高三物理复习学案：电场的分析和计算.doc

电场的分析和计算（专题）本专题主要对电场的产生及其特点进行复习。复习时应从电场的二个性质入手。（1）电场中力的性质；（2）电场中能的性质； 一要点阐释：1性质：（1）场强E（2）电势U上述二式体现该值由电场决定，与放入的电荷无关，即使不放入电荷，那点的场强、电势也同样客观存在。引伸：电场E（）（）也可用电场线来描述，仅当在匀强电场中从静止释放的电荷且不计重力时，电荷才沿着电场线运动。电势电势相等的点组成的面叫等势面。在取相邻等势面间电势差恒定的情况下，等势面密处场强大，等势面稀处场强小2做功：WqU（能量的转化）注意正负功的判定（1） qU均取正值代入求功数值。正负号据电荷的性质和始末位置电势高低进行判定。（2） 将qU连同符号代入求功。“”则正功，“”则负功，但应注意W与U中符号一致，如Wabq（UaUb）3静电平衡：导体内部合场强为零，即施感与感应的场强叠加的结果，单独的每一电场都不为零，导体为一等势体，表面为一等势面，且表面处场强方向都垂直于导体表面，但强弱与表面曲率有关。4电容器：（1） 决定因素：（2） 带电情况：与电源相连：U不变断开电源后：Q不变om.qAQr（3） 注意：E 二例题分析例1 如图，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距A板r处有一质量为 m，电量为q的小球，小球受向右的电场力偏转角而静止。小球用绝缘丝悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度。TF电mg解析：分析小球受力如图，由平衡条件：F电=mgtg则小球所在处E=F/q 方向水平向右 说明：常出错是据库仑定律求小球受到电场力F=kQq/r2，而得场强E=kq/r2.应注意公式的适用条件。 例2平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器的内部，闭合电键K给电容器充电，这时悬线偏离竖直方向角，如图所示( AD )ABA 保持电键K闭合，带正电的A板向B板靠近，则增大B 保持电键K闭合，带正电的A板向B板靠近，则不变C 电键K断开，带正电的A板向B板靠近，则增大D 电键K断开，带正电的A板向B板靠近，则不变 例3如图，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，P这时球外p点的电场强度为E0。当把一电量也为q的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为F则在国际单位制中 ( )A f的数值等于qE0B f的数值等于afC a比1小得越多，F的数值越接近aqE0D a比1小得越多，F的数值越接近af 解析：P点放入点电荷q时，由于同种电荷相斥，使金属球的带电中心偏离球心，带电中心到P点距离将大于球心到P点距离，据点电荷场强公式E=KQ/r2知，带电金属球在P点产生的场强将小于E0；当把电量为aq的点电荷放在P点时，电量越小即a比1小得越多，金属球的带电中心偏离球心越小，球在P点激发的场强越接近于E0，即aq在P点受力数值越接近于aqE0.故只有C项正确。 说明：(1)本题中的场源电荷为金属球体而非固定的点电荷，若放入P点的电荷电量相对带电球的电量并非很小时，将改变球体表面电荷的分布，从而使P点的场强发生变化。(2)当a远小于1时，aq可看作电量足够小的检验电荷，对场源电荷的影响很小，P点的场强可认为没有变化。因此，解题时应首先对公式有确切的理解，对其使用条件要充分把握，切忌生搬硬套。习题1.如右图示平行板匀强电场，一束电子流以初速V垂直场强方向飞入该电场，它恰可打在上极板的中央，现欲使该电子流打在上极板左端，以下措施哪些是可行的（其它条件不变） ACD A电键K闭合时，使极板间距增大一倍B电键K闭合时，使电子初速和极板间距离均增大一倍C电键K断开，使电子初速增大一倍D电键K断开，使极板间距增大为原来的四倍2如图（4）所示，一金属环壳，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带正电细杆MN，金属球壳处于静电平衡状态。若金属球壳外表面附近a点处场强大小为Ea，金属球壳内部b点处场强大小为Eb，金属球壳球心处场强大为Ec。则：（ C）AEa=Eb=Ec=0 BEa=Eb=0,Ec0CEb=Ec=0,Ea0 D金属球壳感应电荷产生的电场在b点场强等于C点的场强3.如图38所示，金属薄球壳原来不带电，其球心在O点，半径为R，球壳内有两个点电荷q1及q2,q2与q1都不为0，且q1q2，A点在球壳外，距离O点为l，下面的说法中正确的是( BD )A 球壳外表面的感应电荷分布是不均匀的 B 球壳外表面的感应电荷是均匀分布的 C A点处的电场强度不为0，但大小无法求出 DA点处的电场强度大小为， 4如图所示，a、b、c、d是某电场中的个等势面，它们是互相平行的平面，并且间距相等。下面判断中正确的是 （ ABD ）（）该电场一定是匀强电场（）这4个等势面的电势一定满足a - Ub = b - Uc = c - Ud（）如果a Ub，则电场强度Ea Eb，（）如果a Ub，则电场方向垂直于等势面由b指向a 5.图27所示的是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30，则电场力对试探电荷q所做的功等于( D )A. B. C. D. 6经测定，在夏季雷雨天的一次闪电中，云层与地面间的电势差约为1010V,通过的电荷量为30C。试问：在这次闪电中释放出的电能是多少？如果能把这些能量都利用起来，