电场(1).doc

第七章 电场（一）注意敏感文字：“电量相等”不是电性相同；“相互作用力”可为引力，也可为斥力； “求场强”指求场强大小方向；第一节、电荷与库仑定律1、两种电荷（玻璃棒丝绸, 毛皮橡胶棒）2、起电方式：摩檫起电（不同物质分子束缚电子的能力强弱）、接触起电、感应起电后两种起电方式体现“同性相斥、异性相吸”。(斥到最远，吸到最近)例题：验电器由于带电，金属箔张开，用摩擦过的玻璃棒靠近验电器上端的小球，发现验电器金属箔的张角变小，则验电器带 负电。 解析：如图，摩擦过的玻璃棒带正电，靠近验电器时，将吸引负电荷到“近处”，或排斥正电荷到“远处”。由于实验中，验电器的电荷向玻璃棒的“近处”移动，因此为负电荷。练习： B（1991全国，5）绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜。在a近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示。现使b带电，则 Aa、b间不发生相互作用； Bb将吸引a，吸住后不放开； Cb立即把a排斥开； Db先吸引a，接触后又把a排斥开。 B（2005广东理基，30）静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子a、b、c 从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图1所示，则 A带负电荷，b带正电荷，c不带电荷B带正电荷，b不带电荷，c带负电荷C带负电荷，b不带电荷，c带正电荷D带正电荷，b带负电荷，c不带电荷3、元电荷e： 1e=1.61019C ， 物体带电量只能是e的整数倍， 比荷：亦称荷质比，q/m4、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。（电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。）5、库仑定律内容： 静电量常量k=9109 N m2/C26、库仑定律适用条件：真空中的两个静止的点电荷，注意：电量代入绝对值，作用力方向根据电荷性质而定。练习： B如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是AF1BF2CF3DF4 B（2004天津，17）中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为的同一圆周上，如图1所示。图2给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是电荷分布例题：如图，半径为R的绝缘圆环上均匀地带有电量为+Q的电荷，现在圆环上截下长度为d的一段（dR），设其余部分电荷分布不变，则圆心处的场强大小为 解析：由对称性，截取之前，任一直径两端的点电荷在圆心处产生的场强均抵消，合场强均为零。电荷为“线分布”， ， 截取后圆心处场强为d的对称点q产生场强。练习： ，由球心指向小孔中心（1995上海，20）一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O上由于对称性，点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为r|q|)由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是A若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，FaFb B（01上海）法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（ ）A a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量B a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量C a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量D a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量abPMN左右 ACD（2005全国，21）图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧？ AQ1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2|CQ1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2| BCD（2008上海，14）如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动。若A小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小B小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小 B（2001上海，3）A、B两点各放有电量为十Q和十2Q的点电荷，A、 B、C、D四点在同一直线上，且ACCDDB将一正电荷从C点沿直线移到D点，则A电场力一直做正功 B电场力先做正功再做负功 C电场力一直做负功 D电场力先做负功再做正功 D（2006全国，17）是长为的均匀带电细杆，、是位于所在直线上的两点，位置如图所示上电荷产生的静电场在处的场强大小为，在处的场强大小为则有下说法正确的是A两处的电场方向相同，B两处的电场方向相反，C两处的电场方向相同，ab+qdddD两处的电场方向相反， kq/d2，水平向左如图3，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_，方向_。（静电力恒量为k）匀强电场练习： AD一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷的A、B两点的电势能A、B之间的关系为0ABtvAEAEB BEAEB CAB DAB AD（2006上海，8）A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图所示设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为UA、UB，则AEA = EB BEAEB CUA = UB DUAUB ，电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关。（2000上海，11）如图，在场强为E的匀强电场中有相距为的A、B两点，边线AB与电场线的夹角为，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功 ；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功 ；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功 ，由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是： 。 