电场与示波器.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-10 格式:PPTX 页数:21 大小:4.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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www.niuwk.com牛牛文库文档分享www.niuwk.com牛牛文库文档分享专题归纳电场的性质(力的性质和能的性质)是通过放入其中的带电体而体现出来的,所以分析的主要对象是带电体.解题时要做好以下几个方面:第一,做好受力分析.(1)质点的重力是否忽略?对于像电子、质子、原子核等基本粒子,因一般情况下电场力远大于重力,所以常忽略重力,而对液滴、尘埃、小球、颗粒等常需考虑重力.(2)质点带正电还是带负电?正电荷所受电场力的方向沿电场线的切线方向,负电荷所受电场力的方向与电场线的切线方向相反.(3)电场力是恒力还是变力?在匀强电场中,电荷受电场力的大小、方向都不变,是恒力.第二,做好运动分析,要明确带电体的运动过程,运动性质及运动轨迹等.第三,要明确电场力做功与电势能变化的关系.(1)电场力做的功:WAB=qUAB适用于任何电场,要注意q、WAB、UAB各量正负号意义的不同.W=qE·d适用于匀强电场,其中d为沿电场线方向运动的距离.特点:只与初末位置有关,与经过的路径无关.(对比重力做功)(2)电势能:EpA=qφA.注意q、φA、EpA各量正负号意义的不同.(3)电场力做的功与电势能变化的关系:WAB=EpA-EpB=-ΔEp.电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,且电场力所做的功等于电势能的变化.(对比重力做功与重力势能的变化关系)【例1】有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端都固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-1kg的带电小球A和B,它们的电荷量分别为-q和+q,q=1.00×10-7C,A、B之间用第三根线连接起来.空间中存在大小为E=1.00×107N/C的匀强电场,场强方解析:重新达到平衡时,设细线OA,AB与竖直方向的夹角分别为α,β,受力分析,如图甲所示.水平方向对A球有qE=F1sinα+F2sinβ.对B球有F2sinβ=qE,F2cosβ=mg,解得α=0,β=45°.所以两球最终的平衡位置如图乙所示.A球的重力势能减少量EpA=mgl(1-sin60°),B球的重力势能减少量EpB=mgl(1+cos45°-sin60°),A球向右移动,电场力做负功,电势能增加,电势能的增加量等于电场力做功的值WA=qElcos60°,电场力对B球做正功,B球电势能减少WB=qEl(sin45°-sin30°),所以两球重力势能与电势能的总和减少ΔE=EA+EB+WB-WA,代入数值得ΔE=6.82×10-1J.答案:6.82×10-1J带电粒子在电场中的运动【例2】一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图2-2所示.如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d、板长为L.设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出电场时电势能的变化量为______.(粒子的重力忽略不计)www.niuwk.com牛牛文库文档分享电场力与牛顿定律的结合,是静电学中常常出现的题目,特别是电场力与重力的结合,是经常遇到的题目,对于物体受到的电场力和重力的情况,常规方法当然可以解决,如果能利用上静电力与重力的特点,采用等效场思想,则是一条捷径.当带电小球在绳或杆的牵引力下做圆周运动时,要注意等效最高点和最低点的寻找,等效最高、最低点所受的合力方向一定指向圆心.图2-3解析:珠子只能沿光滑绝缘圆环做圆周运动,运动过程中除受圆环的弹力外,还受竖直向下的重力和水平向右的电场力,一定从A点开始沿逆时针方向做圆周运动,重力做负功,电场力做正功.当两个力做的总功最多时,动能最大,同时在这点所受圆环的支持力也最大.问题的关键是找出哪点动能最大.珠子在运动过程中,受重力和电场力的大小、方向都不发生变化,则重力和电场力的合力大小、方向也不变,这样就可以用合力来代替重力和电场力,当珠子沿合力方向位移最大时,合力做功最多,动能最大.www.niuwk.com牛牛文库文档分享www.niuwk.com牛牛文库文档分享带电的物体在电场中具有一定的电势能,同时还可能具有动能和重力势能等机械能,用能量观点处理问题是一种简捷的方法,处理有关能量的问题要注意以下几点:1.只要外力做功不为零,物体的动能就要改变(动能定理).2.重力只要做功,物体的重力势能就要改变,且重力的功等于重力势能的减少量,WG=Ep1-Ep2.如果只有重力做功,物体动能和重力势能之和不变(机械能守恒).3.静电力只要做功,物体的电势能就要改变,且静电力的功等于电势能的减少量,W电=Ep1-Ep2.如果只有静电力做功,物体的动能和电势能之间相互转化,总量不变(类似机械能守恒).4.如果除了重力和静电力之外,无其他力做功,则物体的动能、重力