人教版高二物理上册精编讲义
高二物理第十章 机械波知识精讲 人教版

高二物理第十章 机械波知识精讲 人教版一. 本周教学内容:第十章 机械波 第一节 第二节二. 知识要点:〔一〕波的形成和传播1. 介质:传播振动的媒介物叫介质。
它可以是固、液、气三态中的任意一种。
2. 机械波的定义:机械振动在介质中的传播过程,波是传递能量〔振动形式〕的一种方式。
注意:波在介质中传播时,介质中的质点只是在平衡位置附近振动,并不随波的传播而迁移。
3. 产生机械波的条件:有振源和传播振动的介质〔介质中开始振动的某点叫波源,波源振动带动与它相邻点发生振动,离波源较远,后一时刻起振的质点依次重复波源的振动,这样就形成了机械波〕4. 机械波的分类:横波和纵波,质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。
〔二〕波的图象、波长、频率和波速1. 横波的图象:〔1〕作法:用横轴表示....介质中各个质点的平衡位置.......,用纵轴表示.....某一时刻各个质点偏.离平衡位置的位移........。
用平滑线连接某时刻各质点位移矢量的末端,就是该时刻波的图象。
〔2〕图象特点:是一条正弦〔余弦〕曲线。
〔3〕图象的物理意义:描述在波传播方向上的介质中的各质点在某时刻离开平衡位置的位移。
注意:① 波图象和振动图象是根本不同的,波图象描述的是介质中的“各质点〞在“某一时刻〞离开平衡位置的位移;而振动图象描述的是“一个质点〞在“各个时刻〞离开平衡位置的位移。
② 波图象的重复性:相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形一样。
③ 波传播方向的双向性:不指定波的传播方向时,图象中波可能向x 轴正向或x 轴负向传播。
2. 波长、频率和波速:〔1〕波长是两个相邻的在振动中对平衡位置的位移总是一样的质点间距离,在横波中,两个相邻的波峰〔或波谷〕中央间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻的密部〔或疏部〕中央间的距离等于波长,波长的大小也等于波的振动状态在一周期内传播的距离。
〔2〕频率f :波的频率就是质点的振动频率,波的频率由波源决定,与介质无关。
高二物理上学期期末复习备考 专题复习讲义(基础版)新人教版-新人教版高二全册物理试题

专题复习讲义〔根底版〕【知识体系】★知识点一、库仑定律的理解与其应用★1.对库仑定律的两点理解(1)F=k,r指两点电荷间的距离。
对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球心间距。
(2)当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大。
2.应用库仑定律的四条提醒(1)在用库仑定律公式进展计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电量的绝对值计算库仑力的大小。
(2)作用力的方向判断根据:同性相斥,异性相吸,作用力的方向沿两电荷连线方向。
(3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反。
(4)库仑力存在极大值,由公式F=k可以看出,在两带电体的间距与电量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大。
3.“三个自由点电荷平衡〞的问题(1)平衡的条件:每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的电场强度矢量和为零的位置。
(2)4.共点力作用下的平衡问题解决库仑力作用下平衡问题的方法步骤:库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是一样的,只是在原来受力的根底上多了电场力。
具体步骤如下:5.库仑力作用下的动力学问题解决与电场力有关的动力学问题的一般思路:(1)选择研究对象(多为一个带电体,也可以是几个带电体组成的系统);(2)对研究对象进展受力分析,包括电场力、重力(电子、质子、正负离子等根本粒子在没有明确指出或暗示时一般不计重力,带电油滴、带电小球、带电尘埃等带电体一般计重力);(3)分析研究对象所处的状态是平衡状态(静止或匀速直线运动)还是非平衡状态(变速运动等);(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。
【典型例题】【例题1】两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的一样金属小球〔均可视为点电荷〕,固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为,如此两球间库仑力的大小为〔〕A. B.C. D.12F【答案】C【针对训练】如下列图,光滑水平面上相距为L的A、B两个带电小球,电荷量分别为+Q和-25Q,要引入第三个带电小球C〔三小球半径都远小于L〕,使三个小球都只在电场力相互作用下而处于平衡,求:(1)小球C的具体位置;(2)小球C的电性与电荷量。
2.6 受迫振动 共振高二物理同步精品讲义(人教版选择性必修第一册)(学生版)

2.6 受迫振动 共振课程标准课标解读1.通过生活实例,理解固有振动和固有频率的概念。
2.通过类比的方法,理解共振的概念及其形成的条件。
3.通过实例分析,掌握共振的利用和防止措施。
1.知道受迫振动的概念,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟振动物体的固有频率无关.2.理解共振的概念,知道常见的共振的应用和危害.知识点01 振动中的能量损失1.固有振动如果振动系统不受外力的作用,此时的振动叫作固有振动,其振动频率称为固有频率. 2.阻尼振动 (1)阻力作用下的振动当振动系统受到阻力的作用时,振动受到了阻尼,系统克服阻尼的作用要做功,消耗机械能,因而振幅减小,最后停下来. (2)阻尼振动振幅随时间逐渐减小的振动.振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得越快,阻尼振动的图像如图所示,振幅越来越小,最后停止振动.知识精讲目标导航【即学即练1】(多选)对于阻尼振动,下列说法正确的是( )A.阻尼振动就是减幅振动,其振动的能量不断减少B.实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C.阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D.对做阻尼振动的振子来说,其机械能逐渐转化为内能知识点02 受迫振动、共振1.受迫振动(1)驱动力:作用于振动系统的周期性的外力.(2)受迫振动:振动系统在驱动力作用下的振动.(3)受迫振动的频率:做受迫振动的系统振动稳定后,其振动频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率没有关系.2.共振(1)定义:当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时,物体做受迫振动的振幅达到最大值的现象.(2)条件:驱动力频率等于系统的固有频率.(3)特征:共振时受迫振动的振幅最大.(4)共振曲线:如图所示.表示受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系图像,图中f0为振动物体的固有频率.【即学即练2】(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆,它们的固有频率分别为f、4f、5f,都在频率为4f的同一驱动力作用下做受迫振动,比较这三个单摆( )A.