2018物理人教(浙江)选修3-1课件：第一章 静电场 习题课：带电粒子在电场中的运动
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2017-2018学年浙江省11月物理选考真题页数:12
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2018版物理浙江版选修3-1课件：第一章 静电场 4 精品
若将该电荷从无穷远处移入电场中N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下
列判断正确的是 答案 A.φM<φN<0 C.φN<φM<0
解析
√B.φN>φM>0
D.φM>φN>0
设该正电荷的电荷量为q.
则其在M、N点的电势能分别为EpM＝8.0×10－9 J，EpN＝9.0×10－9 J.
所以M、N点的电势分别为φM＝EqpM＝8.0×q10－9 V. φN＝EqpN＝9.0×q10－9 V. 所以φN>φM>0. 选项B正确.
2.几种常见电场的等势面
(1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面. (2)等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电 势越来越低，中垂线是一条等势线.
(3)等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂 线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.等量负点 电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向 两侧，电势越来越高. (4)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面.
知识梳理
1.电势的定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的 比值 ， Ep
即φ＝ q ，单位为 伏特 ，符号为 V . 2.电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐 降低 . 3.电势的标量性：电势是 标 量，只有大小，没有方向，但有正、负 之分，电势为正表示比零电势 高 ，电势为负表示比零电势 低 .
四、等势面 导学探究 (1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面？ 答案 电场中电势相等的各点构成的面 (2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化？ 电场力做功情况如何？ 答案 不发生变化 电场力不做功
2018版高中物理选修3-1课件：第一章 静电场 1-2 静电力 库仑定律 精品
二、对库仑定律的理解和应用
1.静电力的确定 (1)大小计算：利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的 正、负号代入公式，只代入q1和q2的绝对值即可. (2)方向判断：利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来 判断.
2.两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，即不论电荷 量大小如何，两点电荷间的库仑力大小总是相等的. 注意 (1)库仑定律只适用于点电荷的带电体之间的相互作用. (2)两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷； 相距较近时不能看作点电荷，此时球体间的作用力会随着电 荷的分布而变化.
三、静电力的叠加
空间中有多个电荷时，某电荷所受的静电力是其他所有电荷
单独对其静电力的矢量和.遵循平行四边形定则. 例3 如图2所示，在A、B两点分别放置点电
荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C，在 AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC
＝6×10－2 m.如果有一个电子在C点，它所受
借题发挥 当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵 守库仑定律.某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用 力的平行四边形定则求出其合力.这就是库仑力的叠加原理.
四、静电力作用下的平衡问题 1.静电力可以与其他的力平衡，可以使物体发生形变，也可以产 生加速度.分析问题的思路与方法完全是力学问题的思路与方法. 2. 静电力作用下的共点力的平衡 分析静电力平衡的基本方法：(1)明确研究对象；(2)画出研究对象 的受力分析图；(3)根据平衡条件列方程；(4)代入数据计算或讨论.
梳理·识记·点拨
一、静电力与点电荷模型 1. 电荷间作用力大小的影响因素：两带电体之间的相互作用 力与其形状、大小、 电荷量 、电荷分布、二者之间的距离 等因素有关. 2.点电荷：本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体叫 做点电荷.
