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高中物理电场讲义

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2013年高中物理课程讲义静电场复习知识小结（1）电场力做功的计算方法① 根据电势能的变化与电场力做功的关系计算：电场力做多少功，电势能就减少多少，其它形式的能增加多少。

② 应用公式W=qU AB 计算。

a. 正负号运算法：符号规定是：所移动的电荷若为正电荷，q 取正值；若为负电荷，q 取负值；若移动过程的始点电势φA ，高于终点电势φB ，U AB 取正值；若始点电势φA ，低于终点电势φB ，U AB 取负值。

b. 绝对值运算法：公式中的q 和U AB 都取绝对值，即公式变为 W=│q │·│U AB │。

正、负功判断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）。

（3）电场中电势高低的判断方法常用的方法有以下三种：① 据电场线的方向：电场线方向由高电势指向低电势。

② 由U AB ==qW AB，将W AB 和q 带符号代入，据U AB 的正负判断A 、B 两点电势的高低：当U AB >0时，φA >φB ；当U AB <0时，φA <φB 。

③ 据电场力做功来判断：正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向低电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由低电势处移向高电势处，对于负电荷，情况恰好相反。

④ 根据电势能判断：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大。

（4）电势能大小的比较 ① 场电荷判断法a. 离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小。

b. 离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电荷的电势能越大。

② 电场线法a. 正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。

b. 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。

③ 做功判断法无论正负电荷，电场力做功电势能减少。

电场力做正功，正电荷向电势低处运动，负电荷向电势高处运动。

【典型例题】[例1] 由如图所示的电场线，可判定（ ）A. 该电场一定是匀强电场B. A 点的电势一定低于B 点电势C. 负电荷放在B 点的电势能比A 点的电势能大D. 负电荷放在B 点所受电场力方向向右解析：由图知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A 项错。

电势的高低可据电场线由高电势指向低电势判断，则φA >φB ，故B 项错。

由于φA ＞φB ，故正电荷在A 点的电势能大，而负电荷在B 点的电势能大，因此C 项正确，也可假设负电荷由A 移到B ，则该过程中电场力向左与运动方向相反，故电场力做负功，电势能增加。

负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故D 项错。

答案：C[例2] 真空中有一均匀电场，方向沿Ox 正方向，若质量为m 、电量为q 的一带电微粒从O 点以初速度v 0沿Oy 方向进入电场，经△t 时间到达A 点，此时速度大小也为v 0，方向沿Ox 轴正方向，如图所示。

求：（1）从O 点到A 点的时间△t ；（2）该匀强电场的电场强度E 及OA 连线与Ox 轴的夹角θ； （3）若设O 点为零势点，则A 点电势为多大?解析：由于带电微粒到达A 点时，在Oy 方向上的速度已减小到零，因此带电粒子除受到沿Ox 方向的电场力外，还受到Oy 反向的重力。

根据力的独立作用原理及运动的独立性原理，微粒在Ox 方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为mqE；在Oy 方向上做初速度为v 0的上抛运动。

由于电场方向是沿Ox 正向，则A 点电势应比O 点低，已知O 点电势为零，则A 点电势应为负值。

（1）设微粒从O 点到A 点的运动时间为△t ，即为微粒做上抛运动分运动的时间，则：△t=gv 0。

（2）在Ox 方向上，到达A 点的速度为v 0，则： v 0=at=m qE .gv 0，qE=mg ，E=q mg设在Ox 方向的位移为x ， 则：x=2)(21t a ∆=22021mg qEv ⋅=g v 2021⋅设在Oy 方向上的位移，即上抛最大高度为y ，则：y=g v 2021⋅，tan θ=xy =1 θ=45° （3）根据U=E ·d ，又∵ d=x=g v 2021⋅，E= E=q mg，∴ O 点和A 点的电势差为：U OA =q mg g v 221⋅=q mv 220又∵ U OA =φO －φA ，φA =－qmv 22[例3] 如图所示，在彼此平行的A 、B 、C 三块金属板与电源相接，B 、A 间相距为d 1，电压为U 1；B 、C 间相距为d 2，电压为U 2，且U 1<U 2。

