2019-2020年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.10 靜電場(chǎng)學(xué)案新人教版選修3-1

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1、2019-2020年高中物理第一章靜電場(chǎng)1.10靜電場(chǎng)學(xué)案新人教版選修3-1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.以電場(chǎng)線為主線展開復(fù)習(xí),理解靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差等概念。2.熟練掌握判斷靜電力性質(zhì)、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向、電勢(shì)高低、電勢(shì)能大小的方法,并會(huì)運(yùn)用這些概念和規(guī)律解決相關(guān)的物理問題。3.掌握帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法和思維過程,提高解決綜合問題的能力。4.培養(yǎng)整理和應(yīng)用知識(shí)的能力。在深化知識(shí)的同時(shí),注重歸納科學(xué)研究的思想方法,提高自身的思維能力和創(chuàng)造能力。【知識(shí)導(dǎo)學(xué)】【三“點(diǎn)”探究】主題1:關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的公式問題:(1)

2、本章有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度的三個(gè)公式,分別是E=F/q、E=Kq/r2以及E=U/d,請(qǐng)說說三個(gè)公式中各字母表示的意義。(2)從公式的適用條件談?wù)勀銓?duì)三個(gè)公式的理解。(3)三個(gè)公式都只能計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,那么三種情形下電場(chǎng)強(qiáng)度的方向分別用什么方法來確定呢?主題2:電勢(shì)與電勢(shì)能情景:如圖甲所示,為了描述地理位置的高低變化,人們?cè)O(shè)計(jì)出了“等高線”,通常在同一幅圖中兩條相鄰的等高線之間的高度差是相等的,從圖中可以看出等高線越密集的地方,表示高度下降得越快,也就是“坡度”越大。問題:(1)我們常把電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)與重力場(chǎng)中的高度類比,把等勢(shì)面與等

3、高線類比,參照?qǐng)D乙,你認(rèn)為可把電場(chǎng)強(qiáng)度與什么量類比呢?等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大嗎?從這個(gè)角度來講,電場(chǎng)強(qiáng)度反映了什么意義?電場(chǎng)強(qiáng)度的大小跟電勢(shì)的高低有聯(lián)系嗎?(2)質(zhì)點(diǎn)在地勢(shì)越高的位置重力勢(shì)能越大,電荷也是在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越大嗎?(3)重力做正功和負(fù)功過程中,物體的重力勢(shì)能分別如何變化?靜電力做正功和負(fù)功過程中,電荷的電勢(shì)能分別如何變化?主題3:電容器與帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題:(1)電容器的電容跟哪些因素有關(guān)?如何保持電容器所帶電荷不變?如何使電容器極板間電勢(shì)差保持不變?(2)什么情形下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡才

4、能沿著電場(chǎng)線?(3)處理帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方法與處理平拋運(yùn)動(dòng)方法類似,但這兩者又有哪些重要的不同之處呢?【拓展提升】拓展一、庫侖定律與力學(xué)的綜合應(yīng)用1.如圖所示,真空中A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為+Q和+q,放在光滑絕緣水平面上,A、B之間用絕緣的輕彈簧連接。當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí),彈簧的伸長量為x0。若彈簧發(fā)生的均是彈性形變,則()。A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時(shí)彈簧的伸長量等于2x0B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的伸長量小于2x0C.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時(shí)彈簧的縮短量等于x0D.保持q不變,將Q

5、變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x0拓展二、對(duì)有關(guān)軌跡類問題的分析2.圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直的等間距平行直線。兩粒子M、N的質(zhì)量相等,所帶電荷量的絕對(duì)值也相等。現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。若不計(jì)重力,則()。A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C.N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服靜電力做功D.M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中,靜電力對(duì)它做的功等于零拓展三、帶電粒子在電場(chǎng)中的直

6、線運(yùn)動(dòng)3.如圖甲所示,兩個(gè)平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的電壓。t=0時(shí),Q板比P板電勢(shì)高5V,此時(shí)在兩板的正中央M點(diǎn)放一個(gè)電子,速度為零,電子在靜電力作用下運(yùn)動(dòng),使得電子的位置和速度隨時(shí)間變化。假設(shè)電子始終未與兩板相碰。在0

7、合場(chǎng)中的問題4.一個(gè)帶負(fù)電的小球,質(zhì)量為m,帶電荷量為q,在一個(gè)如圖所示的平行板電容器的右側(cè)板邊被豎直上拋,最后落在電容器左邊緣同一高度處。已知電容器極板是豎直放置的,兩板間距為d,板間電壓為U。求小球能到達(dá)的最大高度h及拋出時(shí)的初速度v0。拓展五、示波管原理5.圖示是示波管的原理示意圖。電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后,通過加速極板A上的小孔O1射出,沿中心線O1O2進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。O1O2與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U2,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右端P1點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光屏上的P2

8、點(diǎn)。已知平行金屬極板MN間的距離為d,極板長度為L,極板的右端與熒光屏之間的距離為L'。不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力,且電子離開燈絲的初速度可忽略不計(jì)。(電子的質(zhì)量為m,電荷量為e)(1)求電子通過小孔O1時(shí)的速度大小v0。(2)求電子在