高二物理第十三章 电场 第五至九节人教版知识精讲.doc

高二物理第十三章 电场 第五至九节人教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 第十三章 电场 第五节 电势差 电势 第六节 等势面 第七节 电势差与电场强度的关系 第八节 电容器的电容 第九节 带电粒子在匀强电场中的运动 二. 知识要点： （一）电势差、电势和电势能 1. 电势差 定义：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 定义式：，电场中、两点间的电势差只取决于、两点在电场中的位置，与参考点的选取及被移动的电荷无关，U跟W、无关。 2. 电势 定义：在电场中选定一个标准位置，那么电场中某点跟标准位置间的电势差就叫该点的电势。 等势面：电场中电势相同的点构成的面叫等势面。 它具有如下特点： （1）电荷在同一等势面上移动，电场力不做功（而电场力做的功为零时，电荷不一定沿等势面移动） （2）等势面一定跟电场线垂直 （3）等差等势面密的地方场强大 （4）任意两等势面都不会相交 （5）电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。 3. 电势能 （1）定义：电荷在电场中所具有的势能叫电势能。 （2）电场力做功与电势能的关系：在电场中移动电荷时，如果电场力对电荷做正功，电势能减少，做负功电势能增加。电场力做的功等于电势能增量的负值，电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从该点移到电势能为零处电场力所做的功。 （3）特点：① 与参考点选取有关；② 是电荷与所在电场所共有的。 （二）带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中要受电场力作用，因此要产生加速度。其速度、动量、动能、电势能都发生变化。 （三）电容器和电容 1. 电容器：任何两个彼此靠近又相互绝缘的导体组成一个电容器，使电容器带电（或电量增加）的过程叫充电，使充电后的电容器失去电荷（或电量减少）的过程叫放电。 2. 电容 （1）定义：电容器所带的电量跟它两极间的电势差的比值叫电容器的电容。 （2）公式：，电容在数值上等于使电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电量，与Q、U无关，只取决于电容器本身。 （3）单位：法拉（F）。 （4）平行板电容器的电容：随两极板间正对面积的增大而增大，随两极板间距离的减小而增大，随两极板间电介质的介电常数的增大而增大。 三. 重、难点： 1. 注意电势和电势差的区别与联系 （1）区别：电场中某点的电势与零电势点的选取有关（一般取无限远处或地球为零电势点）。而电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关。 （2）联系：电场中某点的电势等于该点与零电势点间的电势差；而某两点的电势差等于这两点的电势的差值，即。 2. 应用电场力做功的计算公式时，有两种方法： （1）依照课本的要求，三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动方向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功。 （2）代入符号使用，将公式写成，特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便：先计算，若，即，则；若，即，则。 3. 带电粒子在电场中的运动 （1）带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再根据初始状态分析粒子的运动性质（平衡、加速或减速，是直线还是曲线，是类平抛运动，还是圆周运动，或是简谐振动等），然后选用恰当的规律解题。 （2）在对带电粒子进行受力分析时，要注意两点： ① 要掌握电场力的特点，如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还与带电粒子的电量和电性有关；在匀强电场中，同一带电粒子所受的电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受的电场力不同。 ② 是否考虑重力要依据具体情况而定： a. 基本粒子：如电子、质子、氘核、氚核、粒子、离子等，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。 b. 带电微粒：如液滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。 （3）带电粒子的速度大小发生变化的过程是其他形式的能与动能之间的转化过程，解决这类问题，当恒力作用时，可用牛顿运动定律和运动学公式；而普通适用的是动能定理和能量守恒定律。 如选用动能定理，则要分清有哪些力做功？做的正功还是负功？是恒力做功还是变力做功？若电场力是变力，则电场力的功必须写成，找出初、末状态的动能增量。 如选用能量守恒定律，则要分清有哪种形式的能在变化？怎样变化（是增加还是减小）？能量守恒的表达形式有： ① 初态和末态的总能量相等，即； ② 某些形式的能量减少一定等于其它形式的能量增加，即； ③ 各种形式的能量的增量（）的代数和为零，即 （4）带电粒子在匀强电场中的偏转 如果带电粒子以初速度垂直于场强方向射入匀强电场，不计重力，粒子做类似平抛运动，分析时，一般采用力学中分析平抛运动的方法：把运动分解为垂直于电场方向上的一个分运动——匀