人教版高中物理选修3-1静电场
(完整版)人教版高中物理(选修3-1)

人教版高中物理(选修3-1) 重、难点梳理第一章电场§1.1 电荷及其守恒定律一、课标及其解读1、了解摩擦起电和感应起电,知道元电荷(①知道自然界存在两种电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;②了解摩擦起电、感应起电,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质;③知道元电荷、电荷量的概念,知道电荷量不连续变化。
)2、用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象(①知道电荷守恒定律;②应掌握完全相同的两个带电金属球相互接触后,电荷间的分配关系。
)3、了解静电现象及其在生产、生活中的应用(如静电喷涂、静电复印、经典植绒、静电除尘等。
)二、教学重点从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
三、教学难点起电的本质四、教学易错点1、在静电感应现象中,金属导体内移动的是电子,而不是质子;2、元电荷是电荷量,并不是某个实体电荷;3、电荷量是不连续的,电荷的正负表示其带电性质。
五、教学疑点1、对起电方式及实质的理解(①对物质内部微观结构分析,说明部分物质内部电子可以自由移动;②电荷守恒,说明起电的实质不是新电荷的产生。
)2、电中性的解释,加深学生对起电的理解。
六、教学资源(一)教材中重视的问题1、关于静电现象方面的知识,初中已有介绍,而高中则更侧重于从物质微观结构的角度去认识物体带电的本质,如教材中提到的导体与绝缘体;2、能用静电现象解释生活中的现象(如课本P5第1题)。
(二)教材中重要的思想方法1、各种守恒定律是物理学的基本规律,本节进一步突出守恒的思想;2、培养学生对实验现象进行归纳、总结的能力,教材中各种实验现象均未给出具体的结论,这就要求教学中要渗透科学探究的思想方法。
§1.2 库仑定律一、教学要求1、知道点电荷,体会科学探究中的理想模型方法(①了解点电荷;②明确点电荷是个理想模型及把物体看成点电荷的条件;③体会理想化物体模型在科学研究中的作用与意义。
)2、知道两个点电荷间的相互作用规律(①通过实验,探究影响电荷间相互作用力的因素,了解库仑定律的建立过程;②知道两个点电荷相互作用的规律(库仑定律及其适用条件);③能用数学知识解决库仑定律中存在的极值问题。
人教高中物理选修《静电场》

人教版高中物理选修3-1《静电场》复习电荷及其守恒定律 库仑定律(1)【典型例题】【例1】关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是:( ) A 、 摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷 B 、 摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C 、 感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D 、 感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了。
由电荷守恒定律可知:电荷不可能被创造。
【答案】B 、C【例2】绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的附近,有一个绝缘金属球b ,开始a 、b 都不带电,如图所示,现在使a 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 C 、b 立即把a 排斥开D 、b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开 【答案】D【例3】两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1∶3,相距为r 时相互作用的库仑力的大小为F ,今使两小球接触后再分开放到相距为2r 处,则此时库仑力的大小为:A 、F 121 B 、F 61 C 、F 41 D 、F 31【答案】A 、D§1、2电荷及其守恒定律 库仑定律(2)【典型例题】【例1】一根臵于水平面上的光滑玻璃管(绝缘体),内部有两个完全相同的弹性金属球A 、B ,带电量分别为9Q 和-Q ,从图示位臵由静止开始释放,问:两球再次经过图中位臵时,两球的加速度是释放时的多少倍?916倍【例2】如图所示,一个半径为R 的圆环均匀带电,ab 是一个极小的缺口,缺口长为L (L<<R ),圆环的带电量为Q L (正电荷),在圆心处放臵一个带电量为q 的负电荷,试求负电荷受到的库仑力。
()222'R L R q kLQ RqQ k F L -==π受力方向为:圆心O 指向a ’b ’。
【例3】如图所示,用线把小球A 悬于O 点,静止时恰好与另一固定小球B 接触。
人教版高中物理选修3-1第一章静电场的重要知识点及重要公式,有用我会采纳的!