它们的振幅相同B.乙的振幅最大C.它们的振动频率都是4fD.甲、乙、丙的振动频率分别为f、4f、5f考法01振动中的能量损失1.对阻尼振动的理解(1)同一简谐运动能量的大小由振幅的大小确定.(2)阻尼振动中振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关,阻尼越大,振幅减小得越快.(3)物体做阻尼振动时,振幅虽不断减小,但振动的频率仍由自身结构特点所决定,并不会随振幅的减小而变化.例如,用力敲锣,由于锣受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,锣声减弱,但音调不变.(4)阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小,可以把它当作简谐运动来处理.2.阻尼振动和无阻尼振动的比较振动类型比较内容阻尼振动无阻尼振动产生条件受到阻力作用不受阻力作用或受到阻力作用,但外界补充能量振幅如果没有能量补充,物体的振幅会越来越小振幅不变振动图像实例用锤敲锣,由于锣的振动,发出响亮的锣声,但锣声越来越弱,振幅越来越小,属阻尼振动弹簧振子的振动,单摆的振动【典例1】如图所示是单摆做阻尼运动的位移—时间图线,下列说法中正确的是( )A.摆球在P与N时刻的势能相等B.摆球在P与N时刻的动能相等C.摆球在P与N时刻的机械能相等D.摆球在P时刻的机械能小于N时刻的机械能能力拓展考法02共振及其产生的条件1.共振的条件驱动力的频率与物体的固有频率相等,即f=f 固.2.共振曲线如图所示,共振曲线的横坐标为驱动力的频率,纵坐标为受迫振动物体的振幅.由共振曲线可知,当驱动力的频率与物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大.3.共振的利用与防止(1)利用:由共振的条件知,要利用共振,就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致.如:共振筛、荡秋千、共振转速计等.(2)防止:由共振曲线可知,在需要防止共振危害时,要尽量使驱动力的频率与固有频率不相等,而且相差越大越好.如:部队过桥应便步走.4.固有振动、受迫振动、共振的比较振动类型比较内容固有振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定,即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定,即T=T驱或f=f驱T=T固或f=f固振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆机器运转时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等【典例2】(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆,它们的固有频率分别为f、4f、6f,都在频率为4f 的同一驱动力作用下做受迫振动,比较这三个单摆( )A.乙的振幅最大,丙的其次,甲的最小B.乙的振幅最大,甲的其次,丙的最小C.它们的振动频率都是4fD.乙的振动频率是4f,甲和丙的振动频率分别是固有频率和驱动频率的合成分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.在如图所示的振动图像中,在1~3 s的时间范围内,下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是()A.1.2 s B.2.0 sC.2.5 s D.3.0 s2.如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等。
高二物理第九章机械振动第一、二、三节人教版知识精讲

高二物理第九章机械振动第一、二、三节人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:第九章 机械振动第一节 简谐振动 第二节振幅、周期和频率 第三节 简谐运动的图象二. 知识要点: 〔一〕简谐振动1. 机械振动的定义:物体在某一中心位置两侧所做的往复运动。
2. 回复力的概念:使物体回到平衡位置的力。
注意:回复力是根据力的效果来命名的,可以是各种性质的力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。
3. 简谐运动概念:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。
特征是:kx F -=;m kx a /-=。
〔特例:弹簧振子〕4. 简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律。
〔参看课本〕〔1〕振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的,方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离,在两个“端点〞最大,在平衡位置为零。
〔2〕加速度a 的变化与回F 的变化是一致的,在两个“端点〞最大,在平衡位置为零,方向总是指向平衡位置。
〔3〕速度大小v 与加速度a 的变化恰好相反,在两个“端点〞为零,在平衡位置最大。
除两个“端点〞外任一个位置的速度方向都有两种可能。
〔二〕振幅、周期、频率1. 振幅A 的概念:振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
它是描述振动强弱的物理量。
2. 周期和频率的概念:振动的物体完成一次全振动所需的时间称为振动周期,单位是秒;单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率,单位是赫兹。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量。
注意:全振动是指物体先后两次运动状态........〔位移和速度〕完全一样....所经历的过程。
振动物体在一个全振动过程通过的路程等于4个振幅。
3. 周期和频率的关系:fT 1=4. 固有频率和固有周期:物体的振动频率,是由振动物体本身的性质决定的,与振幅的大小无关,所以叫固有频率。
振动周期也叫固有周期。
〔三〕简谐运动的图象 1. 简谐运动的图象:〔1〕作法:以横轴表示时间,纵轴表示位移,根据实际数据取单位,定标度,描点。
3.1 波的形成高二物理同步精品讲义(人教版选择性必修第一册)(教师版)

3.1 波的形成课程标准 课标解读 1.:知道机械波的形成及传播过程,知道横波与纵波的分类标准。
2.知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波"。
知道波在传播振动形式的同时也传递了能量和信息。
3.培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神。
1. 理解形成机械波的物理过程,知道区分横波与纵波的标准。
2. 机械波的形成过程及描述。