一个电子（电量为e ，质量为m ）从紧靠A 极板处由静止释放，经过电压U 1加速后沿直线从B 极板中央小孔进入B 、C 极板问，不计重力。

试求：（1）电子在B 、C 板之间前进的距离L ； （2）电子往复运动的周期。

解析：（1）电子在平行极板A 、B 间受电场力加速，在B 、C 板间克服电场力作用减速。

由动能和电势能守恒可知eU 1一eL d U 22=0，在B 、C 板之间前进距离L=221d U U 。

（2）电子先在A 、B 板间加速，在B 、C 板间减速直至速度为零，然后在B 、C 板间反向加速，在A 、B 板间反向减速，直至停止；然后又加速，减速…做往复运动。

电子在A 、B 两板间和B 、C 两板间的加速度分别为a 1=11md eU ，a 2=22md eU运动时间分别为： t 1=112a d =d 112eU mt 2=22a L =222212md eU d U U =22U d.e mU 12。

电子往复运动的周期为 T=2（t 1+t 2）=2e mU 12（11U d +22U d）课堂练习.1. 如图所示，平行板电容器电容为C ，带电量为Q ，板间距离为d ，今在两板正中央d ／2处放一电荷q ，则它受到的电场力大小为（ ）A. 22d Qq kB. 24dQq k C. Cd Qq D. Cd Qq22 如图质量为m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于0点，并处在水平向左的匀强电场E 中，小球静止时丝线与竖直方向夹角为θ，若剪断丝线，则小球的加速度的大小为（ ）A. 0B. g ，方向竖直向下C. gtan θ，水平向右D. g ／cos θ，沿绳向下3 如图所示，真空中有一电子束，以初速度v 0沿着垂直场强方向从O 点进入电场，以O 点为坐标原点，沿x 轴取OA=AB=BC ，再自A 、B 、C 作y 轴的平行线与电子径迹分别交于M 、N 、P 点，则AM ：BN ：CP= ，电子流经M 、N 、P 三点时沿x 轴的分速度之比为 。

5．如图所示，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（ ） A ．这个电场可能是负点电荷的电场B ．点电荷q 在A 点受到的电场力比在B 点受到的电场力大C ．点电荷q 在A 点的瞬时加速度比B 点的瞬时加速度小(不计重力)D ．负电荷在B 点处受到电场力的方向沿B 点切线方向6．相距为a 的A 、B 两点分别带有等量异种电荷 Q 、-Q ，在A 、B 连线中点处的电场强度为（ ）A ．零B ．2a kQ ，且指向-QC ．22a kQ ，且指向-QD ．28akQ，且指向-Q课后作业：1.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速运动,电子重力不计, 则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是（ ）A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右2.如图所示，电子以速度v 0沿与电场垂直的方向从A 点飞入匀强电场，并且从另一侧的B 点沿与电场成150º角的方向飞出，已知电子的质量为m ，电荷量为e ，求A 、B 两点的电势差。

(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV ＝1.60×10-19J ；二 典型例题分析：[例1] 由如图所示的电场线，可判定（ ）A. 该电场一定是匀强电场B. A 点的电势一定低于B 点电势C. 负电荷放在B 点的电势能比A 点的电势能大D. 负电荷放在B 点所受电场力方向向右解析：由图知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中，匀强电场的电场线是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A 项错。

电势的高低可据电场线由高电势指向低电势判断，则φA >φB ，故B 项错。

由于φA ＞φB ，故正电荷在A 点的电势能大，而负电荷在B 点的电势能大，因此C 项正确，也可假设负电荷由A 移到B ，则该过程中电场力向左与运动方向相反，故电场力做负功，电势能增加。

负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反，故D 项错。

答案：C[例2] 真空中有一均匀电场，方向沿Ox 正方向，若质量为m 、电量为q 的一带电微粒从O 点以初速度v 0沿Oy 方向进入电场，经△t 时间到达A 点，此时速度大小也为v 0，方向沿Ox 轴正方向，如图所示。

求：（1）从O 点到A 点的时间△t ；（2）该匀强电场的电场强度E 及OA 连线与Ox 轴的夹角θ； （3）若设O 点为零势点，则A 点电势为多大?解析：由于带电微粒到达A 点时，在Oy 方向上的速度已减小到零，因此带电粒子除受到沿Ox 方向的电场力外，还受到Oy 反向的重力。

根据力的独立作用原理及运动的独立性原理，微粒在Ox 方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为mqE；在Oy 方向上做初速度为v 0的上抛运动。