人教版高中物理选修3-1第一章静电场的重要知识点及重要公式电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6×10-19 C,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。
(2) 点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
2. 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。
3. 电荷守恒定律(1) 内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(2) 起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质:物体带电的实质是得失电子。
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,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2. 表达式:,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫静电力常量。
3. 适用条件:真空中的点电荷。
电场强度、点电荷的场强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。
2. 定义式:3. 点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度: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,遵从平行四边形定则。
、常见电容器电容器的电压、电荷量和电容的关系1. 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。
人教版高二物理选修3-1第一章1电荷及其守恒定律(共34张PPT)

1、一般情况下,为什么物体不带电? 2、组成物质的原子的微观结构是怎么样的?
原子的构成
质子(正电)
原子核(正电)
中子(中性)
原子(中性)
电子(负电)
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一、起电的实质:
3、为什么摩擦能使物体带电? 原子的构成
正离子
原子(中性)
负离子
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一、起电的实质:
4、摩擦起电有什么微观规律?
1.2起电的实质---接触带电
带同种电荷
带电物体7/19
电荷的转移
带电过程 带电实质 (宏观) (微观)
接触
转移
带电总量
不变
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使物体带电的方法:
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1.3感应起电
静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使 导体带电的现象,叫做静电感应。
1.1起电的实质---摩擦起电
电子 摩擦
玻璃棒
丝绸
橡胶棒
电子 摩擦
毛皮
带正电
带电方式
摩擦带电
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带负电
带电过程 (宏观)
摩擦
带负电
带电实质 (微观)
转移
带正电
带电总量
不变 8
验电器的作用:
判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少。
验电器的工作原理
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一、起电的实质:
(3)元电荷的数值
e=1.60217733X10-19C
计算中取e=1.60X10-19C
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4、什么是比荷?
3 比荷(荷质比) 测电子荷质比装置
• (1)定义: • 粒子的电荷量和质量之比。 • (2)电子的比荷: • 电子的电荷量e和电子的质量me。 • 电子的比荷为e/me=1.76X1011C/kg • 比荷也是一个常用的物理量 .
1.1电荷及其守恒定律 课件(人教版选修3-1)

工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开 B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上 的金属箔片仍张开 C.先把 C 移走,再把 A、 B分开, A、 B上的金属箔片仍张 开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A
栏目导引
如果A、B是两个完全相同的带有绝缘支柱的导体球, 那么怎样才能使A、B带上等量的同种电荷或异种电荷? 思路图解: 接触带电能使A、B带上等量的同种电荷.
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
感应起电能使A、B带上等量的异种电荷.
解析:
要使 A、B 带等量的同种电荷,首先让 A、B
QA+QB 6.4×10 9-3.2×10 Q′A=Q′B= = 2 2
-
-9
C
=1.6×10-9 C
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
在接触过程中,电子由 B 球转移到 A 球,将自身电荷中和 后,继续转移,使 B 球带 Q′B 的正电,这样,共转移的电荷量为 ΔQ=|QB|+Q′B=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C
栏目导引
二、电荷守恒定律 1.第一种表述 电荷既不能 创生 ,也不能 消灭 ,只能从一个物体转移到 另一个物体,或者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,这个结论叫做电荷守恒定律.