知识点01 波的形成与传播1.物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动.2.机械波的形成波源振动带动与它相邻的质点发生振动,并依次带动离波源更远的质点振动,只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些.于是波源的振动逐渐传播出去.3.机械波的产生条件:(1)要有振源;(2)要有传播振动的介质.【即学即练1】在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况.以下说法正确的是( )A . 因为“随波逐流”,木块将被推至远处B . 因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况C . 无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动知识精讲目标导航D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关【答案】C【解析】波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置附近运动,并不随波迁移,故A、B、D错误,C 正确.知识点02 机械波的分类1.机械波可分为横波和纵波两类,如下表所示.定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波①波峰:凸起的最高处②波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波①密部:质点分布密集的位置②疏部:质点分布稀疏的位置2.机械振动在介质中传播,形成机械波.机械波传播振动形式的同时,也向外传递能量和信息.【即学即练2】有关纵波与横波,下列说法中正确的是( )A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播【答案】B【解析】纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上,方向并不一定相同,故A选项错误;机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,横波和纵波都是这样,故C选项错误;横波只能在固体中传播,纵波可在固体、液体和气体中传播,故D选项错误.考法01 机械波的形式1.波形成的原因:以绳波为例(如图所示)能力拓展(1)可以将绳分成许多小部分,每一小部分看做质点.(2)在无外来扰动之前,各个质点排列在同一直线上,各个质点所在的位置称为各自的平衡位置.(3)由于外来的扰动,会引起绳中的某一质点振动,首先振动的这个质点称为波源.(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力,作为波源的质点就带动周围质点振动,并依次带动邻近质点振动,于是振动就在绳中由近及远地传播.2.产生条件:(1)要有振源;(2)要有传播振动的介质.【典例1】(多选)一列波由波源向周围扩展开去,由此可知( )A.介质中的各个质点由近及远地传播开去B.介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动,并不迁移C.介质将振动的能量由近及远地传播开去D.介质将振动的形式由近及远地传播开去【答案】BCD【解析】波在传播时,介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动,它们并没有随波的传播而发生迁移,而是将振动的形式由近及远地传播开去,A错误,B、D正确;波传播的是振动形式,而振动由能量引起,也即传播了能量,故C正确.考法02 横波和纵波1.横波定义:把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波,如绳波.(1)在横波中,凸起的最高处叫做波峰,凹下去的最低处叫做波谷,横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的,这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形.(2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致,故纯粹的横波只能通过固体传播.2.纵波定义:把介质质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波.(1)在纵波中,质点分布密集的地方叫做密部,质点分布稀疏的地方叫做疏部.纵波在传播时呈现出疏密相间的波形.(2)在纵波的情况下,物体的各部分经常受到压缩和拉长,也就是说经常在改变自己的体积.在体积改变时,固体内固然要产生弹力,液体和气体也要产生弹力,所以纵波在这三种状态的介质中都能传播.【典例2】介质中有一列横波,对此列波下列说法正确的是( )A.波的传播方向与质点的振动方向平行B.波的传播速度等于振源的振动速度C.波的频率等于振源的振动频率D.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长【答案】C【解析】在横波中,波的传播方向与质点的振动方向垂直,故A错误;波的传播速度与振源的振动速度不同,波的传播速度是振动状态在介质中传播的速度,在同一均匀介质中波是匀速传播的,而振源的速度是周期性变化的,两者无关,故B错误;波在传播过程中,各个质点的振动频率等于振源的振动频率,所以波的频率等于振源的振动频率,故C正确;任一振动质点只在自己平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,故D 错误.分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.一颗小石子落入平静的湖面中央,圆形波纹一圈圈向外传播,有一片小树叶从树上落下后漂在水面上,则小树叶将().A.逐渐漂向湖心B.逐渐漂向湖晔C.在落下的地方上下振动D.沿树叶所在的圆圈做圆周运动【答案】C【解析】一个小石子投向平静的湖水中央,激起圆形的水波向外传播,而水波是横波,传播过程中水面各质点上下振动,既不向外移动,也不向圆心移动,更不会沿波纹作圆周运动,故C正确,ABD错误。
人教版高二物理选修11第一章知识点上课讲义

1.1电荷 库仑定律一、电荷 电荷守恒自然界存在的两种电荷:正电荷和负电荷;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;电荷的多少叫做电荷量;丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
1.摩擦起电的实质不是创造了电荷,而是电子转移。
使物体中的正负电荷分开,并使电子从一个物体转移到另一个物体。
2.感应起电的实质是使物体中的正负电荷分开,电荷从物体的一部分转移到另一部分。
分析:根据同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引,我们也可以知道A 带正电,B 带负电,实验发现A 、B 所带电量相等。
因为重新接触后,A 、B 又不带电了。
结论:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电,这种现象叫做静电感应。
3.比较摩擦起电和静电感应的区别分析:不同点:摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分。
共同点:都使物体带等量的异种电荷。
结论:电荷守恒定律(可转移但电量不变)上述起电的中和过程;物质(电子)不灭。
二、元电荷①元电荷是电荷量最小的单位,即一个电子或一个质子所带的电量②元电荷量: e =1.6×10-19C③任何一个物体所带电量只能是它的整数倍;1库=6.25×1018个电子④电子的电荷量和电子质量m 的比叫荷质比:kg C m e e /1076.11091.0106.1113019⨯=⨯⨯=--三、库仑定律1.库仑定律F=kQ1Q2/r2 条件:真空,点电荷静电力:两个带电体之间的作用力通常叫做静电力或库仑力(遵守牛顿第三定律)2.点电荷只关心电荷的电量,不考虑带电体的体积大小——类似质点(理想模型)静电力恒量k=9×109牛·米2/库24.适用条件单位:国际单位制电荷量:计算时取绝对值,+、-用来判断方向相互性:作用力和反作用力适用性:真空中、点电荷、静止电荷间、静止和运动电荷间1.2电场一、电场1.定义:电荷的周围存在一种特殊的物质,叫做电场。