2018人教物理选修3-1第一章1.3电 场 强 度 精品课件
电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而F/q这
一比值却不变。故D错误。 答案：C 点评： 通过本例的分析，可使学生全面地理解场强的定 义。场强是由电场本身决定的，与试探电荷q无关。
物理 ·选修3-1
静电场
课件
如图所示的四个电场的电场线，其中 A和 C图中小圆圈表 示一个点电荷， A图中虚线是一个圆，B图中几条直线间距相 等互相平行，则在图中M、N处电场强度相同的是( )
静电场
课件
知识自主梳理
物理 ·选修3-1
静电场 电场
课件
1.概念 电荷周围存在的一种特殊物质。带电体间的相互作用是通 电场 发生的。 过周围的______
2．静电场
静止 的电荷产生的电场。 是______ 3．基本性质 力 的作用。 对放入其中的电荷有______
物理 ·选修3-1
静电场
课件
电场强度 1.试探电荷(检验电荷) 是否存在 及其强弱分布情况的电荷，是研 用来检测电场__________
物理——万物之理
人教版 ·选修3-1
物理 ·选修3-1
静电场
课件
第一章
3 电场强度
物理 ·选修3-1
静电场
课件
学习目标定位
物理 ·选修3-1
静电场
课件
※
知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场 是客观存在的一种特殊物质。
理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定 ※※ 义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场 强度的方向是怎样规定的。 ※ 知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计 算。
切线 意义
物理 ·选修3-1
静电场
课件
[特别提醒]带电粒子运动轨迹与电场线重合必备的条件： (1)电场线是直线； (2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但方向沿电场 线所在的直线；
人教版 2018年 高二物理选修3-1 第一章静电场 专题 带电粒子在电场中的运动课件(30张ppt)
例5、如图所示，ABCD为竖直放在场强为E＝ 104V/m水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨 道的BCD部分是半径为R的圆形轨道，轨道的水平 部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且 AB＝0.6m，把一质量m＝0.1kg、带电荷量q＝ +1×10-4C的小球放在水平轨道的A点由静止开始 释放，小球在轨道的内侧运动。（g取10m/s2） 求： （1）小球到达B点时的速度多大？ （2）小球到达D点时对轨道压力是多大？ （3）若让小球安全通过轨道，开始释放点离B点 至少多远？
NB′=NB=6qE．
例3、如图，长L=0.20m的丝线的一端栓一质量为 m=1.0×10-4Kg带电荷量为 q=+1.0×10-6C的小球，另一端连在一水平轴O上， 丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个 装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度 E=2.0×103N/C，现将小球拉到与轴O在同一水 平面的A点，然后无初速地将小球释放，取 g=10m/s2， 求（1）小球通过最高点B时速度的大小 （2）小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小。
等效最高、高低点
例 4 如图 541 所示， O 点系一细线，线长为 L ，另一 端系一带电量为+q，质量为m的带电小球，空间存在 电场强度为E的匀强电场，场强方向水 平向右，小球绕O点在竖直平面内恰好 做圆周运动，则小球的最小速率多大？
【分析】在重力场和电场叠加的复合场中的圆周运 动，关键是寻找最小、最大速度位置．可以引入 “等效重力场”的概念，就把重力场和电场两个场 相复合的问题简化为只有一个场的问题．从而将重 力场中的相关规律有效地迁移过来． 【解析】如图所示，由于小球恰好
练习、一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小 和方向随时间变化的规律如图所示．带电微粒只在 电场力的作用下，由静止开始运动．则下列说法中 正确的是（ BD ） A．微粒在0--1s内的加速度与1--2s内的加速度相同 B．微粒ห้องสมุดไป่ตู้沿着一条直线运动 C．微粒做往复运动 D．微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同
2018年高中物理选修3-1课件：第1章 静电场 第3节 电场及其描述 精品
(2)实验：用挂在细线下端的带电小球作为试探电荷，把这个试 探电荷先后放在带电体 A 产生的电场中的不同位置，如图所示， 可以观察到离带电体 A 越远，细线偏离的角度_越__小___．
(3)结论 ①在电场中的同一位置，试探电荷受到的电场力与其电荷量的
比值Fq 是一定的，与试探电荷的__电__荷__量__无关． ②在电场中的不同位置，这个比值一般是_不__同___的，静电力的 方向也一般_不__同___，这个比值只跟试探电荷在电场中的_位__置___ 有关，跟试探电荷的_电___荷__量__无关，它反映了电场本身的一种 性质．
A．电场线一定是闭合的曲线 B．电场线是正电荷在电场中的运动轨迹 C．电场线的疏密表示场强的强弱 D．电场线可以相交 [解析] 电场线是不闭合的，A 错误．电场线不是带电粒子在电 场中的运动轨迹，B 错误．电场线不可相交，D 错误． [答案] C
命题视角 2 电场线的应用 如图所示为点电荷 A、B 所形成
项 D 正确．
3．如图所示，把一个电荷量 q＝－1×10－6 C 的试探电荷，依次 放在带正电的点电荷 Q 周围的 A、B 两处，受到的电场力大小 分别是 FA＝5×10－3N，FB＝3×10－3 N.