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2.第二种表述 一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的 持不变. 三、元电荷 代数和 保
1.电荷量:它表示电荷的多少,其国际制单位是 库仑 ,简
人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》ppt课件

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情 景 切 入
2
知 识 导 航
3
学 法 指 导
情景切入
电闪雷鸣,是一种常出现在暴风雨中的自然现 象,它是那样的神秘,来去匆匆,稍纵即逝。 它给人们带来甘霖,同时也给人们带来恐惧。 几千年以Байду номын сангаас人们一直想探究其中的奥秘,更想 将它驾驭于手中。美国科学家富兰克林就曾冒 着生命危险,尝试用风筝去捕捉雷电。 雷电是怎样形成的?物体带电是怎么回事?电 荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规 律?人类应该怎样利用这些规律?…… 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
3.理清本章分析问题的两个角度。 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的 角度研究,侧重于利用牛顿运动定律分析处 理问题。 二是电场能的性质——从电场力做功使能量变 化的角度研究,侧重于利用功能关系、能量 守恒分析处理问题。
学 法 指 导
1.要重视对基本概念、基本规律的理解。 基本概念多且抽象是这一章的突出特点。在 学习中要重视对物理现象的深入观察和对物 理规律的亲身体验,例如课本的“说一 说”“做一做”“静电感应”“电容器的电 容”等,经过深入观察和亲身体验后,物理 知识不仅容易领悟而且印象深刻。
2.要重视科学研究方法的学习。 本章中涉及许多重要的研究方法,例如理想 化物理模型——点电荷、电场线、等势面等; 比值法定义物理量——电场强度、电势及电容 器的电容等概念;类比方法的运用——电场与 重力场有许多相似之处,电场力做功与电势 能的变化关系和重力做功与重力势能的变化 关系也有相似之处。这些方法需要认真地体 会和理解,以提高认知的境界。
知识导航
本章是高中阶段电学内容的开始,在整个高 中物理知识体系中具有承上(力学)启下(电磁 学)的重要位置。 本章知识在结构上可以分为三个单元:1~3 节为第一单元,主要学习电学中两个最基本 的定律——电荷守恒定律和库仑定律,学习描 述电场力的性质的物理量——电场强度;4~6 节为第二单元,学习描述电场能的性质的物 理量——电势、电势差,电势差与电场强度的 关系;7~8节为第三单元,主要学习电场知 识的应用——电容器、电容,带电粒子在电场 中的加速和偏转,还简单介绍了静电现象在
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料

高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1.电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.2.电荷量:电荷量是指物体所带电荷的多少.单位是库仑,字母为“C”.物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷.3.元电荷:电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ,全部带电体的电荷量都是e 的整数倍,因此电荷量e 称为元电荷.4.点电荷:点电荷是一种志向化的模型,当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多,以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时,这样的带电体就可以看做点电荷.5.物体带电方法:(1)摩擦起电;(2)感应起电;(3)接触起电.6.电荷守恒定律:电荷既不能创建,也不能歼灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移过程中电荷总量保持不变.7.库仑定律:(1)适用条件:① 真空中,②点电荷(2)公式:221rQ Q k F = 说明:①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力,不论两个带电体的电量是否相等,甚至相差悬殊,但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反,并与它们的质量无关.②匀称带电的圆球、圆板、圆环,等效为电荷都集中在球心、圆心.③微观粒子(如电子、质子)间的万有引力比它们之间的库仑力小得多,万有引力通常忽视不计,电荷在电场中受力分析时,一般状况下物体的重力不计.1.2 电场强度 电场力的性质1.电场:(1)电场:带电体四周存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.它是一种看不见的客观存在的物质.它具有力的特性和能的特性.(2)电场最基本的性质:对放入电场中的电荷由电场力的作用.(3)电场力:放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力.2.电场强度E :描述电场力的性质的物理量(1)定义:放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值,叫电场强度.(2)定义式:q F E /=.(3)物质性:电场是电荷四周客观存在的物质,电荷之间的相互作用力通过电场而发生.(4)客观性:场强是描述电场力的性质的物理量,只由电场本身确定.电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关,与检验电荷所受的电场力F 无关,即使无检验电荷存在,该点的场强依旧是原有的值.(5)矢量性:电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向.与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反.(6)场强大小推断:a .依据电场力推断:q F E /=b .