高二物理(人教版)精品讲义—动量

高二物理精品讲义—动量课程标准课标解读1.通过阅读、观察,了解生产、生活中的各种碰撞现象。
2.通过实验探究,经历猜想和寻找碰撞中的“不变量”的过程。
3.通过日常生活现象和实例分析,掌握求解动量及动量变化量的常用方法。
1.明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路。
2.探究一维碰撞中的不变量.3.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后速度的测量方法知道动量和动量变化量均为矢量,会计算一维情况下的动量变化量。
4.知道冲量是矢量,结合生活实际会冲量的计算。
知识点01追寻不变量在一维碰撞的情况下,设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前的速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1′、v2′,如果速度与我们规定的正方向一致,取正值,相反取负值,依次研究以下关系是否成立:①m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;②m1v21+m2v22=m1v1′2+m2v2′2;③v1m1+v2m2=v1′m1+v2′m2.探究以上各关系式是否成立,关键是准确测量和计算碰撞前与碰撞后的速度v1、v2、v1′、v2′. 1.质量的测量:用天平测量2.速度的测量:有下列三种方案.方案1:利用气垫导轨结合光电门实验装置如图所示:(1)速度的测量及计算:设滑块上挡光片的宽度为Δx,挡光片经过光电门的时间为Δt,则v=ΔxΔt.(2)碰撞情景的实现①用细线将弹簧片压缩,放置于两个滑块之间,并使它们静止,然后烧断细线,弹簧片弹开,两个滑块随即向相反方向运动(图甲).②在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙),可以得到能量损失很小的碰撞.③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两个滑块连成一体运动(图丙),这样可以得到能量损失很大的碰撞.(3)器材:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.方案2:单摆结合机械能守恒定律实验装置如图所示:(1)速度的测量及计算:可以测量小球被拉起的角度,根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度;测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度,根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度.(2)碰撞情景的实现:用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失.(3)器材:带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等.方案3:纸带结合打点计时器实验装置如图所示(在光滑长木板上)(1)速度的测量及计算:用刻度尺测出纸带上两计数点间的距离Δx ,Δt 为对应Δx 所用的时间,则小车的速度v =Δx Δt.(2)碰撞情景的实现:两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.碰撞时,撞针插入橡皮泥中,两小车连在一起运动.(3)器材:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等.【即学即练1】利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时,不需要测量的物理量是()A .滑块的质量B .挡光时间C .挡光片的宽度D .滑块移动的距离【答案】D【解析】根据实验原理可知,滑块的质量、挡光时间、挡光片的宽度都是需要测量的物理量,其中滑块的质量用天平测量,挡光时间用光电计时器测量,挡光片的宽度可事先用刻度尺测量;只有滑块移动的距离不需要测量,D 正确.【即学即练2】用气垫导轨进行实验时,经常需要使导轨保持水平,检验气垫导轨是否水平的方法之一是,轻推一下滑块,使其先后滑过光电门1和光电门2,如图所示,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录滑块先后经过光电门1、2时的遮光时间Δt1和Δt2,比较Δt1和Δt2即可判断导轨是否水平,为使这种检验更精准,正确的措施是()A.换用质量更大的滑块B.换用宽度Δx更小的遮光条C.提高测量遮光条宽度Δx的精确度D.尽可能增大光电门1、2之间的距离L【答案】D【解析】本题中如果导轨水平,则滑块应做匀速运动,因此要想更准确的进行检验可以增大光电门1、2之间的距离,从而更准确的判断速度是否发生变化;而换用质量更大的滑块、宽度更小的遮光条以及提高测量遮光条宽度Δx的精确度对速度变化均没有影响,D正确.知识点02动量1.定义:运动物体的质量和速度的乘积叫动量;公式p=mv;单位:千克·米/秒,符号:kg·m/s.2.矢量性:方向与速度的方向相同.运算遵循平行四边形定则.3.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量),Δp=p′-p(矢量式).(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带有正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向,不代表大小).【即学即练3】(多选)竖直向上抛出一篮球,球又落回原处,已知空气阻力的大小与篮球速率的二次方成正比,则下列说法正确的是()A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中动能的改变量大于下降过程中动能的改变量C.上升过程中合力的冲量大于下降过程中合力的冲量D.上升过程中动量的改变量小于下降过程中动量的改变量【答案】BC【解析】重力做功的大小只与物体的重力和物体的初末位置有关,与物体的路径等无关,所以在上升和下降的过程中,重力做功的大小是相等的,即克服重力做功相等,A错误;根据动能定理知上升过程中合外力做的功大于下降过程合外力做的功,故上升过程动能的改变量大于下降过程中动能的改变量,B正确;由于克服空气阻力做功,故落回原处的速度小于初速度,并=mΔv知,上升过程中动量的改变量大于下降过程中动量的改变量,且上升过程合力的由F合t冲量大于下降过程合力的冲量,C正确,D错误.能力拓展训练考法01追寻不变量一、实验步骤不论采用哪种方案,实验过程均可按实验方案合理安排,参考步骤如下:1.用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2.2.安装实验装置.3.使物体发生一维碰撞.4.测量或读出碰撞前后相关的物理量,计算对应的速度.5.改变碰撞条件,重复步骤3、4.6.进行数据处理,通过分析比较,找出碰撞中的“不变量”.7.整理器材,结束实验.二、数据处理:将实验中测得的物理量填入下表,填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况。
第14讲电磁场与电磁波高二物理精品讲义(人教版选择性)

