【文章內(nèi)容簡介】 為Q，到球心的距離為r。該點電荷的電場在球心處產(chǎn)生的感應電場的場強大小等于( ) A． B．C．0 D．解析：由內(nèi)部合場強為零可知，感應電荷產(chǎn)生的場強與Q在該點產(chǎn)生的場強等大反向，故。答案：D 電容器的電容一、學習目標。，知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)化。，并能用來進行有關(guān)的計算。，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關(guān)問題。二、知識點說明、平行板電容器的電容 (1)電容器：兩個彼此絕緣又互相靠近的導體可構(gòu)成一個電容器. (2)電容：電容器所帶的電荷量Q(一個極板所帶電荷量的絕對值)與兩個極板間的電勢差U的比值，即電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量. (3)常用電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、平行板電容器、“＋”、“－”極. (4)平行板電容器：平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成比，跟兩板正對面積S成正比，跟兩板間距離d成反比，即 (5)對電容器電容的兩個公式的理解. ①公式是電容的定義式，其電容只由本身的因素決定，而與其電荷量Q和電壓U無關(guān). ②公式是平行板電容器的決定式，只適用于平行板電容器.平行板電容器的動態(tài)分析 充電后平行板電容器兩極板間形成的電場，可認為是勻強電場，由于某種原因使電容C發(fā)生了改變，就會導致電容器的電荷量Q，兩板間電壓U，勻強電場的場強E發(fā)生相應的變化，這類問題常見于兩種情況： (1). (2). 分析的基本思路是： 三、典型例題例1：平行板電容器所帶的電荷量為Q＝4108C，電容器兩板間的電壓為U＝2V，則該電容器的電容為 ；如果將其放電，使其所帶電荷量為原來的一半，則兩板間的電壓為 ，兩板間電場強度變?yōu)樵瓉淼? 倍，此時平行板電容器的電容為 。解析：由電容器電容的定義式得： 電容的大小取決于電容器本身的構(gòu)造，與電容器的帶電量無關(guān)，故所帶電荷量為原來一半時，電容不變。而此時兩極板間的電壓為： 板間為勻強電場，由場強與電壓關(guān)系可得：答案：2108C 、1V、1/2 、2108C 例2：如圖電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計，開關(guān)S合上時，靜電計張開一個角度，下述情況中可使指針張角增大的是A、合上S，使A、B兩板靠近一些B、合上S，使A、B正對面積錯開一些C、斷開S，使A、B間距增大一些D、斷開S，使A、B正對面積錯開一些解析：圖中靜電計的金屬桿接A板，外殼與B板均接地，靜電計顯示的是A、B兩板間的電壓，指針的張角越大，表示兩板間的電壓越高。當閉合S時，A、B兩板間的電壓等于電源兩端電壓不變。故靜電計的張角保持不變。當斷開S時，A、B兩板構(gòu)成的電容器的帶電量保持不變，如果板間的間距增大，或正對面積減小，由平板電容器電容的決定式可知，電容都將減小，再由可知，板間電壓都將增大，即靜電計的張角應當變大。答案：C、D 例3：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地。兩板間有一個正電荷固定在P點，如圖所示，以E表示兩板間的場強，U表示電容器兩板間的電壓，W表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板向下移到圖示的虛線位置則：（ ）A、U變小，E不變 B、E變小，W不變C、U變小，W不變 D、U不變，W不變解析：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，說明電容器的帶電量將保持不變，負極板為零電勢。當正極板向下移到圖示位置時，板間距變小，由E=可知板間的場強E不變，然而板間的電勢差U=Ed，U變小；由于P與下板間的距離不變，所以P與下板間的電勢差不變，P點的電勢不變，故在P點的正電荷的電勢能不變，即W不變。答案：AC 帶點粒子在電場中的運動一、學習目標1．了解帶電粒子在電場中的運動——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。2．重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。3．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。二、知識點說明 帶電粒子進入電場中加速，若不計粒子重力，根據(jù)動能定理，有 當初速度v0=0時，末速度v的大小只與帶電粒子的荷質(zhì)比和加速電壓U有關(guān)，而與粒子在電場中的位移無關(guān). 