依据电场线推断:只与电场线疏密有关,与电场线方向无关.c .依据匀强电场中电势差推断:E=U/d(7)电场强度的计算:q F E /=(定义式,普遍适用)2rQ kE =(用于真空中点电荷形成的电场) U/d E =(用于匀强电场) 3.电场线:在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样,这些曲线就叫做电场线.(1)电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线,它不是电场中实际存在的线.电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹.(2)电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密的地方,其场强就越大.(3)电场线上某点的切线方向即该点的场强力向,也就是正电荷在该点所受电场力的方向.(4)静电场的电场线是不闭合的曲线,总是从正电荷(或无穷远处)发出,终止于负电荷(或无穷远处).在没有电荷的地方电场线不会中断,也不会相交.正电荷肯定要发出电场线,负电荷肯定要接收电场线.(5)电场线不会相交或相切.4.电场的叠加:同时存在几个产生电场的场源时,电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和.1.3 电势 电场能的性质1.电势差U AB :(1)定义:电荷在电场中,由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示.(2)定义式:U AB =W AB /q .(3)电势差是标量,但有正负,正负表示电势的凹凸.2.电势φ:描述电场能的性质的物理量(1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差.即电场中某点的电势,在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置(零电势点)时电场力所做的功.(2)定义式:φA =U A∞= W A∞/q .(3)电势是标量,但有正负,正负表示该点电势比零电势点高还是低.(4)电势凹凸推断:a .依据移动检验电荷做功推断:移动正电荷电场力做正功(负功)时,电势着陆(上升);移动负电荷电场力做正功(负功)时,电势上升(着陆).b .依据电场线推断:沿着电场线方向,电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高.c .依据场源电荷推断:离正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.d .依据电势差推断:AB U >0,则A 点电势比B 点高;AB U <0,则A 点电势比B 点低.3.电势能E P :(1)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能.(2)电势能是标量.(3)电场力做功与电势能的变更的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能削减,做功量等于电势能的削减量;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加,做功量等于电势能的增加量,即W电=-△E P (类比于W G =-△E P ).4.电场力做功的计算:(1)依据电势能的变更与电场力做功的关系计算:即W 电=-△E P .(2)应用公式W AB =qU AB 计算:①正负号运算法:依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB .②肯定值运算法:公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算,功的正负再另推断: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动到电势较高的点时,是电场力做负功(或电场力做正功).5.等势面:(1)定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.(2)等势面的特点:①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图,不是电场中实际存在的面.②同一等势面上各点间的电势差为零,电荷在等势面上移动时电场力不做功.③电场线垂直于等势面,并指向电势降低最快的方向.④等势面不相交.⑤电场强度较大的地方,等差的等势面较密.⑥电场线的描绘:利用电场线和等势面的垂直关系,先描绘出电场中的等势面,再画出电场线.6.匀强电场中场强和等势面的关系:在匀强电场中,沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积,即U =Ed ,也可理解为:在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆,即E =U/d .1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1.电容器、电容(1)电容器:两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器.(2)电容:描述电容器容纳电荷本事的物理量.①定义:电容器所带的电荷量Q (一个极板所带电荷量的肯定值)与两个极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容. ②定义式:U Q U Q C ∆∆==.电容C 由电容器本身的构造因素确定,与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关.③单位:1F=106μF=1012pF④几种电容器(a )平行板电容器:平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟两板间的距离d 成反比,即kdS C πε4=. 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,板间场强为U/d E =.(b )固定电容器、可变电容器、电解电容器.电解电容器接入电路时应留意其极性.2. 