第14讲 电磁场与电磁波 课程标准课标解读 1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样性,体会物理学对统一性的追求。
2.结合牛顿万有引力定律和麦克斯韦电磁场理论,体会物理学发展过程中对统一性的追求。
1.知道电磁场的概念及产生过程.2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律,知道电磁波与机械波的区别.知识点01 电磁场1.变化的磁场产生电场(1)实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就会产生感应电流.(2)麦克斯韦的见解:电路里能产生感应电流,是因为变化的磁场产生了电场,电场促使导体中的自由电荷做定向运动.(3)实质:变化的磁场产生了电场.2.变化的电场产生磁场麦克斯韦假设,既然变化的磁场能产生电场,那么变化的电场也会在空间产生磁场.【知识拓展1】对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场.②非均匀变化的磁场产生变化的电场.③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.目标导航知识精讲(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场.②非均匀变化的电场产生变化的磁场.③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.【即学即练1】麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一阶段中最伟大的理论物理学家,他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来,下列关于麦克斯韦的理论,正确的是()A.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场B.光是以波动形式传播的一种电磁振动C.水波、声波和电磁波都能在真空中传播D.当电场和磁场同时存在空间某一区域时,就会形成电磁波【答案】B【解析】A.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,故A错误;B.光是以波动形式传播的一种电磁振动,故B正确;C.水波、声波属于机械波,不能在真空中传播;电磁波能在真空中传播,故C错误;D.电磁波是由变化的电场和磁场,从发生区域由近及远传播形成的,故D错误。
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电荷及其守恒定律[目标定位] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念.一、电荷及其三种起电方式1.两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带________电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带________电.同种电荷相互________,异种电荷相互________.2.摩擦起电:两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,原来呈电中性的物体由于得到电子而带________电,失去电子的物体则带________电.3.接触起电:带电体接触导体时,电荷转移到导体上,使导体带上与带电体________(填“相同”或“相反”)性质的电荷.4.感应起电:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或________带电体,使导体靠近带电体的一端带________电荷,远离带电体的一端带________电荷,这种现象叫做静电感应.利用________使金属导体带电的过程叫做感应起电.深度思考(1)带正电的物体A与不带电的物体B接触,使物体B带上了什么电荷?在这个过程中电荷是如何转移的?(2)如图1所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,由于电荷间的吸引,枕形金属导体中的自由电子向A端移动,而正电荷不移动,所以A端(近端)带________电,B端带________电.(填“正”或“负”)图1例1 如图2所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )图2A.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上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合(1)静电感应中,电中性导体在两侧同时感应等量异种电荷,感应的过程,就是导体内电荷重新分布的过程.(2)接触起电是由于电荷间作用使导体间的电荷发生转移.二、电荷守恒定律1.内容:电荷既不会________,也不会________,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________保持不变.2.三种起电方式的本质都是________,在转移的过程中电荷的总量________.注意(1)电中性的物体内部也有电荷的存在,只是正、负电荷量的代数和为零,对外不显电性;(2)电荷的中和是指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,最终达到电中性的过程.深度思考带等量异种电荷的两小球接触后都不带电了,是电荷消失了吗?此过程中电荷还守恒吗?例2 完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开.(1)若A、B两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?1导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关,当两个完全相同的金属球接触后,电荷将平均分配,即最后两个球一定带等量的同种电荷.2若两个相同的金属球带同种电荷,接触后电荷量相加后均分;若带异种电荷,接触后电荷先中和再均分.三、元电荷1.电荷量:________叫做电荷量,在国际单位制中它的单位是________,简称库.用符号C表示.2.元电荷:________所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量,________、________所带的电荷量与它相同,但符号相反.这个最小的电荷量叫做元电荷.3.元电荷的值:e=________________.4.比荷:电子的________与其________之比,叫做电子的比荷.深度思考(1)有人说:一个带电体所带的电荷量为4×10-19C,你认为他这种说法正确吗?为什么?(2)质子和电子就是元电荷吗?它们的比荷相同吗?例3 关于元电荷,下列说法中正确的是( )A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=1.60×10-19CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的元电荷是自然界最小的电荷量,是跟电子或质子所带电荷量数值相等的电荷量,不是带电粒子.四、验电器的使用1.验电器(或静电计)(如图3)的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片连成同一导体.图32.