1、电场复习一教材分析1内容变化（1）将老教材中的第一节细化为两节，新教材第一节从物质的微观结构的角度认识使物体带电的两种方式的本质，增加了电荷守恒的第二种表述，阐明一种信息，教材的编写体现了时代性，复习过程应关注物理学的新发展，要注重选题时将物理学的新发现编成一个大帽子套在旧模型的身上。（2）在第二节库仑定律中将原阅读材料部分库仑扭秤实验提升为正式内容，详细介绍了库仑实验的过程，增加了一个例题，即求位于等边三角形顶点上的电荷间的相互作用力，建议复习中应注意引申微元法的应用，阐述一个观点，任一带电体都可以看成是由许多点电荷所组成的，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可求出带电
2、体间静电力的大小和方向。新教材删去老教材中第十节，而在本节书后科学漫步一栏中，介绍了静电复印内容，但我认为在复习中应补充有关静电的应用与防护的知识。在课程标准中有两个活动建议：通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理，撰写一篇科学报告。收集资料，综述静电的危害和预防方法。可以认为在课程标准中对静电的应用与防护的要求并没有降低。（3）新教材中第三节中将老教材中的电场线调整为第三节的一部分，个人认为这并不是地位下降的问题，复习中对典型电场的电场线分布还应着重介绍，因为电场线能够让学生对电场的认识由抽象变为形象。（4）新教材调整了电势能
3、、电势、电势变化的引入关系，并将等势面一节同样并入了第四节之中，而删去了老教材中静电屏蔽一节，我认为在复习完等势面后，针对课程标准，还应补充静电场中的导体，静电平衡，静电屏蔽的知识及其应用，介绍电荷的分布与导体表面曲率的关系，引申尖端放电避雷针的原理。（5）新教材第七节将原教材中影响平行板电容器电容的因素的实验改为探究型实验出现，改换了呈现方式。删掉老教材中阅读材料电容式传感器的有关内容，在书中做一做栏目中增加了用传感器观察电容器的充电和放电实验。在复习中应让学生了解图象中面积的物理意义，介绍如何利用it图象获得电容器上的电量,补充其他形式的可变式电容器，这是与日常生活联系非常紧密的一块内容，
4、是高考容易出题的热门考点，同时也为后面学生学习传感器一章打下了基础。（6）新教材中第八节，在书中科学足迹各科学漫步中介绍了密立根测定电子电荷量的实验和范德格拉卡静电加速器，与课程标准中的对带电粒子的平衡或直线运动的要求相呼应，复习中不仅要注意带电粒子在电场中的偏转，也要重视平衡或直线运动复习。2课后习题的变化新教材本章后的习题变化较大，大致变化在两个方面：（1）将概念性很强的问题改换为对学生能力要求高的习题：例（书P17第3题）：场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还的引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球附近的引力场叫重力场。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场
5、强度的大小和方向？依照你的定义，重力场的方向跟正电荷电场相似，还是跟负电荷的电场相似。应该说本题表面看跟电场无关，实际上要能够很好的回答本题，学生要对电场强度的定义及点电荷电场线分布及场强的特点十分熟悉，还要应用题中重力场信息，对学生的理解能力，知识迁移能力，创新能力的要求非常高，复习中要注意对学生多渠道地进行这种迁移和创新能力的训练。（2）增加了经典问题的比例。例：（书P32第3题） 把一个3pF的平行板电容器接在9V的电池上，（1）保持与电池连接，两级板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少电荷变化了多少：（2）移走电池后两极板的距离减半点，极板间的电势差增大还是减少？电势差变化了多少？AU
6、MN此题体现了电容器两种典型的变化方式，即保持U不变和Q不变问题。注意一个变化的场强公式，此式为断开电源后平行板电容器形成匀强电场E的决定式。再例：（书P38第2 题） 某种金属M受到某种紫外线照射时会不停发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同，在M旁放置一个金属网N，如果用导线将MN连起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流，现按图那样给M、N之间加一个电压U，发现当U125V时电流表中就没有电流，问：被这种紫外线照射妯的电子，最大速度是多少？由上述两题可以发现在复习过程中不仅不能回避所谓的陈题，反而更应注意经典题的带动作用，还要多注意3-1中内容与后面选修系