带电体在电场中的运动(1)平衡(静止或匀速):仅在电场力和重力作用下满意mg qE =(2)加速(1)能量:在任何电场中,若只有电场力做功,有21222121mv mv qU -=. (2)动力学:在匀强电场中,若只有电场力作用,带电体做匀变速运动,其加速度为mEq a =. (3)偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时,粒子的运动为类平抛运动,其轨迹是抛物线.当带电粒子的质量为m ,电量为q ,两平行金属板板长为l ,距离为d ,板间电压为U ,当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时,两板间的场强为dU E =. 在垂直于场强方向上,粒子做匀速直线运动:t v x v v 0x ==,0.在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动:m qE a =,221,t mqE y t m qE v y ==. 离开电场时,粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ,200tan mdv qUl v v y==φ.(4)圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中,可做匀速圆周运动.如氢原子核外电子的绕核运动.此时有rv m r Qqk 22=. 3.示波器:(1)构造:示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成.(2)示波管的基本工作原理:利用两组正交的偏转极板,可以限制电子打在荧光屏上的位置.示意图如右:两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转.一般在水平偏转电极上加扫描电压(从左向右周期性扫描),在竖直偏转电极上加须要探讨的信号.(3)示波器面板开关与旋钮的作用:如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板.①是辉度调整旋钮,标以“☼”符号,用来调整光点和图像的亮度. 顺时针旋转旋钮时,亮度增加.②是聚焦调整旋钮“⊙”,③是协助聚焦调整旋钮“○”,这两个旋钮协作着运用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清楚的图像.往下是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以运用了.荧光屏下边第一行中,④是竖直位移旋钮,⑤是水平位移旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置. 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度增大.中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000.运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10,最右边的正弦符号“~”挡不是衰减,而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压,可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作.中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮,也有四挡,可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每上升一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,运用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入.中间的小旋钮是扫描微调旋钮,它可以在初定的频率范围内,进行连续微调,得到一确定的频率.顺时针转动时频率连续增加.底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱.左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关,置于“DC”位置时,所加的信号电压是干脆输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让沟通信号通过而隔断直流成分.右边的“同步”也是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步.这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步.对测量没有影响.。
高中物理选修3-1知识点

高中物理选修3-1知识点总结:第一章静电场(人教版)新知归纳:一、电荷间的相互作用:●电荷间有相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引,两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
●库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力大小为F=kQ1Q2/r2静电力常量k=9.0×109N・m2/C2。
二、电场强度:●定义式:E=F/q,该式适用于任何电场,E与F、q无关只取决于电场本身,E的方向规定为正点电荷受到电场力的方向。
①场强ε与电场线的关系:电场线越密的地方表示场强越大,电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向,电场线的方向与场强ε的大小无直接关系。
②场强的合成:场强ε是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。
③电场力:F=qE,F与q、E都有关。
●决定式:①E=kQ/r2,仅适用于在真空中点电荷Q形成的电场,E的大小与Q成正比,与r2成反比。
②E=U/d,仅适用于匀强电场。
三、电势能:●电场力做功的特点:电场力对移动电荷做功与路径无关,只与始末位的电势差有关,Wab=qUab●判断电势能变化的方法:①根据电场力做功的正负来判断,不管正负电荷,电场力对电荷做正功,该电荷的电势能一定减少;电场力对电荷做负功,该电荷的电势能一定增加。
②根据电势的定义式U=ε/q来确定。
③利用W=q(Ua-Ub)来确定电势的高低。