(1)画出试探电荷在 A、B 两处的受力方向； (2)求出 A、B 两处的电场强度； (3)若在 A、B 两处分别放上另一个电荷量为 q′＝1×10－5 C 的电 荷，则该电荷受到的电场力为多大？
1．由 E＝Fq可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比， 这么理解正确吗？ 提示：不正确．E＝Fq 是电场强度的定义式，不是决定式，电场 中某点的场强 E，只与电场本身有关，与放入的电荷无关．
三、点电荷的电场与匀强电场
1．点电荷的电场 (1)存在：_点__电__荷___周围．
2018物理人教(浙江)选修3-1课件：第一章 静电场 2
个 的金属小球 ，电荷量 的方
法，发现F与q1和q2的
成正比.
即学即 用 判断下列说法的正误 . (1)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷 .( × )
(2)体积很大的带电体一定不能看成点电荷 .( ×
)
(3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将
这两个带电体看成点电荷 .( ) √ q 1q 2 (4)根据F＝ k ，当两电荷的距离趋近于零时，静电力 × 2 r 将趋向无穷大.( )
为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之
案
析
比为
A.2∶1
√
B.4∶1
C.16∶1
D.60∶1
规律总 结 用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷 q1 、 q2
的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量
的绝对值代入即可；力的方向再根据同种电荷相互
排斥，异种电荷相互吸引加以判别.
三、库仑力的叠加
.
(2)正确区分点电荷与元电荷：
①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，
是电荷量的最小值，没有正、负之分.
2.库仑定律
(1) 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，
正比 二次方 ，与它们的距离的 与它们的电荷量的乘积成 它们的连线上 成反比，作用 N·m2/C2，
案
角度把力放大；②利用相同球体接触平分电荷量解
决了无法测量电荷量的问题．
知识梳
理 1.点电荷
(1) 点 电 荷 ： 当 带 电 体 间 的 距 离 大得多 比它们自身的大 形状 大小 电荷分布状况 小 ，以致带电体的 、 的点，叫做 及
点电荷 对它们之间的作用 力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电
法，发现F与q1和q2的
成正比.
即学即 用 判断下列说法的正误 . (1)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷 .( × )
(2)体积很大的带电体一定不能看成点电荷 .( ×
)
(3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将
这两个带电体看成点电荷 .( ) √ q 1q 2 (4)根据F＝ k ，当两电荷的距离趋近于零时，静电力 × 2 r 将趋向无穷大.( )
为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之
案
析
比为
A.2∶1
√
B.4∶1
C.16∶1
D.60∶1
规律总 结 用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷 q1 、 q2
的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量
的绝对值代入即可；力的方向再根据同种电荷相互
排斥，异种电荷相互吸引加以判别.
三、库仑力的叠加
.
(2)正确区分点电荷与元电荷：
①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，
是电荷量的最小值，没有正、负之分.
2.库仑定律
(1) 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，
正比 二次方 ，与它们的距离的 与它们的电荷量的乘积成 它们的连线上 成反比，作用 N·m2/C2，
案
角度把力放大；②利用相同球体接触平分电荷量解
决了无法测量电荷量的问题．
知识梳
理 1.点电荷
(1) 点 电 荷 ： 当 带 电 体 间 的 距 离 大得多 比它们自身的大 形状 大小 电荷分布状况 小 ，以致带电体的 、 的点，叫做 及
点电荷 对它们之间的作用 力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电
2018版高中物理选修3-1课件：第一章 静电场 1-1 静电现象及其微观解释 精品
2.静电感应：导体因受附近带电体的影响而 带电 的现象叫做
静电感应.利用静电感应使物体带电的方式叫 感应起电 .
3.电荷：物理学规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带 正电 ，用毛
皮摩擦过的橡胶棒带 负电.同种电荷相互 排斥 ，异种电荷相
互 吸引 .
二、原子结构与电荷守恒 1.原子结构：物质是由 原子 、分子、离子等微粒组成；原子 是由 原子核 和 电子 组成；原子核是由中子 和质子组成.质子 带 正 电，电子带 负 电，物体 不显 电性.
三、静电的应用与防护 1.静电的应用： 激光打印机 、静电喷雾、 静电除尘 、静电 杀菌等. 2.防止静电危害的方法之一是： 尽快把静电导走 .