由于电场方向是沿Ox 正向，则A 点电势应比O 点低，已知O 点电势为零，则A 点电势应为负值。

（1）设微粒从O 点到A 点的运动时间为△t ，即为微粒做上抛运动分运动的时间，则：△t=gv 0。

（2）在Ox 方向上，到达A 点的速度为v 0，则： v 0=at=m qE .gv 0，qE=mg ，E=q mg设在Ox 方向的位移为x ， 则：x=2)(21t a ∆=22021mg qEv ⋅=g v 2021⋅设在Oy 方向上的位移，即上抛最大高度为y ，则：y=g v 2021⋅，tan θ=xy =1 θ=45° （3）根据U=E ·d ，又∵ d=x=g v 2021⋅，E= E=q mg，∴ O 点和A 点的电势差为：U OA =q mg gv 221⋅=q mv 220又∵ U OA =φO －φA ，φA =－qmv 220[例3] 如图所示，在彼此平行的A 、B 、C 三块金属板与电源相接，B 、A 间相距为d 1，电压为U 1；B 、C 间相距为d 2，电压为U 2，且U 1<U 2。

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高中物理 电场 专题课 讲义

高中物理 电场 专题课 讲义

电场专题一、复习旧知熟练应所学电场的性质，带电粒子在匀强电场中的运动问题。

理解电场线，电势、等势面，电场线与等势面之间的关系的一些性质容器的电容，掌握平行板电容器的电容的决定因素。

二、重难、考点教学重点：带电粒子在匀强电场中的运动。

教学难点：带电粒子在匀强电场中的运动。

三、考点：带电粒子在匀强电场中的运动，示波管的分析。

1、带电粒子的加速(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动。

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量。

221mv qU =(初速度为零)；2022121mv mv qU -=此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转(1)动力学分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)．(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)： ①沿初速度方向做速度为v 0的匀速直线运动． ②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．如图所示，两板间电势差为U ，相距为d ，板长为L ．—正离子q 以平行于极板的速度v 0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角θ为多少? 电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F ＝Eq ＝Uq/d由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md 水平方向做匀速运动，由L = v 0t 得t = L / v 0由运动学公式221at s =可得： U dmv qL L md Uq y 202202)v (21=⋅=带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v ⊥dmvqULat 0== 离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：dmv qULv v 200Ítan ==θ 电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P 到右端Q 的距离为x ，则由几何关系得：x y /tan =θ21/2/tan 20202===∴dmv qLU d mv U qL yx θ3．示波管的原理(1)构造及功能如图所示 ①电子枪：发射并加速电子．②偏转电极YY ，：使电子束竖直偏转(加信号电压)XX ，：使电子束水平偏转(加扫描电压)． ③荧光屏． (2)工作原理如图偏转电极XX ，和YY ，不加电压，电子打到屏幕中心；若电压只加XX ，，只有X 方向偏；若电压只加YY ，，只有y 方向偏；若XX ，加扫描电压，YY ，加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象．四、例题讲解【例1】：已知如图，点电荷A、B的电荷分别为Q A、Q B，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。

《电场和磁场》 讲义

《电场和磁场》 讲义

《电场和磁场》讲义一、电场在我们周围的世界里，存在着一种看不见、摸不着，但却实实在在发挥着重要作用的物质——电场。

电场是由电荷产生的。

就好像一个磁铁周围存在着磁场一样，一个电荷的周围也存在着电场。

电荷分为正电荷和负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

当一个电荷存在时，它的周围就会形成电场，这个电场会对处在其中的其他电荷产生力的作用。

电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量。

它的定义是：放入电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，用E 表示。

电场强度是一个矢量，既有大小又有方向。

电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

为了形象地描述电场，我们引入了电场线。

电场线是人们为了形象地描述电场而假想的线，它并不是实际存在的。

电场线从正电荷出发，终止于负电荷或者无穷远；电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线越密的地方，电场强度越大。

