高中物理 电场全章复习课2教案 人教版第二册

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1、第二课时Ⅱ静电场的应用举例．请学生举例，然后归纳，最后重点讨论以下内容：(1)带电粒子在电场中的平衡问题；(2)带电粒子在电场中的非平衡问题；(3)电容器．师生共同分析讨论：(1)平衡问题．注意：共点力平衡条件。【例题1】(投影片)用两根轻质细线把两个质量未知的带电小球悬挂起来，a球带电+q，b球带电-2q，且两球间的库仑力小于b球受的重力，即两根线都处于竖直绷紧状态．若突然增加一个如图2中所示的水平向左的匀强电场，待最后平衡时，表示平衡状态的图可能是                                 

2、              [   ]．分析及解答：先要求学生回答．对a、b单独分析有时易错．可启发，a和b组成的系统为研究对象，进行分析最为简捷．正确答案应选D．图3为D状态时的受力图，以示验证．其余留课后验证．(2)非平衡问题．【例题2】(投影片)．把一个带正电荷q的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的O点．小球质量m=2g，悬线长L=6cm，两板间距离d=8cm．当两板间加上U=2×103V的电压时，小球自悬线水平的A点由静止开始向下运动．到达O点正下方的B点时的速度刚好为零．如图4所示．以后一直在A、

3、B间来回摆动．(取g=10m/s2．)求：（1）小球所带的电量．（2）摆动过程中小球的最大速度．分析及解答：首先留给学生一定时间分析思考；然后可组织学生互相讨论启发，以寻找解答本题的初步思路；最后由教师归纳学生的多种思路，进行合理评价，提出正确方案．（1）取小球作研究对象．重力mg竖直向下，电场力Eq水平向左，绳的拉力T．当小球由A向B运动过程中，重力mg对小球做正功mgL，电场力Eq对小球做负功-EqL，拉力T随时变化，但因拉力T与运动方向垂直，故不做功．因此，小球做变速运动．起初于A点时速度为零，到达B点速度又是

4、为零．根据动能定理∑W=△EK有：mgL－EqL＝0．而电场强度　E＝联立两式可得：q＝＝8×10C（2）设在下落角为θ的C点处小球速度达最大值v，如图5(a)所示．因在小球运动过程中，张力为变力，但此张力对小球所做的功恒等于零，故采用功能定理时可不考虑张力．对小球自A至C的过程运用动能定理，有　mgLsinθ－qEL(1－cosθ)＝　mgsinθ＋qEcosθ＝＋qE当mv2/2达极大值时，左式也达极大值．如图5(b)所示，在△MNO中，　mg＝cosφ　qE＝sinφ代入*式，则其左式变为：（sinθcosφ＋

5、cosθsinφ）＝sin（θ＋φ）显然，当θ+φ=π/2时，左式达极大值，即∠NMO=θ=tan―1(mg/qE)，代入数据，得θ=π/4；再代入上式解得：v≈0.7m/s．引导学生分析总结带电粒子在电场中的平衡问题与平衡问题的解题思路与方法．为此，请看下例(投影片)．【例题3】一场强E大小未知的水平匀强电场，场强E随时间t变化的情况如图6所示．t=0时，一正离子在未知电场中由静止开始运动，经2t1时间，正离子刚好回到最初t=0时的位置，此时它的动能为E，求在0～t和t1～2t1两段时间内，电场力对正离子做的功各是

6、多少？解：处理带电粒子在电场中运动的再一条思路是：从冲量的观点分析带电粒子的运动，运用动量定理的知识，求解带电粒子在电场中运动的问题．把上述思路用于本题，在0～t1时间内，设正离子的质量为m，受到的电场力大小为F1，发生的位移大小为s，所达到的速度大小为v1，在这段时间t1内，电场力F1对正离子做正功，同时对正离子施以了冲量，据动能定理和动量定理分别有：F1s＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）Ft1=mv1（2）在t1～2t2时间内，设正离子受到的电场力大小为F2，回到最初位置时速度的大

7、小为v2，在这段时间内，正离子的位移为-s，与它受到的电场力F2方向相同，故电场力F2对正离子仍做正功，同时对正离子也施以了冲量．同理有：F2s＝（3）Ft2=mv2－mv1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）又据题意：＝E　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）由①②③④⑤式解得：F2=3F1，(F1+F2)s=E，据此两段时间内电场力对正离子做的功分别为：　　W1＝F1s＝E，W2＝F2s＝E，从本题还可看出，在运用冲量的观点分析带电粒子在电场中的运动时，往往需要

8、同时运用能量的观点，即同时运用动量定理和动能定理求解带电粒子在电场中运动的问题，对于这一运用特点和思路要注意领会和掌握．(3)平行板电容器在单个平行板电容器的问题中，有一些不仅是涉及电容定义式和决定式综合运用的内容，而且还要涉及对两板间电场中的场强、电势、电荷的电势能分析比较的内容，分析处理这类电容器问题的思路要点是：①先分析电容器的不变量．这