7、列的联系。二复习要求1、07年山东考纲。电场内容要求说明54两种电荷，电荷永恒55真空中的库仑定律、电荷量56电场、电场强度、电场线、点电荷的场强，匀强电场，电场强度的叠加57电势能、电势层、电势、电势面58匀强电场中电势差跟电场强度的关系59静电屏蔽60带电粒子在匀强电场中的运动61示波管、示波器及其应用62电容器的电容63平行板电容器的电容，常用的电容器带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况2、与07年江苏考纲相比，电场的复习要求在考纲并无明显变化，从考纲中可以看出，静电屏蔽及常用的几种可变电容器以及示波器及其应用仍做要求，而在教材中未曾提及，要
8、在复习中加强，另外对照新课程标准中这一部分要求来看，对生活中的一些电容器及带电粒子在电场中的运动的实际应用，我们更应关注，比如课程标准，例3，就明确提到观察静电偏转，了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理，实际上阴极射线管就是一典型直线加速的问题。另课程标准的例4也提及要了解电容器在照相机闪光灯的作用，可以说课程标准是非常关注与实际相联系问题，此应为08年高考考查的热点，针对以上分析，我建议复习中应注意以下几点：（1）重现对基本概念定义的理解，尤其运用类比的方法加深对概念认识。（2）重视知识的实际应用（3）重视本章知识与其它物理知识的综合，例如带电粒子在复合场中的运动。（4）掌握处理较为复杂问
9、题的方法：如等效、建立模型等思维方法。三课时安排第1课时：库仑定律。在本节中应着重解决关于点电荷、试探电荷、元电荷等基本概念，电荷永恒这一基本规律及库仑定律在静电场中的应用。第2课时：电场强度、电场线。本课时着重解决电场强度的定义，几种典型的电场线分布、场强的叠加原理、电场线力的性质及特点。第3节课时：电势、电势能、等势面。本课时着重解决电场力做功和电势能的关系，电势的定义、几种典型等势面分布、电场线能的性质及特点。第4节课时：等势面和电场强度的关系。着重解决带电体在电场平衡和电场力做功问题。第5节课时：电容器及电容。着重解决C、U、Q的关系，两个电容公式，及平行板电容器板间电场特点及电容器的
10、充放电问题。第6节课时：带电粒子在场中运动。着重解决带电粒子在场中的直线加速和类平抛运动，及带电体在电场中的实际运用。第7课时：带电体在电场中的圆周运动和摆动，着重解决带电体在等效场中的运动问题。直线加速交变电场中的往复运动类平抛运动等效场的圆周运动与摆动库仑定律 电场强度电场线 U=W/q U=IR四、复习建议1、知识网络： 电荷及电荷守恒电场力的性质基本概念与规 律带电导体与静电屏蔽电场能的性质电容器与电容定义式E=F/q及场强叠加点电荷匀强电场E=U/d U=W/q U=IR电场做功与电势能变化电势电势差等势面及等势面与电场线的关系定义式平行板电容器基本运动形 式密立根油滴实验探究影响电
11、荷间的相互作用力的因素基本实 验用传感器观察电容器的充电和放电探究影响平行板电容器电容的因素示波器的应用（2）典型例题分析：实验探究题（1）李明与张华采用如图a所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，实验前两人首先用干电池对两极板充电，并保持两极板电量不变，然后将极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接第一次两人保持极板间距离不变，仅将A极板向上移动，发现静电计指针偏角变大，说明两极板间的正对面积的变化影响了电容C的大小，由此两人得出结论为 ；第二次两人保持极板间正对面积不变，仅将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，发现静电计指针偏角也变大，说明两极板间的距离变化影
12、响了电容C的大小，由此两人得出结论为 ；第三次两人保持极板间正对面积不变，极板间距离也不变，在两板间插入一玻璃片，发现静电计指针偏角变小，说明两极板间的绝缘介质的变化影响了电容C的大小，由此两人得出结论为 (2) 李明与张华两人利用上述探究的结论，对实验进行了改动，如图b所示.将一金属棒用绝缘皮包住后与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C或导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况。电源接通，若此后电容C减小，反映h ；电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h 图b图a（1）在保持其他量不变时，正对面积越小，C越小；在保持其他量不变时，两板距