帶電粒子沿垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動，如圖所示，設粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，初速度為v0，兩平行金屬板間電壓為U，板長為L，板間距離為d，則平行于板方向的分運動是勻速直線運動，L=v0t 垂直于板方向的分運動是初速為零的勻加速直線運動 所以，側(cè)移距離 偏轉(zhuǎn)角θ滿足 (1)結(jié)構(gòu)：示波管是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成的，管內(nèi)抽成真空. (2)原理：如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上掃描電壓，同時在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上所要研究的信號電壓，若其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線. 帶電粒子在勻強電場中的運動有兩類問題：一是運動和力的關(guān)系問題，常用牛頓第二定律結(jié)合運動學公式去分析解決；二是運動過程中的能量轉(zhuǎn)化問題，常用動能定理或能量守恒定律去分析解決. (1)在交變電場中的運動 ①(或初速為零)跟電場力方向平行，在交變電場力作用下，做加速、減速交替變化的直線運動，通常運用牛頓運動定律和運動學公式分析求解. ②在交變電場中的偏轉(zhuǎn)，粒子進入電場時的速度方向跟電場力方向垂直，若粒子在電場中運動的時間遠小于交變電場的周期，可近似認為粒子在通過電場的過程中電場力不變，而做類平拋運動. (2)在勻強電場與重力場的復合場中運動 處理復合場有關(guān)問題的方法常有兩種： ①正交分解法：將復雜的運動分解為兩個相互正交的簡單直線運動，分別去研究這兩個分運動的規(guī)律，然后運用運動合成的知識去求解復雜運動的有關(guān)物理量. ②等效法：由于帶電微粒在勻強電場中所受到的電場力和重力都是恒力，因此，可將電場力F和重力G進行合成如圖所示，這樣復合場就等效為一個簡單場，將其合力F合與重力場的重力類比，然后利用力學規(guī)律和方法進行分析和解答. 三、典型例題例如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（ ） A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小解析： 設電子經(jīng)電場U1加速后獲得的速度為v0， 根據(jù)動能定理 ① 設極板長為L，兩板間距離為d，電子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，則 平行于極板方向：L=v0t ② 垂直于極板方向： ③ 偏轉(zhuǎn)角θ滿足： ④ 由以上各式可解得： 顯然，U1減小，U2增大時，θ一定增大.答案：B 例如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子(重力不計)，在勻強電場中的A點時速度為v，方向與電場線垂直，在B點時速度大小為2v，已知A、B兩點間距離為d，求(1)A、B兩點間的電壓；(2)電場強度的大小和方向. 解析： (1)帶電粒子從A到B的過程中，由動能定理可得 將vA=v，vB=2v代入可解得 (2)帶電粒子從A到B做類平拋運動，設在垂直電場線和平行電場線方向上的位移分別為x和y。 由于A到B，粒子的動能增加，則電場力做正功，所以，場強方向應水平向左.答案： 例帶有等量異種電荷的兩個平行金屬板A和B水平放置，兩板間距離為d(d遠小于板的長和寬)，一個帶正電的油滴M懸浮在兩板的正中央，處于平衡，油滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，如圖所示。在油滴的正上方距A板d處有一個質(zhì)量也為m的帶電油滴N，油滴N由靜止釋放后，可以穿過A板上的小孔，進入兩金屬板間與油滴M相碰，若不計油滴M和N間的庫侖力和萬有引力以及金屬板本身的厚度，要使油滴N能與M相碰，且結(jié)合成的大油滴(油滴可視為質(zhì)點)又不與金屬板B相碰。求： (1)兩個金屬板A、B間的電壓是多少？哪板電勢高？ (2)油滴N帶何種電荷，電荷量可能是多少？ 解析： (1)油滴M帶正電，在兩金屬板之間處于平衡，有mg=qU/d，則B板電勢較高，電勢差 (2)若油滴N帶負電，則N與M相碰后，結(jié)合成大油滴無論其電性為正，還是為負，或者電荷量為零，要不落到B板上，油滴N必帶正電. 設油滴N帶電量為Q，油滴N與M相碰前的速度設為v0，有： 油滴N能與M相碰： 油滴M和N相碰后，結(jié)合成大油滴，速度為v，有： 此后，大油滴向下運動，不碰到B板，須有 代入v和U的值，解得 油滴所帶電荷量是答案： B板電勢較高 (2)正電， 電源和電流一、學習目標1．讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定電場的建立2．知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量——電流。3．從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關(guān)系。