静电场中的高斯定理是一个非常重要的定理。

它表明在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的代数和除以ε₀。

这个定理反映了电场的一个基本性质，即电荷是电场的源。

在实际生活中，电场有着广泛的应用。

比如，电容器就是利用电场来储存电荷和电能的装置。

在电容器中，两个彼此靠近但又相互绝缘的导体就构成了一个电容器。

当电容器充电时，两个导体上分别带上等量的异种电荷，它们之间就形成了电场。

二、磁场说完电场，咱们再来聊聊磁场。

磁场也是一种看不见、摸不着的物质，但我们可以通过它对放入其中的磁体或电流的作用来感知它的存在。

磁场是由运动的电荷产生的。

磁铁周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场。

磁场也有强弱和方向，我们用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向。

磁感应强度是一个矢量，它的方向就是小磁针在磁场中静止时 N 极所指的方向。

和电场线类似，为了形象地描述磁场，我们引入了磁感线。

磁感线是闭合曲线，外部是从 N 极指向 S 极，内部是从 S 极指向 N 极。

《电场与电场强度》 讲义

《电场与电场强度》 讲义

《电场与电场强度》讲义一、什么是电场在我们的日常生活中，电的应用无处不在，从照明的电灯到驱动的电机，从手机通讯到电脑运算。

但你是否想过，电是如何在空间中发挥作用的呢？这就引出了一个重要的概念——电场。

电场，简单来说，是存在于电荷周围的一种特殊物质。

它虽然看不见、摸不着，但却能对处在其中的电荷产生力的作用。

就好像一个无形的“力场”，当电荷进入这个“场”的范围，就会受到某种“力量”的影响。

举个例子，假如有一个正电荷，它会在周围空间产生电场。

另一个电荷靠近它时，就会感受到这个电场的作用。

电场具有能量和动量，它不是由分子、原子组成的，而是一种特殊的物质形态。

与我们熟悉的由实物粒子构成的物质不同，电场是一种非实物的存在，但它的作用却实实在在地影响着电荷的运动和相互作用。

二、电场强度既然电场能够对电荷施加力的作用，那么如何来描述电场的这种“作用力”的强弱呢？这就需要引入电场强度的概念。

电场强度，是用来描述电场的强弱和方向的物理量。

它的定义是：放入电场中某点的电荷所受到的电场力F 与该电荷的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强，用 E 表示。

数学表达式为：E ＝ F／ q 。

从这个定义可以看出，如果在某点放置的电荷量越大，受到的电场力越大，但电场强度是不变的。

这就好比一个测力计，测量的力的大小会随着受力物体的不同而改变，但测力计本身的精度（类似于电场强度）是固定的。

电场强度是一个矢量，既有大小又有方向。

其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。

如果在电场中某点放入一个正电荷，它受到的电场力方向就是该点电场强度的方向；如果放入的是负电荷，受到的电场力方向则与该点电场强度的方向相反。

为了更直观地描述电场强度的分布，我们常常使用电场线。

电场线是人们为了形象地描述电场而引入的假想曲线。

电场线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致，而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

电场线越密集的地方，电场强度越大；电场线越稀疏的地方，电场强度越小。

高中物理电场讲义

高中物理电场讲义

电荷和电荷守恒定律电场电场力的性质场强E=F/q 矢量 电场线匀强电场E=U/d 真空中点电荷的电场E=KQ/r 2电场能的性质电势：φ =ε/q 标量 等势面 电势差：U AB =U A —U B =Δε/q =w AB /q电场力F=E ·q （任何电场）F=Kq 1q 2/r 2(真空中点电荷) 电势能：ε=Q φ ΔεAB =qU AB电场力的功 W =qU AB =ΔεAB 做功与路径无关带电粒子在电场中运动平衡 直线加速 偏转 电场中的导体 静电感应 静电平衡 电容器 电容：C=Q/U高中物理电场专题知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：电场的力的性质；电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。

其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。

难点是带电粒子在电场中的运动。

电荷及其守恒1、两种电荷：在自然界中存在两种电荷，即正电荷和负电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电．电荷的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，任何带电物体都能吸引轻小物体3、起电方式：使物体带电的三种方式有摩擦起电、接触起电、感应起电，物体带电的本质是电子的转移． 注意：完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分．4、电荷量⑴概念：电荷的多少叫电荷量．⑵在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C最小的电荷量叫做元电荷，用e 表示， e ＝1.60×10－19C.5、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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，在任何转移的过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 a ，a 的表面镀有铝膜，在 a 的近旁有一绝缘金属球 b ，开始时 a 、b 都不带电，如图所示，现使 b 带电，则( ) A ．a 、b 之间不发生相互作用 B ．b 将吸引 a ，吸住后不放开 C ．b 立即把 a 排斥开D ．b 先吸引 a ，接触后又把 a 排斥开一. 库仑定律1.库仑定律内容：F =___________,其中:K =_________。