当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开,物体所带电荷量越多,电荷转移的越多,斥力越________,张开的角度也越________.3.当带电体靠近验电器的金属球时,金属箔片也会张开.因为带电体会使验电器的上端感应出异种电荷,而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电),两箔片在斥力作用下张开.例4 使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )1.(对三种起电方式的理解)(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功创造出电荷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部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体2.(对元电荷的理解)保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们的学习效率,甚至会给我们的学习带来隐患.小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清,他只能看清是6.×10-18C,拿去问老师,如果你是老师,你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个( ) A.6.2×10-18C B.6.4×10-18CC.6.6×10-18C D.6.8×10-18C3.(电荷守恒定律的理解和应用)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Q A=6.4×10-9C,Q B=-3.2×10-9C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?4.(验电器及其原理)如图4所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开,关于这一现象下列说法正确的是( )图4A.两片金属箔片上带异种电荷B.两片金属箔片上均带负电荷C.箔片上有电子转移到玻璃棒上D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起题组一对元电荷的理解1.关于对元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷就是质子C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.元电荷是带电荷量最小的带电粒子2.(多选)下列说法正确的是( )A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.电子带有最小的负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷C.物体所带的电荷量只能是一些不连续的特定值D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C题组二对三种起电方式的理解及应用3.关于摩擦起电和感应起电,下列说法正确的是( )A.摩擦起电是电荷的转移,感应起电是创造了电荷B.摩擦起电是创造了电荷,感应起电是电荷的转移C.不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移D.以上说法均不正确4.(多选)如图1用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,实验结果如图所示,由此对摩擦起电说法正确的是( )图1A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等D.同一物体与不同种类的物体摩擦,该物体所带电荷种类可能不同5.把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥,则两球原来的带电情况不可能是( )A.一个小球原来带电,另一个小球原来不带电B.两个小球原来分别带等量异种电荷C.两个小球原来分别带同种电荷D.两个小球原来分别带不等量异种电荷6.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上,如图2所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )图2A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和7.(多选)如图3所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,甲、乙两个导体球开始时互相接触且对地绝缘.下述几种方法中能使两球都带电的是( )图3A.先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C.先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开D.移走棒,两导体球不分开题组三验电器及其原理8.(多选)如图4所示,是一个带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则( )图4A.金属球A可能不带电B.金属球A一定带正电C.金属球A可能带负电D.金属球A一定带负电9.如图5所示,用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B,B的金属箔张开,这时金属箔带①电;若在带电棒A移开前,用手摸一下验电器的小球后离开,然后移开A,这时B的金属箔也能张开,它带②电.下列选项中正确的是( )图5A.①正②负B.①负②负C.①负②正D.①正②正题组四对电荷守恒定律及电荷量的理解10.如图6所示,导体A带电荷量为5q的正电荷,另一完全相同的导体B带电荷量为q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体带的电荷量为( )图6A.-q B.qC.2q D.4q11.(多选)A和B都是不带电的物体,它们互相摩擦后A带负电荷1.6×10-10C,下列判断中正确的是( )A.在摩擦前A和B的内部电荷量为零B.摩擦的过程中电子从A转移到了BC.A在摩擦过程中一定得到了1×109个电子D.A在摩擦过程中一定失去了1.6×10-19C电子12.多少个电子的电荷量等于-32.0μC?干燥的天气中,一个人脱了鞋在地毯上行走,身上聚集的电荷量为-48.0μC.求共转移到此人身上多少个电子?(电子电荷量e=-1.6×10-19C,1μC=10-6C)13.如图7所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12C的电荷量,求:图7(1)金属瓶上收集到多少个电子?(2)实验的时间为多长?库仑定律[目标定位] 1.明确点电荷是个理想化模型,知道带电体简化为点电荷的条件.2.理解库仑定律的内容及公式,会用库仑定律进行有关的计算.3.了解库仑扭秤实验.一、点电荷1.定义:当带电体间的距离比它们自身的大小________,以致带电体的________、________及________________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________.2.点电荷是________的物理模型,只有电荷量,没有大小、形状,类似于力学中的质点,实际________.(填“存在”或“不存在”)深度思考(1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看做点电荷吗?