湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理 第一章 静电场复习学案 新人教版选修31.doc

高二物理 静电场 复习导学案【知识梳理】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在正电荷和负电荷，同种电荷相互 ，异种电荷相互 。电荷的多少叫做 ，单位是库仑，符号是c。所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为 。2、点电荷是一种 模型，当带电体本身 和 对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。3、使物体带电有方法： 、 、接触起电，其实质都是 。4、电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的 转移到 ，在转移的过程中，电荷的总量 ，这就是电荷守恒定律。二、库仑定律1、真空中两个 之间的相互作用力f的大小，跟它们的电荷量q1、q2的乘积成 ，跟它们的距离r的 成反比，作用力的方向沿着它们的 。公式f= 其中静电力常量k ；适用范围：真空中的 。三、电场强度：1、电场和电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质， 周围存在电场，电场强度和定义式 放入电场中某点的电荷所受的 跟该电荷所带 的比值叫做该点的电场强度公式： ，单位： ，或v/m物理意义是描述电场力的性质的物理量，能够反映电场的强弱相关因素e的大小和 的大小无关，是由电场 决定的，只与形成电场的电荷和该点 有关，与试探电荷无关矢标性电场强度的方向与该点 所受电场力的方向相同，与 受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即 定则。2、电场强度的几个公式（1） 是电场强度的定义式，适用于 的静电场。（2） 是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。（3） 是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d必须是沿 的距离。3、电场的叠加按平行四边形定则进行运算。四、（1）电场线：电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。它可以形象直观地反映电场的 和 。（2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。疏密程度反映了电场的 ，电场线密集的地方场强 ；电场线稀疏的地方场强 。在没有电荷的空间，电场线不能 ，两条电场线不能 。（3）与电势的关系：在静电场中，电场线和等势面 且由电势较 的等势面指向电势较低的等势面。顺着电场线的方向电势越来 。（4）电场线和电荷在电场中的运动轨迹只有同时满足三个条件才能重合。电场线是 。电荷的初速度为零或不为零，但速度方向和电场线 。电荷仅受电场力作用或受其他力的方向和电场线平行。五、电势差、电势、电势能电势差定义电荷q在电场中的两点间移动时电场力所做的功wab与电荷量q的比值公式物理意义描述电场能的性质，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时电场力的功电势定义电场中某点的电势是指该点与零电势点之间的电势差，符号：物理意义电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力的功，描述电场能的性质与电势差的关系类似于高度差和高度的关系电势能定义电荷在电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）（1）电场中确定的两点间的电势差是 的，和零电势参考点（标准点）的选取 。（2）电势是相对量，它的大小和电势零点选取 （3）在选取了参考点以后，在确定的电场中的确定点的电势是 ，和该点有无试探电荷无关。六、电场力的功1、特点：电场力做功与路径 ，只与 有关。2、计算方法：（1）由公式w=qel（l为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式（为电荷初末位置间电势差的大小）（3）由电场力做功和电势能的变化的关系：（分别是电荷电场中a、b两点的电势能）（4）由动能定理七、等势面：1、定义：电场中 构成的面叫等势面。2、等势面与电场线的关系（1）电场线总是与等势面垂直，且从 等势面指向 等势面。（2）电场线越密的地方，等势面也 。（3）沿等势面移动电荷，电场力 做功，沿电场线移动电荷，电场力 做功。（4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具（5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。八、电势差与电场强度的关系：1、匀强电场中电势差u和电场强度e的关系式为u= 2、说明：（1）u=ed只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，e越大处，d ，即等势而越 （2）式中d的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最 的方向。（3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落 九、电容器与电容：1、（1）电容器：两个彼此 又互相 的导体都可构成电容器。（2）电容：物理意义：表示电容器 电荷本领的物理量。定义：电容器所带 （一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间 的比值叫电容器的电容。