想一想 油罐车车尾为什么拖着一条长长的铁链？ 答案 由于运输过程中油和油罐摩擦产生了静电，通 过一条铁链可以将电荷导走，避免引起爆炸事故.
课堂讲义
理解·深化·探究
一、 三种起电方式 1.摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从 一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到 电子而带负电，失去电子的物体则带正电. 2.感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引 或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近 带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷.
解析 相对于金属球来讲，金属箔片是距离带电体A较远 的一端，根据静电感应规律可知，验电器的两金属箔片都 带上了正电荷，而同种电荷相斥，所以金属箔片张开，即 D正确. 答案 D
电荷守恒定律的理解和应用
2.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为 QA ＝6.4×10－9 C、QB ＝－3.2 ×10－9 C，让两个绝缘金属小球接 触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少个电子？ 解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正 电荷再重新分配.由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后 两小球带电荷量QA′＝QB′＝ QA＋2 QB＝6.4×10－9－2 3.2×10－9 C ＝1.6×10－9 C.
2018物理人教(浙江)选修3-1课件：第一章 静电场 6
为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的 A 、 B 、 C 三点，已知 A 、 B 两点间电势 差为1 350 V， 9 000 (1) 求匀强电场的场强大小； 答 V/m 案
解 析
图2
r 由题图知 A、 B 两点在匀强电场方向上的距离 d＝r＋2＝0.15 m， U 所以匀强电场场强 E＝ d ＝9 000 V/m.
(2)若在圆心O处放置电荷量为10－8 C的正点电荷，求C 点电场强度的大小和方向.(结果保留三位有效数字)
答 案
解 析
1.27×104 N/C ，方向与水平方向成 45°角斜向右上
U 二、对关系式U＝Ed和E＝ d
的理解
1.关系式表明了电场强度与电势差的关系 U 可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位 由E＝ d 距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的变
针对训练
如图6所示，实线为方向未知的三条电场线，
虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带
电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电
场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则
A.a一定带正电，b一定带负电 √
B.a加速度减小，b加速度增大
C.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|
D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达 图6 答 解 1的动能变化量小 等势线
(2)比较两次计算的功的大小，说明电
势差与电场强度有何关系．
UAB ＝ Ed (3)B 、 C 在同一等势面上， UAC 与电场
答 案
强度有何关系？ UAC ＝ 答 案 Ed
知识梳 理 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 UAB Ed (1)关系式：UAB＝ 或E＝ . d (2) 物 理 意 义 ： 匀 强 电 场 中 两 点 电场强度 间的电势差等于
解 析
图2
r 由题图知 A、 B 两点在匀强电场方向上的距离 d＝r＋2＝0.15 m， U 所以匀强电场场强 E＝ d ＝9 000 V/m.
(2)若在圆心O处放置电荷量为10－8 C的正点电荷，求C 点电场强度的大小和方向.(结果保留三位有效数字)
答 案
解 析
1.27×104 N/C ，方向与水平方向成 45°角斜向右上
U 二、对关系式U＝Ed和E＝ d
的理解
1.关系式表明了电场强度与电势差的关系 U 可知，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位 由E＝ d 距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的变
针对训练
如图6所示，实线为方向未知的三条电场线，
虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带
电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电
场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则
A.a一定带正电，b一定带负电 √
B.a加速度减小，b加速度增大
C.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|
D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达 图6 答 解 1的动能变化量小 等势线
(2)比较两次计算的功的大小，说明电
势差与电场强度有何关系．
UAB ＝ Ed (3)B 、 C 在同一等势面上， UAC 与电场
答 案
强度有何关系？ UAC ＝ 答 案 Ed
知识梳 理 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 UAB Ed (1)关系式：UAB＝ 或E＝ . d (2) 物 理 意 义 ： 匀 强 电 场 中 两 点 电场强度 间的电势差等于
高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)
可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
2018物理人教(浙江)选修3-1课件：第一章 静电场 习题课：电场力的性质
生全反射
解 答
归纳总
结 1.光的反射和全反射均遵循光的反射定律，光路均是
可逆的.
2.光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的
折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，
不发生折射.入射角等于临界角时，折射角等于90°，
实际上已经没有折射光线了.