二、知識點說明（1）大量自由電荷定向移動形成電流的現(xiàn)象；（2）物體中有大量的自由電荷是形成電流的內(nèi)因，電壓是形成電流的外因。 （1）意義：表示電流強弱的物理量 （2）定義：通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間的比值叫電流。 （3）公式：（定義式） （4）單位：安培（A）、毫安（mA）、微安（μA） （5）是標量，方向規(guī)定：正電荷定向移動的方向為電流的方向。 （6）方向不隨時間而改變的電流叫直流電：方向和強弱都不隨時間而改變的電流叫恒定電流。：I=nqSvn—單位體積內(nèi)電荷數(shù)q—自由電荷量S—導體的橫截面v—電荷定向移動的速率 三、典型例題例1：來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1019C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2=_______。解：按定義， 由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由。而解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強度的概念 I＝Q/t而 Q＝ne。所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比，因為I＝neSv，所以當電流I一定時，n與v成反比。 電動勢一、學習目標，知道電動勢是表征電源特性的物理量。二、知識點說明1．電源（更深層的含義）（1）電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。（2）非靜電力在電源中所起的作用：是把正電荷由負極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。2．電動勢（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。（2）定義式：E=W/q（3）單位：伏（V）（4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多?！咀⒁狻浚孩?電動勢的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無關(guān)。②電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓。 ③電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。3．電源（池）的幾個重要參數(shù)①電動勢：它取決于電池的正負極材料及電解液的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。②內(nèi)阻（r）:電源內(nèi)部的電阻。③容量：電池放電時能輸出的總電荷量。其單位是：Ah，mAh。三、典型例題例 一個標有“220V、60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V，在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖象表示，題中給出的四個圖線中，肯定不符合實際的是（ ） 解析： 本題的思路是 U—I圖像中，圖線的斜率表示電阻，斜率越大，電阻越大。如果圖線是曲線，則表示導體中通過不同的電壓、電流時它的電阻是變化的，這時電阻可以用該點曲線的切線斜率來表示。 燈泡在電壓加大的過程中，燈絲中的電流增大，溫度升高，而金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大，所以燈絲在加大電壓的過程中電阻不斷增大， U—I圖線中曲線的斜率應不斷增大。A圖中斜率不變，表示電阻不變，C圖中斜率減小，表示電阻減小，D圖中斜率先變大后變小。只有B圖中斜率不斷增大，符合電壓不斷變大的實際情況。答案： ACD說明： 本題的難點在于①是對 U—I圖的物理意義的理解；②是由計算的電阻值只是燈泡正常發(fā)光的阻值，而不是整個過程中的阻值。例 如圖所示在NaCl水溶液中，如在t秒內(nèi)分別有n1和n2個正負離子通過液體的橫截面S，試問：溶液中的電流方向如何？電流強度多大？ 解析： 在導體兩端加上電壓后， NaCl溶液中的Na＋離子和Cl－離子在電場力的作用下向相反的方向作定向移動。正離子Na＋的定向移動方向與電流的方向相同，如圖所示電流方向A→B。 由于 NaCl水溶液中正、負離子都是一價離子，電量均為e，所以在t秒內(nèi)有n1個一價正離子沿著A→B的方向通過S，同時有n2個一價負離子沿相反的方向通過S，負離子的運動可等效看成正離子沿相反方向運動，即溶液中的電流相當于t秒內(nèi)有(n1＋n2)e的正電荷通過橫截面S，由得：.例如圖所示，由一個由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，（ ） A．電阻R中沒有電流B．電容器的電容變小C．電阻R中有從a流向b的電流D．電阻R