(2)点电荷就是元电荷吗?例1 关于点电荷,下列说法中正确的是( )A .点电荷就是体积小的带电体B .球形带电体一定可以视为点电荷C .带电少的带电体一定可以视为点电荷D .大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷1一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状确定. 2点电荷的电荷量可能较大也可能较小,但一定是元电荷的整数倍.二、库仑定律和库仑的实验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________,与它们的距离的________成反比,作用力的方向在________________.2.公式:F =k q 1q 2r2,其中k =________9N·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:(1)________;(2)________.4.库仑的实验(1)库仑扭秤实验是通过悬丝________________比较静电力F 的大小.实验结果发现静电力F 与距离r 的________成反比.(2)库仑在实验中为研究F 与q 的关系,采用的是用两个________________的金属小球________后电荷量________的方法,发现F 与q 1和q 2的________成正比.5.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q 1和q 2的绝对值即可.(2)方向判断:利用同种电荷相互________、异种电荷相互________来判断.深度思考当电荷q 1、q 2间的距离r →0时,由公式F =kq 1q 2r 2可知,两电荷间的相互作用力F →∞.这种说法正确吗?为什么?例2 两个完全相同的金属小球A 、B (均可视为点电荷)带有相等的电荷量,相隔一定距离,两小球之间相互吸引力的大小是F .今让第三个不带电的相同金属小球先后与A 、B 两小球接触后移开.这时,A 、B 两小球之间的相互作用力的大小是( )A.F 8B.F 4C.3F 8D.3F 4(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用,一般没有特殊说明的情况下,都可按真空来处理.(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.例3 如图1所示,两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r ,带等量异种电荷,电荷量为Q ,两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )图1A .等于k Q 29r 2B .大于k Q 29r 2C .小于k Q 29r2D .等于k Q 2r2两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看做点电荷;相距较近时不能看做点电荷,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1.两个点电荷间的作用力________(选填“会”或“不会”)因为第三个点电荷的存在而有所改变.2.两个或者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的作用力的________.例4 如图2所示,在A、B两点分别放置点电荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C,在AB 的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2m.如果有一个电子在C点,它所受到的库仑力的大小和方向如何?图21库仑力也称为静电力,它具有力的共性.它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的.它具有力的一切性质.2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.四、静电力作用下的平衡问题例5 如图3所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,A、B球可视为点电荷).求:图3(1)两线上的拉力F1和F2的大小;(2)支架对地面的压力F N的大小.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.1.(对点电荷的理解)(多选)下列说法中正确的是( ) A .点电荷是一种理想化模型,真正的点电荷是不存在的 B .点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体 C .根据F =kq 1q 2r 2可知,当r →0时,F →∞ D .一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计2.(库仑定律的理解和应用)两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( ) A.112F B.43F C.34F D .12F 3.(静电力的叠加)如图4,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知放在P 、Q 连线上某点R 处的点电荷q 受力为零,且PR =2RQ .则( )图4A .q 1=2q 2B .q 1=4q 2C .q 1=-2q 2D .q 1=-4q 24.(库仑力作用下的平衡)如图5所示,质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上.其中O 点与小球A 的间距为l ,O 点与小球B 的间距为3l .当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°.带电小球A 、B 均可视为点电荷,静电力常量为k .则( )图5A .A 、B 间库仑力大小F =kq 22l2B .A 、B 间库仑力大小F =3mg 3C .细线拉力大小F T =kq 23l2D .细线拉力大小F T =3mg题组一 库仑定律的理解1.关于库仑定律,下列说法中正确的是 ( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B .根据F =kq 1q 2r 2,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力 D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律2.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是 ( ) A .每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变 B .保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C .一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D .保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的143.如图1所示,一带正电的物体位于M处,用绝缘丝线系上带正电的小球,分别挂在P1、P2、P3的位置,可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同.