四、静电平衡:把金属导体放入电场中时,导体中的电荷重新分布,当感应电荷产生的附加电场E¢与原场强E0叠加后合场强E为零时,即E=E0+E¢=0,金属中的自由电子停止定向移动,导体处于静电平衡状态。
孤立的带电导体和处于电场中的感应导体,处于静电平衡时,主要特点是:①导体内部的合场强处处为零(即感应电荷的场强与原场强大小相等方向相反)没有电场线。
②整个导体是等势体,导体表面是等势面。
③导体外部电场线与导体表面垂直。
④孤立导体上净电荷分布在外表面。
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(精心整理,诚意制作)
第一章静电场
1.关于元电荷和点电荷的理解正确的是( BD )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想化模型
2.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷增加了21,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量一定减少了( B ) A.21 B.31 C.41 D.241 3.一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F,该点场强大小为E,则下面能正确反映这三者关系的是( BC )
4.如图,A、B、C三点在匀强电场中,AC⊥BC ,∠ABC=60°,BC=20cm,把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B,电场力不做功;从B移到C,电场力做功为−3×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是
( D )
A.866V/m,垂直AC向上
B.866V/m,垂直AC向下
C.1000V/m,垂直AB斜向上
D.1000V/m,垂直AB斜向下
5.如图为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为( C )
A.E=100V/m,竖直向下
B.E=100V/m,竖直向上
C.E=100V/m,水平向左
D.E=100V/m,水平向右
6.在方向水平向左,大小E=100V/m的匀强电场中,有相距d=2cm的a、b两点,现将一带电荷量q=3×10-
10C的检验电荷由a点移至b点,该电荷的电势能变化量可能是( ABC ) A.0 B.6×10-11J
C.6×10-10J D.6×10-8J
7.如图,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下,从静止开始由b 沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论正确的是( ABD )
A.此液滴带负电
B.液滴的加速度等于2g
C.合外力对液滴做的总功等于零
D.液滴的电势能减少
8.如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20eV,飞经等势面C时,电势能为-10eV,飞至等势面B时速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法正确的是( BD )
A.等势面A的电势为-10V
B.匀强电场的场强大小为200V/m
C.电子再次飞经D势面时,动能为10eV
D.电子的运动为匀变速直线运动
Q,以下说法正确的是( B )
9.对于电容C=
U
A.一只电容充电荷量越大,电容就越大
B.对于固定电容器,它所充电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C.可变电容器的充电荷量跟加在两极间的电压成反比
D.如果一个电容器没有电压,就没有充电荷量,也就没有电容
10.如图所示,三条平行等距的直线表示电场中的三个等势面,电势值分别为10 V、20 V、30 V,实线是一带负电的粒子(不计重力),在该区域内的运动
轨迹,对于这轨道上的a 、b 、c 三点来说,下列选项说法正确的是(B D ) A .粒子必先过a ,再到b ,然后到c B .粒子在三点所受的合力
C .粒子在三点的动能大小为
D .粒子在三点的电势能大小为
11.关于电场力做功、电势差和电容的说法中,正确的是( BDFGH ) A 、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定
B 、电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定
C 、电势差是矢量,电场力做的功是标量
D 、在匀强电场中,与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零
E 、电容器的电容越大,它所带的电荷量就越多
F 、电容器的电荷量与极板间的电压成正比
G 、无论电容器两极间的电压如何,它的电荷量与电压的比值是恒定不变的 H 、电容器的电容与电容器两极板间的电压无关,是由电容器本身的性质决定的
12.将电量为6×10-6C 的负电荷从电场中A 点移到B 点,克服电场力做了3×10-5J 的功,则该电荷在此过程中电势能 了 J ;再将该电荷从B 点移到C 点,电场力做了1.2×10-5J 的功,则A 、C 间的电势差U AC = 。
增加,3×10-5,3V
13.在真空中有两个点电荷,其中电荷A 的电量是电荷B 电量的4倍,它们相距5cm 时,相互斥力为1.6N ,当它们相距20cm 时,相互斥力为_____________,电荷A 的电量为________________,电荷B 的电量为________________。
0.1N ,1.3×10-6C ,3.3×10-7C
14.如图所示,在点电荷Q 形成的电场中有A 、B 、C 三点,若Q 为正电荷, 则________点电势最高,将正电荷放在________点时电势能最大,将 负电荷放在________点时电势能最小。
若Q 为负电荷,则________点 电势最低,将正电荷放在________点时电势能最小,将负电荷放在 ________点时电势能最大。
15.带电量为c q 2100.1-⨯+=的粒子(仅受电场力的作用),在电场中先后经过A 、B 两点,飞经A 点时动能为10J ,飞经B 点时动能为4J ,则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了_______J ,A 、B 两点电势差U AB =_______V .6,-600。