内容正文:
易错点10 静电场
易错题【01】电场力和能性质的误解
等量同种和异种点电荷的电场强度的比较
比较项目
等量异种点电荷
等量同种点电荷
电场线分布图
连线中点O处的场强
连线上O点场强最小,指向负电荷一方
为零
连线上的场强大小(从左到右)
沿连线先变小,再变大
沿连线先变小,再变大
沿中垂线由O点向外场强大小
O点最大,向外逐渐减小
O点最小,向外先变大后变小
关于O点对称的A与A′、B与B′的场强
等大同向
等大反向
电势高低和电势能大小的判断
1.电势高低常用的两种判断方法
(1)沿电场线方向电势逐渐降低。
(2)若UAB>0,则φA>φB;若UAB<0,则φA<φB。
2.电势能大小的判断方法
判断角度
判断方法
做功判断法
电场力做正功,电势能减小;
电场力做负功,电势能增大
电荷电势法
正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大
公式法
由Ep=qφp,将q、φp的大小、正负号一起代入公式,Ep的正值越大,电势能越大;Ep的负值的绝对值越小,电势能越大
能量守恒法
在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大,电势能减小;反之,电势能增大
电场中的功能关系
(1)势能定理:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加;
(2)动能定理:所有力对物体所做功的代数和,等于物体动能的变化.
(3)机械能定理:除重力外,其他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化.
(4)内能定理:一对滑动摩擦力做的负功绝对值等于物体内能的增加量.
(5)能量守恒定律:若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;
易错题【02】电容器的误解
1、电容器
两个彼此绝缘又相互靠近的导体就是一个电容器。
2、电容器的工作状态——充电和放电
充电就是使电容器带电的过程如图所示。放电就是使充电后的电容器失去电荷的过程,如图所示。电容器的带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值。
3、电容
电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。电容器所带电荷量与极板间电压的比值叫电容。定义式为,其中C与Q、U无关,仅由电容器自身决定。(又是一个用比值法定义的物理量,与电场强度理解方法一样)
单位1F=1 C/V=
4、平行板电容器的电容
C跟电容器的正对面积、介电常数成正比,跟极板间距成反比,即,其中k为静电力常量。一带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场, 如图所示。
5、探究影响平行板电容器电容的因素
(1) 如图所示,保持Q和d不变,S越小,电势差越大,表示电容C越小。
(2)如图所示,保持Q和S不变,d越大,电势差U越大,表示电容C越小。
(3)如图所示,保持Q、S不变,插入电介质后,电势差U越小,电容C越大。
6、常见的电容器
常见的电容器有:聚苯乙烯电容器、纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“+”“一”极。
7、平行板电容器的两类典型问题
(1)电容器两板间的电压U保持不变(与电源连接)
平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,电容器的、S、变化,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。
可根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况:
当d、S发生变化时,,,。
(2)电容器的电荷量Q保持不变(与电源断开)
平行板电容器充电后,切断与电源的连接,电容器的、S、变化,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。
可根据下列几式讨论C、U、E的变化清况:
,,。
易错题【03】带电粒子在电场运动的误解
一、带电粒子在匀强电场中的加速
1.带电粒子在电场中运动时,重力一般远小于静电力,因此重力可以忽略。
2.如图所示,匀强电场中有一带正电q的粒子(不计重力),在电场力作用下从A点加速运动到B点,速度由v0增加到v.,A、B间距为d,电势差为UAB.
(1)用动力学观点分析:, ,
(2)用能量的观点(动能定理)分析:
能量观点既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场,对匀强电场又有。
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)带电粒子以垂直于电场线方向的初速度v0进入匀强电场时,粒子做类平抛运动。垂直于场强方向的匀速直线运动,沿场强方向的匀加速直线运动。
(2)偏转问题的处理方法,类似于平抛运动的研究方法,粒子沿初速度方向做匀速直线运动,可以确定通过电场的时间。
粒子沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度;
穿过电场的位移侧移量:;
穿过电场的速度偏转角: 。
三、示波管的构造原理
(1)示波管的构造:示波器的核心部件是示波管,示波管的构造简图如图所示,也可将示波管的结构大致分为三部分,即电子枪、偏转电极和荧光屏。