定义式： 2、平等板电容器：（1）平行板电容器的电容计算式 （2）带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场，且e= 3、关于电容器两类典型问题分析方法：十、带电粒子的加速和偏转1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即 2、（1）带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。求出运动时间 ，离开电场时的偏转量 ，离开电场时速度的大小 以及离开电场时的偏转角 （2）若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则y= （u1为加速电压，u2为偏转电压）【达标练习】1、 学考要求（一）选择题1、a、b、c三个塑料小球，a和b，b和c，c和a间都是相互吸引,如果a带正电则( )a、b、c球均带负电 b、b球带负电，c球带正电c、b、c球中必有一个带负电，而另一个不带电 d、b、c球都不带电2、下述说法正确的是（ ）a元电荷就是质子 b物体所带的电量只能是某些值。c元电荷是带电物体电量的最大值 d由库仑定律f=k可知，当两电荷间距离r0时，f3、把两个完全相同的金属球a和b接触一下，再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则a、b两球原来的带电情况不可能是：（ ）aa和b原来带有等量异种电荷 ba和b原来带有同种电荷ca和b原来带有异种不等量电荷 da原来带电，而b原来不带电4、真空中两个点电荷q1、q2，距离为r，当q1增大到2倍时，q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：（ ）a、4/9 b、4/27 c、8/27 d、2/275、关于点电荷的说法，正确的是 ( )a、只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 b、体积很大的带电体一定不能看作点电荷c、点电荷一定是电量很小的电荷 d、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷6、两个点电荷相距为r，相互作用力为f，则不正确（ ）a、电荷量不变，距离加倍时，作用力变为f/4b、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时，作用力不变c、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时，作用力不变 d、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷，两者的距离不变，作用力可能不变7、 关于摩擦起电、传导起电、感应起电，下列说法错误的是（ ）a这是起电的三种不同方式 b这三种方式都产生了电荷c这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移 d这三种方式都符合电荷守恒定律8、关于电场强度e的说法正确的是（ ）a 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同；b 根据e=f/q可知，电场中某点的电场强度与电场力f成正比，与电量q成反比；c e是矢量，与f的方向一致； d公式e=kq/r2对任何电场都适用。9、以一个点电荷为球心，在其周围空间中画出一个球面，对于球面上的各点：（ ）a、电场强度的大小相同，方向不同；b、电场强度的大小相同，方向相同；c、电场强度的大小不同，方向不同；d、电场强度的大小不同，方向相同。10、下面关于电场线的说法，其中正确的是 （ ） a在静电场中释放的点电荷，在电场力作用下一定沿电场线运动b电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同c电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同d电场线的疏密不能表示电场强度的大小11、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有a、b两点，用ea、eb表示a、b两处的场强，则 ( ) a、a、b两处的场强方向不同 b、因为a、b在一条电场上，且电场线是直线，所以eaebc、电场线从a指向b，所以eaeb d、不知a、b附近电场线的分布情况，ea、eb的大小不能确定12、在真空中有一点电荷形成的电场中，离该点电荷距离为r0的一点，引入一电量为q的检验电荷，所受电场力为f，则离该点电荷为r处的场强大小为（ ）a b c d13、电场中有一点p，下列说法正确的是( )a、若放在p点电荷的电量减半，则p点的场强减半 b、若p点没有检验电荷，则p点场强为零c、p点的场强越大，则同一电荷在p点所受电场力越大 d、p点的场强方向为检验电荷在该点受力方向14、关于电场、电场线的性质，下列说法正确的是（ ）a在电场中的任一点，电荷的受力方向，就是该点的电场方向b电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹c电场线在特殊情况下可能相交 d电场线的疏密表示电场的强弱，15、电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上的存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是（ ）a电压保持不变，插入电介质 b、电压保持不变，减小正对面积c、电压保持不变，增大极板间的距离 d、以上措施都不行16、传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待侧压力f作用于可动膜片电极上，可使膜片产生形变，引起电容变化。