BD（2007广东，3）如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A、B、C、D作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是 AAD两点间电势差UAD与A A两点间电势差UAA相等B带正电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电场力做正功C带负电的粒子从A点沿路径ADD移到D点，电势能减小D带电的粒子从A点移到C点，沿对角线A C与沿路径ABBC电场力做功相同U-d正比练习： 9（5分）（1999全国，1）图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA15V，UB3V，UC-3V由此可得D点电势UD_V B（2007全国，20）、是匀强电场中的四个点，它们正 好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行已知点的电势为，点的电势为，点的电势为如图，由此可知点的电势为ABCD A（2007宁夏，21）匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于ABC所在平面。A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设场强大小为E。一电量为1106C的正电荷从D点移动到C点电场力所做的功为W，则 AW8106J，E8V/mBW6106J，E6V/mCW8106J，E8V/mDW6106J，EEB 。 2、由电场线方向，电势BA 。 3、根据电荷运动轨迹，电荷受到电场力方向偏右侧，与电场线方向相反，可知为负电荷。 4、正电荷在高电势处电势能大，负电荷在高电势处电势能小，电势能BEB，合外力FAFB，加速度aAaB 。 7、电场力做正功，由动能定理，动能EkBEkA，速率vBvA。 C（2003全国）图中虚线所示为静电场中等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8 eV时，它的动能应为A8eV B15 eV C20 eV D34 eV解析：由于相邻等势面之间的电势差相等，即U12=U23=U34，又电荷从a运动到b的过程中，qU14=EkbEka21eV。由30，30 。由于只有电场力做功，电势能与动能总量守恒，应求Ek3 ，则有qU13=Ek3Eka ，由式，U143U12 ，U132U12U14 ，qU1314eV，Ek312eV。Ek33Ek ，Ek20eV 。练习： A、D（2007上海，13）一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点。点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示，则EA、EB和EC间的关系可能是AEAEBEC。BEAEBEC。CEAECEB。DEAECEB。 AD（2008广东，8）图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点，可以判定AM点的电势大于N点的电势BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 BCD（1998上海，9）图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域量的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是A带电粒子所带电荷的符号B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的速度何处较大D带电粒子在a、b两点的电势能何处较大力电结合练习： ACD在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零。则 物体克服电场力做功qEs 物体的电势能减少了0.8qEs物体的电势能增加了qEs 物体的动能减少了0.8qEs B（1994全国，8）一个带正电的质点，电量库，在静电场中由点移到点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为焦，质点的动能增加了焦，则、两点间的电势差为( ).A伏B伏C伏D伏 （1）联立解得（2）解法一 在带电粒子的运动方向上任取一点，设坐标为x 牛顿第二定律可得 由运动学公式得联立进而求得（2）解法二 在x轴上任取两点x1、x2，速度分别为v1、v2 联立得（2006年江苏，16）（14分）如图所示，平行板电容器的两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子（不计重力），从x轴上坐标为x0处静止释放。求该粒子在x0处的电势能。试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能和电势能之和保持不变。非匀强电场练习： CD（1995全国，14）在静电场中A电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C电场强度的方向总是跟等势面垂直的D沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的 AC（2007山东，19）如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点。下列说法正确的是AM点电势一定高于N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，电场力做正功 BD（2008山东，21）如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q，且CO=OD，ADO60。下列判断正确的是AO点电场强度为零BD点电场强度为零C若将点电荷+q从O移向C，电势能增大D若将点电荷-q从O移向C，电势能增大 ABC（2008江苏，6）如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC ，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC ，则下列关系中正确的有AABC BECEBEA CUABUBC DUAB=UBC单个电荷电场练习： A（1992全国，1）如图所示，是带正电的点电荷，和为其电场中的两点。若、为、两点的电场强度的大小，、为、两点的电势，则A，B，C，D， OABC （83）一个点电荷-Q静止在两个同心球面的球心O处，把一个正电荷Q从内球面上的A点移到外球面上的B点时，电场力所做的功是WAB；如果把正电荷Q从内球面上的A点移到外球面上的C点时，电场力所做的功是WAC，则有（ ） A、WAB=WAC B、WABWAC C、WABUbUc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知，A粒子从K到L的过程中，电场力做负功B粒子从L到M的过程中，电场力做负功C粒子从K到L的过程中，静电势能增加D粒子从L到M的过程中，动能减少 C（2005年江苏，3）根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是 A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等