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文档简介
1、WORD格式静 电 场一、静电场公式汇总1、公式计算中的 q、 的要求电场中矢量电场力 F、电场 E的运算:q 代绝对值电场中标量功 W、电势能 Ep、电势差 UAB、电势的运算:q 、代正、负2、公式:(1) 点电荷间 的作用力: F=kQ1Q2/r 2(2) 电荷共线平衡 :Q外 2Q内Q外1Q内Q外2Q外13电势A: AEpA/qA电势=EpA电势能/ q检验电荷量; 电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)4电势能 EpA:EpAA q5电场力做的功WABW=F d =F S COS=EqdWAB EpA EpBWAB UAB q电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无
2、关6电势差 UAB:UABA B电场中,两点电势之差叫电势差UABWAB / qWAB电场力的功U E dE数值等于沿场强方向单位距离的电势差7电场强度 EE=F/q任何电场 ;EkQ / r 2点电荷电场 ;EU / d 匀强电场 8电场力: F=E q9电容:CQ10平行板电容器: CSU4 kd3、能量守恒定律公式 1、动量定理 :物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化 .公式: Ft = mv一 mv合21( 解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律 :相互作用的物体系统 , 如果不受外力 , 或它们所受的外力之和为零 , 它们的总动量保持不变 . 研究对象:相互作用的两个物体
3、或多个物体公式: m1v1 + m 2v2= m 1 v 1+ m2v2专业资料整理WORD格式 2能量守恒1动能定理:W合Ek动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合 s对地 cos1 mv2mv22t0W1 W21mv2mv22t02能量守恒定律:系统 E初E末动能+重力势能+电势能)4、力与运动动力学公式牛顿第二定律:F合ma1匀速直线运动:受力F合0运动 vst2匀变速直线运动:受力F合ma(缺 )运动2asvt2v02(t)vtv0at( s)sv0t1 at2(vt)2专业资料整理WORD格式sv0vt t23类平抛运动 :仅受电场力aEqUqmdm速度位移水平方向vx
4、v0Lv0t竖直方向vya t偏移量 y1 at22(a)L; 复合场F合;tav0m+U+v0dm,q+y专业资料整理WORD格式速度偏向角的正切: tanvyUqL2v0dmv0-vL专业资料整理WORD格式假设加速电场 :电场力做功,qU 加1 mv02那么yU偏L2t a n24 dU 加,v yU 偏 L与 m、 q 无关v0y、tan2dU 加专业资料整理WORD格式示波管的灵敏度 : y/U 2 =L 2/4dU 1专业资料整理WORD格式v222圆周运动 : F向 ma向2rrm rmmT绳子、单轨恰好通过最高点: F向mg ;vminRg; 杆、双轨最高点 :F向0 ; vm
5、i0n如下列图,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场假设加速电压为 U 1、偏转电压为 U 2,要使电子在电场中的偏移距离 y 增大为原来的 2 倍 (在保证电子不会打到极板上的前提下 ),可选用的方法有专业资料整理WORD格式A 使 U 1减小为原来的1/2 ; B使U2增大为原来的2 倍;C使偏转电场极板长度增大为原来的2 倍;专业资料整理WORD格式D 使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2专业资料整理WORD格式考点名称: 带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的直线运动:(1) 如不计重力, 电场力就 1 是粒子所受合外力,粒子做直线运动时的要求有:2对电场的要求:或是
6、匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。对初始位置的要求:在匀强电场中任一点开场运动都可以,在非匀强电场中带电粒子的初始位置必须在直线形的电场线上。对初速度的要求:初速度或为零,或不为零但与所在的电场线共线。( 二) 、粒子在电场中做直线运动的处理方法有两种:将牛顿第二定律与运动学公式结合求解,这种方法只能用在匀强电场中。不考虑重力时, 常用的根本方程有:等 .由动能定理求解不涉及时间的问题,这种方法对匀强电场、非匀强电场均适用。不考虑重力时, 根本方程为:专业资料整理WORD格式需要特别注意:的是式中U 是质点运动中所经历的始末位置之间的电势差,而不一定等于题目中给定的电压,如带电