若将电容器，灵敏电流计和电源串连成闭合电路，那么下列说法正确的是（ ）a、当f向上压膜片电极时，电容将减小 b、当f向上压膜片电极时，电容不变c、若电流计有示数，则压力f在发生变化 d、若电流计有示数，则压力f不发生变化（二）填空题和计算题17、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_在国际单位制中k的单位是_在真空中两个1c的点电荷相距1m时的相互作用力是 18、真空中有两个点电荷a、b其带电量qa=2qb，当二者相距0.01m时，相互作用力为1.810-2n，则其带电量分别为qa=_，qb=_19、在真空中负点电荷q形成的电场中的p点，放一个q=-10-9 的点电荷，测得所受电场力大小为10-6n 。则：（l）若移走q ，而在p点放置一个q,=+10-8 的点电荷，则所受电场力大小为_n，此时q在p点产生的电场的场强大小为 n/c，方向与将q 放在p点时的场强方向_；（2）若在p点不放任何检验电荷，则q在p点产生的场强大小为_n/c，方向与将 放在p点时的场强方向 。20、如图所示为电容器c与电压u的电源连接成的电路当电键k与1接通，电容器a板带_电，b板带_电，这一过程称电容器的_电路稳定后，两板间的电势差为_当k与2接通，流过导体acb的电流方向为_，这就是电容器的_ 过程21、电容的单位是 、1f= uf= pf22、在真空中有两个相距0.18m的点电荷，q1电量为十1.810-12c。两个点电荷间的静电力f=1.010-12n，求q2所带的电量？23、真空中有三个同种的点电荷，它们固定在一条直线上，如图所示，它们的电荷量均为4.01012c，求q2受到静电力的大小和方向。二、高考要求（一）单项选择题:1、由电场强度的定义式e=f/q 可知，在电场中的同一点（ ）a、电场强度e跟f成正比，跟q成反比b、无论检验电荷所带的电量如何变化，f/q始终不变c、电荷在电场中某点所受的电场力大，该点的电场强度强。d、一个不带电的小球在p点受到的电场力为零，则p点的场强一定为零2、关于电场，下列叙述正确的是（）a以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同b正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强c在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为e=f/q，取走q后，该点场强不变d电荷所受电场力大，该点电场强度一定很大3、a、b在某个点电荷电场中的一根电场线上，在线上a点处放入一个自由的负电荷，它将沿电场线由静止向b点运动，下列判断哪些是正确的（）a、电场线由b指向a，该电荷做加速运动，加速度越来越小b、电场线由b指向a，该电荷做加速运动，其加速度大小的变化由题设条件不能确定c、电场线由a指向b，电荷做匀加速运动d、电场线由b指向a，电荷做加速运动，加速度越来越大4、在一个真空点电荷电场中，离该点电荷为r0的一点，引入电量为q的检验电荷，所受到的电场力为f，则离该点电荷为r处的场强的大小为( )a、f/qb、fr02/qr2c、fr0/qrd、f/q5、若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内（ ）a、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动b、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动c、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动d、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动6、如图所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点，则（ ）a、a点电势比b点高 b、a、b两点场强方向相同c、a、b、c三点与无穷远处电势不相等d、带电粒子（不计重力）在a点无初速释放，则它将在a、b连线上运动7、如图所示，把绝缘金属板a与静电计相连，用一根跟丝绸摩擦过的有机玻璃棒接触金属板a，静电计指针有一偏角，现用另一块不带电金属板b靠近金属板a，则静电计指针的偏角（）aba、变大 b、变小 c、不变 d、上述三种情况都可能8、如图所示为电场中的一条电场线，a、b为其上的两点，以下说法正确的是a、ea与eb一定不等，a与b一定不等 b、ea与eb可能相等，a与b可能相等 c、ea与eb一定不等，a与b可能相等 d、ea与eb可能相等，a与b一定不等9、电量为q的点电荷，在两个固定的等量异种电荷+q和-q的连线的垂直平分线上移动，则（） a、电场力做正功； b、电场力做负功；c、电场力不做功； d、电场力做功的正负,取决于q的正负。10、电场中有a、b两点，在将某电荷从a点移到b点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是（）a、该电荷是正电荷，且电势能减少 b、该电荷是负电荷，且电势能增加c、该电荷电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷d、该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷11、如图所示的实验装置中，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将a极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量q、电容c、两极间的电压u，电容器两极板间的场强e的变化情况是（）a、q变小，c不变，u不变，e变小 