例2
一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形
玻璃杯，图5为过轴线的截面图，调整入射角α，使光 4 线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折 3 射率为 ，求sin α的值. 7 答案
方式二
方式三
入射面
全反射面
AB
AC
AC
AB、BC
AB
AC
即学即
用 判断下列说法的正误. (1)制作全反射棱镜的材料的折射率一定大于 2 √ .( )
(2)全反射棱镜可以使光线传播的方向改变 √ 180°.(
(3)全反射棱镜可以使光线传播的方向改变 90°.( √ 棱镜.( 失要小.( )
)
(4)用任意一种材料制作的等腰直角三棱镜都是全反射 ×
例1
(
三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半 径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置.下列说法
√
正确的是 A.假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射， 图4 B.假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能 那一定是aO光线 发生全反射
√ C. 假若光线 bO 能发生全反射，那么光线 aO 一定能发 √
边上．逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的
变化． (1)在入射角逐渐增大时，折
射角的大小如何变化？ 图1
答案 逐渐增大入射角，会看到折射光线离法线越来 越远，折射角逐渐增大.
解 答
归纳总
结 1.光的反射和全反射均遵循光的反射定律，光路均是
可逆的.
2.光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的
折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，
不发生折射.入射角等于临界角时，折射角等于90°，
实际上已经没有折射光线了.
例2
一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形
玻璃杯，图5为过轴线的截面图，调整入射角α，使光 4 线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折 3 射率为 ，求sin α的值. 7 答案
方式二
方式三
入射面
全反射面
AB
AC
AC
AB、BC
AB
AC
即学即
用 判断下列说法的正误. (1)制作全反射棱镜的材料的折射率一定大于 2 √ .( )
(2)全反射棱镜可以使光线传播的方向改变 √ 180°.(
(3)全反射棱镜可以使光线传播的方向改变 90°.( √ 棱镜.( 失要小.( )
)
(4)用任意一种材料制作的等腰直角三棱镜都是全反射 ×
例1
(
三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半 径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置.下列说法
√
正确的是 A.假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射， 图4 B.假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能 那一定是aO光线 发生全反射
√ C. 假若光线 bO 能发生全反射，那么光线 aO 一定能发 √
边上．逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的
变化． (1)在入射角逐渐增大时，折
射角的大小如何变化？ 图1
答案 逐渐增大入射角，会看到折射光线离法线越来 越远，折射角逐渐增大.
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解 析
2)匀强电场的场强；
答 案 解 析
3mv0 2 3qL
粒子在匀强电场中做类平抛运动，
在水平方向上： L ＝ v0t ，在竖直方向上： vy ＝
3v 0 at， vy＝v0tan 30° ＝ 3 ，
3mv0 2 由牛顿第二定律得：qE＝解得： ma E＝ 3qL .
(3)两板间的距离.
答 案 解 析
(3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速
度方向反向.
2.讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方
法：
例1
如图 1 所示，水平放置的 A 、 B 两
平行板相距 h ，上板 A 带正电，现有质 量为m、带电荷量为＋q的小球在B板下 方距离 B 板为 H 处，以初速度 v0 竖直向 上从B板小孔进入板间电场. 做匀减速直线 (1) 带电小球在板间做何种运动？ 答 运动 案
乙
针对训练
带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方
向随时间变化的规律如图 5 所示.带电微粒只在电场力的
作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是
答 案 解 析
图5 A.微粒在0～1 s内的加速度与1～2 s内的加速度相同 B.微粒将沿着一条直线运动 √ C.微粒将做往复运动 D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移不同
3 6L
粒子做类平抛运动，
1 2 3 在竖直方向上：d＝2at ，解得：d＝ 6 L.
三、带电粒子在交变电场中的运动
1.当空间存在交变电场时，粒子所受电场力方向将随
着电场方向的改变而改变，粒子的运动性质也具有
周期性.
2.研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究，
并辅以 v － t 图象 . 特别注意带电粒子进入交变电场时 的时刻及交变电场的周期.