则下面关于此实验得出的结论中正确的是( )图1A.此实验中采用了等效替代的方法B.电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关C.电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关D.电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关4.A、B两个大小相同的金属小球,A带有6Q正电荷,B带有3Q负电荷,当它们在远大于自身直径处固定时,两球之间静电力大小为F.另有一大小与A、B相同的不带电小球C,若让C先与A接触,再与B接触,拿走C球后,A、B间静电力的大小变为( )A.6F B.3F C.F D.零5.半径为R、相距较近的两个较大金属球放在绝缘桌面上.若两球都带等量同号电荷Q时,它们之间的静电力为F1,两球带等量异号电荷Q与-Q时,静电力为F2,则( )A.F1>F2B.F1<F2C.F1=F2D.不能确定6.如图2所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )图2A.速度变大,加速度变大B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大题组二库仑力的叠加7.如图3所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C,两者分别固定在相距20cm的a、b两点上,有一个点电荷q放在a、b所在直线上,且静止不动,该点电荷所处的位置是何处( )图3A.a的左侧40cm B.a、b的中点C.b的右侧40cm D.无法确定8.如图4所示,直角三角形ABC中∠B=30°,点电荷A、B所带电荷量分别为Q A、Q B,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是( )图4A.A带正电,Q A∶Q B=1∶8B.A带负电,Q A∶Q B=1∶8C.A带正电,Q A∶Q B=1∶4D.A带负电,Q A∶Q B=1∶49.如图5所示,在一条直线上的三点分别放置Q A=+3×10-9C、Q B=-4×10-9C、Q C=+3×10-9C的A、B、C点电荷,则作用在点电荷A上的作用力的大小为( )图5A.9.9×10-4NB.9.9×10-3NC.1.17×10-4ND.2.7×10-4N题组三库仑力作用下的平衡10.(多选)A、B两个带电小球的质量分别为m1、m2,带电荷量分别为q1、q2.如图6所示,当A、B两小球静止时,两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,且两小球恰好处于同一水平面上.下列判断正确的是( )图6A.若q1=q2,则θ1=θ2B.若q1<q2,则θ1>θ2C.若m1=m2,则θ1=θ2D.若m1<m2,则θ1>θ211.如图7所示,把一带电荷量为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取g=10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:图7(1)A、B两球间的库仑力大小;(2)A球的质量.12.如图8所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高,若B的质量为303g,则B带电荷量是多少?(取g=10m/s2)图8电场强度[目标定位] 1.理解电场强度的概念及其定义式,并会进行有关计算.2.理解点电荷的电场强度及叠加原理.3.会用电场线表示电场,并熟记几种常见电场的电场线分布.一、电场和电场强度1.电场(1)概念:存在于电荷周围的一种特殊的________,由电荷产生.________是物质存在的两种不同形式.(2)基本性质:对放入其中的电荷有________.电荷之间通过________相互作用.(3)静电场:________电荷产生的电场. 2.电场强度(1)场源电荷和试探电荷________电荷是激发或产生我们正在研究的电场的电荷.________电荷是用来检验电场是否存在及其________分布情况的电荷. (2)电场强度①定义:放入电场中某点的点电荷所受________与它的________的比值叫做该点的电场强度,简称场强.②物理意义:表示电场的________和________.③定义式:E =Eq,单位为牛(顿)每库(仑),符号为________.④方向:电场强度的方向与________所受静电力的方向相同,与负电荷所受静电力方向________. 深度思考(1)由于E =F q,所以有人说电场强度的大小与放入的试探电荷受到的力F 成正比,与电荷量q 的大小成反比,你认为这种说法正确吗?为什么?(2)这里定义电场强度的方法叫比值定义法,你还学过哪些用比值定义的物理量?它们都有什么共同点?例1 A 为已知电场中的一固定点,在A 点放一电荷量为q 的试探电荷,所受电场力为F ,A 点的场强为E ,则( )A .若在A 点换上-q ,A 点场强方向发生变化B .若在A 点换上电荷量为2q 的试探电荷,A 点的场强将变为2EC .若在A 点移去电荷q ,A 点的场强变为零D .A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关例2 真空中O 点放一个点电荷Q =+1.0×10-9C ,直线MN 通过O 点,OM 的距离r =30cm ,M 点放一个点电荷q =-1.0×10-10C ,如图1所示.求:图1(1)q 在M 点受到的作用力; (2)M 点的场强;(3)拿走q 后M 点的场强.1公式E =F q是电场强度的定义式,不是决定式.其中q 是试探电荷的电荷量.2电场强度E 的大小和方向只由电场本身决定,与是否放入的试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.二、点电荷的电场 电场强度的叠加1.真空中点电荷周围的场强 (1)大小:E =k Q r2.(2)方向:Q 为正电荷时,E 的方向由点电荷指向________;Q 为负电荷时,E 的方向由无穷远指向________.2.电场强度的叠加:电场强度是矢量.如果场源是多个点电荷,则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________. 深度思考公式E =F q 与E =k Q r2有什么区别?例3 真空中距点电荷(电荷量为Q )为r 的A 点处,放一个带电荷量为q (q ≪Q )的点电荷,q 受到的电场力大小为F ,则A 点的场强为( ) A.F Q B.F q C .k q r 2 D .k Q r2例4 如图2所示,真空中带电荷量分别为+Q 和-Q 的点电荷A 、B 相距为r ,则:图2(1)两点电荷连线的中点O 的场强多大?(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A 、B 两点都为r 的O ′点的场强如何?电场强度是矢量,合成时遵循矢量运算法则平行四边形定则或三角形定则,常用的方法有图解法、解析法、正交分解法等;对于同一直线上电场强度的合成,可先规定正方向,进而把矢量运算转化成代数运算.三、电场线和匀强电场1.电场线的特点(1)电场线是为了形象描述________而假想的一条条有方向的________,曲线上每点的________方向表示该点的电场强度方向.(2)电场线从________或无限远出发,终止于________或负电荷. (3)电场线在电场中不________.(4)在同一电场中,电场强度较大的地方电场线________. (5)匀强电场的电场线是________________________.。