压的增大而增大C.加大两板间距离，时间将减小 D.与电压及两板间距离均无关5. 如图6-3-3所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场 」 作用下偏转一段距离.现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化， |ri '、、、、、应该（）. H '、、、A-使《加倍 B.使U2变为原来的4倍 图6-3-3C.使U2变为原来的-克倍 D.使U2变为原来的；倍 'HEXINKAODIANTOUXI 1）2 » 核心考点透析 考点研析：案例突破考点一平行板电容器的动态分析1. 对公式C=U的理解电容C=U的比值，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由 电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关.2. 电容器两类问题比较分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小E变小C变小U变大E不变S变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小r变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小【典例1】M、N两金属板竖直放置，使其带电，悬挂其中的带电小球P 彳 腴 如图6-3-4所示，偏离竖直方向.下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向 一的夹角增大？ （P球不与金属极板接触）（）.A.增大MN两极板间的电势差 B.减小MN两极板的带电荷量C.保持板间间距不变，将M、N板一起向右平移 图6-3-4D .保持板间间距不变，将M、N板一起向左平移I借题发挥' ——运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路.（1） 确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变.. rS ... .. .（2） 用决定式C = 4心/分析平行板电容器电容的变化.4nKd（3） 用定义式C = Q分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.⑷用E = U分析电容器极板间电场强度的变化.【变式1】（2012-深圳调研）如图6-3-5所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地.一带电油滴位于电容器中的 1 P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离().A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减少 D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大考点二 带电体在匀强电场中做直线运动问题的分析首先对带电粒子进行受力分析，弄清带电粒子的运动状态，然后再选用恰当的物理规律求解.如 果应用牛顿运动定律，要弄清带电粒子的受力情况和运动情况，再灵活运用运用学公式求解；如果 运用动能定理，关键要弄清带电粒子的初、末状态及哪些力做功.【典例2】如图6-3-6所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块 ：才”处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，k —— 一 小物块恰好静止.重力加速度取g，sin 37° = 0.6, cos 37° = 0.8.求：(1) 水平向右电场的电场强度；(2) 若将电场强度减小为原来的2,物块的加速度是多大； 图6-3-6(3) 电场强度变化后物块下滑距离L时的动能.I借题发挥I ——带电体在匀强电场中做直线 运动问题的分析方法【变式2】在一个水平面上建立x轴，在过原点0右侧空间有 :一个匀强电场，电场强度大小E=6X105 N/C，方向与x轴正方向相同， ；在0处放一个电荷量q=5X10—C、质量m=0.010 kg的带负电绝缘 ITI物块.物块与水平面间的动摩擦因数a=0.2，沿x轴正方向给物块 无该"泉身一个初速度v0=2 m/s，如图6 — 3—7所示，求：(1) 物块最终停止时的位置；(g取10 m/s2) 图6-3-7(2) 物块在电场中运动过程的机械能增量.考点三 带电粒子在匀强电场中的偏转问题求解带电粒子偏转问题的两种思路在示波管模型中，带电粒子经加速电场U1加速，再经偏转电场 U2偏转后，需再经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮 点尸，如图6 — 3 — 8所示.【典例3】如图6 — 3 — 9所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电 场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、 e 屏质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度％射入 "| J电场中，％方向的延长线与屏的交点为。

试求： : :(1) 粒子从射入到打到屏上所用的时间； : J o(2) 粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值 ::tan a ： | | | ;(3) 粒子打到屏上的点P到O点的距离X 「一L 一，一 L一图 6 — 3—9【变式3】 如图6 — 3 — 10所示，金属板A、金属网8、荧光屏C彼此平行，A、B之间的距离4 = 9 cm，B、C之间的距离d2=18 cm，电源电动势E=20 V，内阻r=2 Q，滑动变阻器在0〜18 Q 之间可调，图中滑动片置于电阻的中点，从S孔向各个方向以速度％=1X105m/s向电场中射入电 e 一、，一，子，电子的比何m=1.8X10u C/kg，不计重力. A B C(1) 求A、B之间的电场强度的大小； 」 :(2) 设所有电子都能打在荧光屏上，求屏上亮圆的半径. | 「E,r03SIWEIFANGFAJIQIAO ---•奇思妙想：巧法绝技》思维方法技巧3. 等效思维法带电体在重力场、电场中的运动问题的“等效法”处理等效思维方法就是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法.例 如我们学习过的等效电阻、分力与合力、合运动与分运动等都体现了等效思维方法.常见的 等效法有“分解”、“合成”、“等效类比”、“等效替换”、“等效变换”、“等效简化” 等，从而化繁为简，化难为易.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的 问题是高中物理教学中一类重要而典型的题型.对于这类问题，若采用常规方法求解，过程 复杂，运算量大.若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷.图 6—3 —11【典例】如图6-3-11所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30° 的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道 相切.整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中.现有 一个质量为m的小球，带正电荷量为q=*3詈，要使小球能安全3E通过圆轨道，在O点的初速度应为多大？I借题发挥I 等效法的应用当我们研究某一新问题时，如果它和某一学过的问题类似，就可以利用等效和类比的方 法进行分析.用等效法解本题的关键在于正确得出等效重力场，然后再利用对比正常重力场 下小球做圆周运动的规律.04GAOKAOKUAILETIYAN ・..快乐体验！感悟高考》高考快乐体验一、平行电容器的动态分析问题（高频考查）1.一平行板电容器两极板间距离为』、极板面积为S，电容为呼，其中电是常量.对此电容器充电后断开电源.当增加两板间距时，电容器极板间（）.A.电场强度不变，电势差变大 B.电场强度不变，电势差不变C.电场强度减小，电势差不变 D.电场强度减小，电势差减小2.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图6 — 3 — 12所示）.设两极板正对面积为S，极板间的距离为也 静电计 指针偏角为。

实验中，极板所带电荷量不变，若（）.A.保持S不变，增大也则0变大B .保持S不变，增大也则0变小C.保持d不变，减小S，则0变小D.保持d不变，减小S，则0不变3.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1,板间电场强度为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为1d,其他条件不变，这时两极板间电势差为u2,板间电场强度为e2,下列说法正确的是().A. U2=U「E=Ex B.『J 鸟=4鸟C. U2=U], E2=2E]D. U2 = 2u「鸟=2鸟二、带电粒子在电场中的运动(高频考查)4.如图6-3-13(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有 如图6-3-13(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子 被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而 向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上.则％可能属于 的时间段是().TA，0"4T 3T 3TB.2