b、q变小，c变小，u不变，e不变c、q不变，c变小，u变大，e不变 d、q不变，c变小，u变大，e变小12对于电场中a、b两点，下列说法正确的是a电势差的定义式，说明两点间的电势差uab与电场力做功wab 成正比，与移动电荷的电量q成反比ba、b两点间的电势差等于将正电荷从a点移到b点电场力所做的功c将1c电荷从a点移到b点，电场力做1 j的功，这两点间的电势差为1vd电荷由a点移到b点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的变化就不再等与电场力所做的功（二）多项选择题13、如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有a、b两点，用ea、eb表示a、b两处的场强大小，则（ ）a、a、b两点的场强方向相同 b、电场线从a指向b，所以eaebc、a、b同在一条电场线上，且电场线是直线，所以ea=ebd、不知a、b附近的电场线分布状况，ea、eb的大小不能确定14、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是 （ ）a、电势高的地方电场强度不一定大 b、电场强度大的地方电势一定高c、电势为零的地方场强也一定为零 d、场强为零的地方电势也一定为零15、两个半径相同的金属小球，带电量之比为17，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）a、3/7 b、4/7c、9/7d、16/716、如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经a点飞向b点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是：（ ）a、粒子带正电 b、.粒子在a点加速度大c、粒子在b点动能大 d、a、b两点相比，b点电势能较高17、如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为u1，偏转电压为u2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（） a、使u1减小到原来的1/2 b、使u2增大为原来的2倍 c、使偏转板的长度增大为原来2倍 d、使偏转板的距离减小为原来的1/2（三）填空题18、电量为210-6c的正点电荷放入电场中a点，受到作用力为410-4 n，方向向右，则a点的场强为_n/c，,方向_。若把另一电荷放在该点受到力为210-4 n，方向向左，则这个电荷的电量为_，是_电荷。19、相距l的两个点电荷a、b分别带的电荷量为+9q和q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷c，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，问c所带的电荷量_，电性为_并把c应放在_位置上。20、如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距4 cm,b、c相距10 cm.将一个带电荷量为210-8 c 的电荷从a点移到b点时,电场力做功为410-6 j.将此电荷从b点移到c点时电场力做功为_ j,a、c间电势差为_v.21、匀强电场中有m、n、p三点，连成一个直角三角形，mn4cm，mp5cm，如图所示，把一个电量为2109c的检验电荷从m点移到n点，电场力做功8109j，从m点移到p点电场力做功也是8109j则匀强电场的方向由_点指向_点，电场强度大小为_n/c（四）计算题（解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）22、如果把带电量为c的点电荷从无穷远移至电场中的 a点，需克服电场力做功j。试求：（1）q在a点的电势能和在a点的电势（取无穷远处电势为零）。（2）q未移入电场前a点的电势是多少？23、如图所示，在平行金属带电极板mn电场中将电荷量为-410-6c的点电荷从a点移到m板，电场力做负功810-4 j，把该点电荷从a点移到n板，电场力做正功为410-4 j，n板接地。则（1）a点的电势是多少？（2）等于多少伏？（3）m板的电势是多少？24、如图所示：q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距为l1，q2与q3之间的距为l2，且每个电荷都处于平衡状态。(1)如q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷。(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是：_25、在电场强度为e=104nc、方向水平向右的匀强电场中，用一根长l=1m的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=510-6c带正电的小球，细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动。现将杆从水平位置a轻轻释放，在小球运动到最低点b的过程中，电场力对小球作功多少？a、b两位置的电势差多少？小球的电势能如何变化？小球到达b点时的速度多大？取g=10m/s226一束初速不计的电子流在经u =5000v的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d =1.0cm，板长l =5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？27、如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子(重力不计)，在匀强电场中的a点时速度为v，方向与电场线垂