高中物理 第一章 静电场 第二讲 电场的性质破题致胜复习检测 新人教版选修3-1.doc

第二讲 电场的性质自主复习考点清单：电场强度、电场线；电势能、电势、电势差；考点详情：1电场强度三个表达式的比较表达式比较eeke公式意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中e与u的关系式适用条件一切电场真空点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定，与检验电荷q无关由场源电荷q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定，d为两点沿电场方向的距离2电场的叠加（1）叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。（2）运算法则：平行四边形定则。3计算电场强度常用的五种方法（1）电场叠加合成法（2）平衡条件求解法（3）对称法（4）补偿法（5）等效法 【易错提醒】（1）电场强度为矢量，在叠加时易忽略场强的方向。（2）在点电荷形成的电场中，易把场源电荷和试探电荷混淆。（3）应用计算场强时，误把d当作电场中两点的间距。 例题1：如图所示,真空中o点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的电场强度大小为ea,方向与ab连线成60角,b点的电场强度大小为eb,方向与ab连线成30角.关于a、b两点电场强度大小ea、eb的关系,以下结论正确的是( )a.b.c.d. 答案：d 4. 电场线的三个特点（1）电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处；（2）电场线在电场中不相交；（3）在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏。 5六种典型电场的电场线 【规律总结】电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系a电场线与带电粒子运动轨迹重合的条件一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合。（1）电场线为直线；（2）带电粒子初速度为零，或速度方向与电场线平行；（3）带电粒子仅受电场力或所受其他力的合力方向与电场线平行。b电场线与轨迹问题判断方法（1）“运动与力两线法”画出“速度线”（运动轨迹在初始位置的切线）与“力线”（在初始位置电场线的切线方向），从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况。 （2）“三不知时要假设”电荷的正负、电场强度的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向中若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知，则要用“假设法”分别讨论各种情况。 6电势高低的判断判断依据判断方法电场线方向沿电场线方向电势逐渐降低场源电荷的正负取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低电势能的高低正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大电场力做功根据uab，将wab、q的正负号代入，由uab的正负判断a、b的高低 7电势能大小的判断公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式epq，正ep的绝对值越大，电势能越大；负ep的绝对值越大，电势能越小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做功法电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加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，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加 8几种典型电场的等势线（面）电场等势线（面）重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上电势处处为零等量同种（正）点电荷的电场连线上，中点的电势最低；中垂线上，中点的电势最高例题1：如图所示,一个动能为ek的电子,垂直于a板从小孔c进入匀强电场,能到达的最大深度,设电子的电荷量为e,a板接地,则b板的电势为_.a. 答案： 例题2：如图所示,虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线,且相邻等势面之间的电势差相等.实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,m、n是这条轨迹上的两点,则下面说法中正确的是( ) a.三个等势面中,a的电势最高b.对于m、n两点,带电粒子通过m点时电势能较大c.对于m、n两点,带电粒子通过m点时动能较大d.带电粒子由m运动到n时,加速度增大 答案：cd 例题3：图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子( ) a.带负电b.在c点受力最大c.在b点的电势能大于在c点的电势能d.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化 答案：cd 9匀强电场中电势差与电场强度的关系（1）uabed，d为a、b两点沿电场方向的距离。（2）沿电场强度方向电势降落得最快。（3）在匀强电场中ued，即在沿电场线方向上，ud。推论如下：如图甲，c点为线段ab的中点，则有c。如图乙，abcd，且abcd，则uabucd。 10e在非匀强电场中的三点妙用（1）判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大。（2）判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，e越大，u越大，进而判断电势的高低。（3）利用 x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律：kex，斜率的大小表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向。 （1）e只能在匀强电场中进行定量计算。（2）u取电势差的绝对值。（3）公式e中d为沿电场线方向上的距离。【规律总结】e在非匀强电场中的妙用表达式e在非匀强电场中有如下三点妙用：（1）解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系，当电势差u一定时，场强e越大，则沿电场强度方向的距离d越小，即电场强度越大，等差等势面越密集。（2）定性判断非匀强电场电势差的大小关系，如距离相等的两点间的电势差，e越大，u越大；e越小，u越小。（3）利用 x图象的斜率判断沿x方向电场强度ex随位置的变化规律。在 x图象中某点的斜率kex，斜率的大小表示电场强度的大小，正负表示电场强度的方向。 例题1: 板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时,两极板间电势差为u1,板间场强为e1.现将电容器所带电荷量变为2q,板间距变为,其他条件不变,这时两极板间电势差为u2,板间场强为e2,下列说法正确的是( )a.u2=u1 e2=e1b.u2=2u1 e2=4e1c.u2=u1 e2=2e1d.u2=2u1 e2=2e1 答案：c 例题2：如图,一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动,a、b为其运动轨迹上的两点,已知该粒子在a点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60;它运动到b点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力,求a、b两点间的电势差. 答案： 巩固练习1. 真空中a,b两点与电荷q的距离分别为r和3r,则a,b两点的电场强度大小之比为( )a.31b.13c.91d.19 2. 如图，真空中xoy平面直角坐标系上的abc三点构成等边三角形，边长l=2.0m.若将电荷量均为q=+2.010-6c的两点电荷分别固定在a、b点，已知静电力常量k=9.0109nm2/c2.求： （1）两点电荷间的库仑力大小；（2）c点的电场强度的大小和方向. 3如图所示,图中k、l、m为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动.已知klmklm,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的是( ) a.粒子带负电b.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度c.粒子在a点与e点的速度大小相等d.粒子在a点的电势能大于在d点的电势能 4图中的虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子m、n(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中mpn和nqm所示.已知m是带负电的带电粒子.则下列说法中正确的是( ) a.n一定也带负电 b.a点的电势高于b点的电势c.带电粒子n的动能减小电势能增大d.带电粒子n的动能增大电势能减小5. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且abbc；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( ) a.abcb.ecebeac.uabubcd.uabubc 6如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有a、b两点,则( ) a.a、b两点的场强方向与x轴同向b.a、b两点的场强方向与x轴反向c.a点的场强大于b点的场强d.a点的场强小于b点的场强 7如图所示,在xoy平面内有一个以o为圆心,半径r=0.1m的圆,p为圆