例2
长为 L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的
异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、
质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电
场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时
速度恰与下极板成 30°角，如图2所示，不计粒子重力，
答 求：
案
(1)粒子末速度的大小； 2 3v0 3 图2
解 析
图1
带电小球在电场外只受重力的作用做匀减 速直线运动，在电场中受重力和电场力作 用做匀减速直线运动.
(2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势 差为多少？ 2 m [ v 0 －2gH＋h] 答 案 2q
解 整个运动过程中重力和电场力做功，由动能定理得 析
1 2 －mg(H＋h)－qUAB＝0－2mv0
压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则
答 案 解 析
图8 A.电子在A、B两板间做往复运动
B.在足够长的时间内，电子一定会碰上A板 √
T 时，电子将回到出发点 C.当t＝ 2 T 时，电子的位移最大 D.当t＝ 2
1 2 3 4
3.如图9所示，在某一真空中，只有水 平向右的匀强电场和竖直向下的重力 场，在竖直平面内有初速度为 v0 的带 电微粒，恰能沿图示虚线由 A向B做直 答 解 线运动.那么
四、带电粒子在电场 ( 复合场 ) 中 的圆周运动
例4 如图6所示，半径为r的绝缘细圆 环的环面固定在水平面上，场强为E的 匀强电场与环面平行 . 一电荷量为＋ q 、 质量为 m 的小球穿在环上，可沿环做 无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，
答 解 速度 vA 的方向恰与电场垂直，且圆环
图6
与小球间沿水平方向无力的作用，求： qEr m v 的大小； (1)速度
案 析
图9
A.微粒带正、负电荷都有可能 √
B.微粒做匀减速直线运动
C.微粒做匀速直线运动
D.微粒做匀加速直线运动
例3
在如图3 所示的平行板电容器的
两板 A 、 B 间分别加如图 4 甲、乙所示 的两种电压，开始B板的电势比A板高. 在电场力作用下原来静止在两板中间
的电子开始运动.若两板间距足够大，
且不计重力，试分析电子在两种交变
图3
电压作用下的运动情况，并画出相应 见解 答 析 案 的v－t图象.
解 析
甲Hale Waihona Puke 图4第一 章 静电 场
习题课：带电粒子在电场 中的运动
课时要求
1.会利用动力学和功能观点分析带电粒子在电
场中的直线运动.
2.会利用运动的合成与分解方法分析带电粒子
在电场中的类平
抛运动.
3.会分析带电粒子在交变电场及复合场中的运
内容索引
题型探究
达标检测
1
题型探究
一、带电粒子在电场中的直线运动
1.带电粒子在电场中做直线运动 (1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等 于零，即所受到的电场力与其他力平衡. (2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速 度方向同向.
均不计，油漆微粒最后都能落在金属板B上.对油漆微粒，下 答
列说法正确的是
案
A.每个微粒的加速度不相同
B.所有微粒到达B板前的瞬间速度大小相等 √ C.电场力对每个微粒所做的功相同
1 2 3 4
2.如图8 甲所示，在间距足够大的平行金属板 A、 B之间
有一电子，在 A 、 B 之间加上如图乙所示规律变化的电
2
达标检测
1.静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点，其 装置可简化为如图7所示.A、B为有一定间距的两块平行金属 板，两板间存在由B指向A的匀强电场.在A板的中央放置一个 安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向竖直向下方向均 图7 匀地喷出初速度大小不同、带负电的油漆微粒，假设油漆微 粒的质量、电荷量大小均相等，微粒的重力和所受空气阻力
A
案
析
(2)小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方 向的作用力的大小.
答 案 解 析
6q E
技巧点
拨 解决电场复合场中的圆周运动问题，关键是分析向 心力的来源，向心力的提供有可能是重力和电场力
的合力，也有可能是单独的重力或电场力.有时可以
把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动，
找出等效“最高点”和“最低点”.
m[v0 －2gH＋h] 解得 UAB＝ . 2q
2
二、带电粒子在电场中的类平抛运动
1. 分析带电粒子在电场中做类平抛运动的方法：利用 运动的合成与分解把曲线运动转换为直线运动 .利用的 物理规律有：牛顿运动定律结合运动学公式、动能定 理、功能关系等. 2. 分析此类问题要注意：粒子在哪个方向不受力，在 哪个方向受电场力，粒子的运动轨迹向哪个方向弯曲.