13、离越大，C越小；在保持其他量不变时，两板间绝缘介质的相对介电常数越大，C越大； (2)减小；增大此题实际来源于书本，结合了可变电容器的应用，考查学生是否有一定的实验探究能力及物理实验的基本方法控制变量法。高考试卷的物理实验题目设计一般都取材于课本中的学生实验，往往又比课本中的实验有所加深、提升和变化。因此，同学在复习时要注意实验操作的创新能力培养，改变纸上谈兵、卷上作实验的办法，坚持动手，取得体验，主动探索。概念考察题例：如图，光滑绝缘的水平面上，相隔2L的A、B两点固定两个带电量均为+Q的点电荷。a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，OaOb=L/2。一质量为m、电量为+q的点电荷以初速
14、度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用。当它运动到O点时，动能为初动能的n倍，到b点刚好速度为零已知静电力恒量为K，设O处电势为零求：（1）a点的场强Ea （2）b点的电势b（1）A场源在a点的场强EA EA =KQ/（L/2）2 方向向右B场源在a点的场强EB =KQ/（3L/2）2 方向向左a点的场强Ea= EA- EB=32 KQ/9L2 方向向右 （2）设电荷在运动过程中受到恒定的阻力为f，ao之间的电势差为Uao =U，则：bo之间的电势差为Ubo=U -f L/2=n mv02/2- mv02/2 -fL= 0-mv02 U=（2n-1）mv02
15、/4 b=Ubo =U b =（2n-1）mv02/4 从新课程理念来看，非常注重为什么要有这一概念或规律，要求学生首先能够深入了解概念或规律的来源和用途，在复习中如果能够以题目带概念的复习能够让学生有更深刻的印象和认识。物理模型题KMN例1：如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在保持K闭合；充电后将K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？A.上移上极板M B.上移下极板N C.左移上极板M D.把下极板N接地 解：（1）电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带电量而（2）充电后断开K，保持电容器带
16、电量Q恒定，这种情况下由上面的分析可知选B，选C。此题为平行板电容器内电场两种典型变化模型：即保持U不变和Q不变问题。例2：如图所示，各种不同速率的正负离子射入由A、B两板提供的匀强电场的中央，离子打在板后的荧光屏S上为一亮点，已知离子所带电量的绝对值为e,A、B两极板间的电压为U，距离为d，板长为L，板的右端距荧光屏为2L。今在板的右端与荧光屏中间放一宽度为d的金属板C，它能使射到C上的离子不能再射到光屏S上，试求：v0dLLLABCS（1）动能多大的离子经过电场后才能打到荧光屏S上；（2）荧光屏上出现的亮斑的宽度。解析：当粒子恰好从上板边缘飞出时：而当粒子恰好从A板边缘飞出时：即 才能打在
17、荧光屏上 而 此题考查了学生对类平抛运动模型的理解及如何确定运动过程中临界轨迹，可以引导学生对应实际生活中的打排球问题联系，培养学生的知识迁移能力。EABr例3：如图所示,一绝缘细圆环半径为 r，其环面固定在水平面上，方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为+q 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度方向恰与电场方向垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用。小球沿顺时针方向运动，且qE=mg，求小球运动到何处时，对环的作用力最大？最大作用力为多大？解析：在A点有qE= mv12/r，A到B过程由动能定理得qE2r=mv22mv12 ，在B点水平方向
18、上有N1qE= mv22/r，竖直方向上有N2 = mg，在B处对环的作用力最大，最大作用力为N = = qE本题考查等效场的物理模型，讲授过程中可以将题中环面改为固定在竖直平面上，让学生进一步分析。例4：如图甲所示，质量m、带电量+q的微粒（不计重力）从A点由静止开始经电场加速后进入偏转电场，加速电场极板间电压U，偏转电场两极板相距d，场强大小E，方向随时间变化规律如图乙所示（场强方向向下为正），2t1t2(t1、t2大小未知)而且t3- t2= t4- t3微粒从O点沿中线进入偏转电场后恰好能在MN、PQ板间沿某一曲线运动，最后从MN板右边缘水平飞出试求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v0
19、；（2）微粒第一次到达PQ板时与O点的水平距离；（3）若tntn-1t1（n3），偏转电场极板MN的长EEEOt1t2t3t4t5UMPNQAOOdL甲解析：（1）带电粒子在电场中加速过程，由动能定理得 （2）由图像可知，粒子经加速和减速过程后恰好第一次到达PQ板 场强方向： 水平方向： 联立可得： （3）粒子从PQ板第一次到达MN板的过程中， 设MN板长为L，则 联立可得：(n=0，1，2，) 本题考查带电粒子在交变电场中往复运动或周期性运动模型。与实际及与其他问题相联系例1：如图所示为示波管的原理图，电子枪中的金属丝可以发射电子，初速度很小，视为零。电子枪的加速电压为U0,紧挨着是偏转电极
20、YY/ 和XX/,设偏转电极的极板长均为L1,板间距离均为d，偏转电极XX/ 的右端到荧光屏的距离为L2电子电量为e，质量为m（不计偏转电极YY/ 和XX/二者之间的间距）在YY/、XX/ 偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标原点求：（1）若只在YY/ 偏转电极上加电压U YY/ = U1(U10)，则电子到达荧光屏上的速度多大？ (2) 第(1)中，若再在XX/ 偏转电极上加电压U XX/ = U2(U20)，试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中坐标值（1）经加速电压后电子的速度为，则有 电子经过YY偏转电极的侧向分速度为 电子打到荧光屏上的速度等于离开YY
21、偏转电极时的速度，由此可得 = （2）电子在YY偏转电极中的侧向位移为 离开YY偏转电极后的运动时间为、侧向位移为则有 电子在y方向的位移为 同理：电子在XX偏转电极中的侧向位移为 离开XX后运动时间为，侧向位移为，则有 电子在x方向的位移为 荧光屏上亮点的大致位置如图所示，光点在荧光屏上的坐标为例2：如图所示，竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A，其电荷量Q = 4103 C，场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中k为静电力恒量，r为空间某点到A的距离有一个质量为m = 0.1 kg的带正电小球B，B球与A球间的距离为a = 0.4 m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源A
22、形成的电场中具有的电势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H = 0.8 m处自由下落，落在小球B上立刻也小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，它们向上运动到达的最高点P（取g = 10 m/s2，k = 9109 Nm2/C2），求：（1）小球C与小球B碰撞后的速度为多少？（2）小球B的带电量q为多少？（3）P点与小球A之间的距离为多大？（4）当小球B和C一起向下运动与场源A距离多远时，其速度最大？速度的最大值为多少？（1）小球C自由下落H距离的速度v0 = = 4 m/s小球C与小球B发生碰撞，由动量守恒定律得：mv0 = 2mv1，所以v1 = 2 m/s（2）小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球进行受力分析知：，代入数据得：C（3）C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点，运动过程中系统能量守恒，设P与A之间的距离为x，由能量守恒得：代入数据得：x = (0.4) m（或x = 0.683 m）（4）当C和B向下运动的速度最大时，与A之间的距离为y，对C和B整体进行受力分析有：，代入数据有：y = m（或y = 0.283 m）由能量守恒得：代入数据得：（或vm = 2.16 m/s）10