7、粒子从电压为U 的两板中点运动到某一极板上时,经历的电压仅是三、知识点归纳分析专业资料整理WORD格式1、电场强度的大小判断电场强度 E 的大小:E的方向:23电场线的疏密来判断,电场线越密,E 越大;反之那么反1电势降低的方向为E 的方向。 +q 的受力方向为E的方向-q的受力反方向电势降低的方向为E 的方向。专业资料整理WORD格式2、电势的大小判断电场线方向为电势降低的方向四、考点例题考点、电荷间的相互作用:1 库仑定律 :专业资料整理WORD格式在真空中,两个点电荷间 的作用力大小为:F=kQ 1Q2/r2静电力常量922k=9.0 ×10 N·m/C 。专业资料整
8、理WORD格式2库仑电荷分配法两个完全一样的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和再平均分配。应用库仑定律时要注意:两带电体均可以看成点电荷两带电体的电荷量均以其绝对值代入计算库仑力例 1如下列图,在光滑绝缘水平面上放置3 个电荷量均为qq 0的一样小球,小球之间用劲度系数均为 k0 的轻质弹簧绝缘连接当 3 个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l 0静电力常量为 k ,假设不考虑弹簧的静电感应,那么每根弹簧的原长为kq222F2325kqAl5kqB lk0l 2C l5kqD l2k0l 2F 弹F132k0l 24k0 l 2解析:最右侧小球受三个力的作用,它们的关系
9、是q2Kq2,得 x5Kq 2l0 l x l5Kq 2k0 x K l224k0l222l4k0l专业资料整理WORD格式例 2. 09 年*物理 1两个分别带有电荷量Q 和 +3Q的一样金属小球 均可视为点电荷 ,固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为F 。两小球相互接触后将其固定距离变为r ,那么两2球间库仑力的大小为A 1 FB 3FC 4 FD 12F1243解析:此题考察库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 Fk Q 3 Q,两个一样的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,所以r 2专业资料整理WORD格式1两球分开后各自带点为
10、+Q,距离又变为原来的2FkQQ( r2 ) 2 ,所以两球间库仑,库仑力为专业资料整理WORD格式力的大小为4F 3,C项正确。如两球原来带正电,那么接触各自带电均为+2Q。3、三自由点电荷共线平衡问题1共线平衡的三个自由电荷:同夹异,大夹小。且“靠小2同夹异电性是“两侧同,中间异,3大夹小电量是“夹小,指中间电荷电量最小,4“靠小指中间电荷靠近电量较小的电荷。且满足Q外1 Q外2Q内 Q外1Q内 Q外2借用图 3,可得对 A:FBAFCA对B: FABFCB对C: FACFBC由结合牛顿第三定律有 :KQCQAKQBQAKQBQC而CA BA BCCA2BA2BC2再结合数学知识可以推得
11、QCQAQB QAQB QC,即, Q外1 Q外2Q内 Q外1Q内 Q外2例题、以下各组共线的三个自由电荷, 可以平衡的是A、4Q4Q4Q; B、4Q5Q3Q; C、9Q4Q36Q;D、 4Q2Q3Q解析:由“两同一异排除A 项,由“两侧同,中间异且“夹小排除B 项 , 其实三点电荷的电量还有定量关系,Q外1 Q外2Q内 Q外1Q内 Q外2代入数据可得 D项不合,应选C。考点 2、电场强度 E;电场力 F; 电势差 U1电场强度定义式: E=F/q 任何电场该式适用于任何电场 ;E 与 F、q 无关 ; 只取决于电场本身性质;专业资料整理WORD格式电场强度 E 的大小:电场线的疏密来判断,电
12、场线越密,E 越大;反之那么反专业资料整理WORD格式E的方向: 1E 的方向为电势降低的方向。2 +q 的受力方向为 E的方向-q的受力反方向3电势降低的方向为 E的方向。2场强 E 与电场线的关系:E 方向电场线上每点的 切线方向 表示该点的场强方向;E 大小电场线越密的地方表示场强越大;电场线的方向与场强 E 的大小无直接关系。电场线的疏密表示电场的强弱场强的大小,某点的切线方向表示该点的场强方向,它不表示电荷在电场中的运动轨迹电场线并非电荷运动的轨迹。3沿着电场线的方向电势降低,沿电场线方向电势逐点降低, 是电势最低最快的方向。 ;电场线从高等势面线垂直指向低等势面线。4电场力做正功,
13、电势能减小电场力做负功,电势能增加3场强的合成 :场强 E 是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法那么。1. 几种典型的电场线孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线4 、等量同种异号电荷的电场:1、它具有对称性上下、左右对称,等势面对称分布,可判断PQ电荷量等量异种;2 、电场线与等势面垂直;正电荷的区域电势为正,负电荷的区域电势为负;一样等势面a 点和 b 点不同点上的电场强度大小相等,而方向不同。例如,负电荷从a 到 c,从负电荷的区域到了正电荷的区域,电势升高,电场力做正功,电势能减小电场力做正功,电势能减少4
14、电场力 F: F=qEE=F/q任何电场 F 与 q、E 都有关。点电荷电场: E=kQ/r 2点电荷 仅适用于在真空中点电荷Q形成的电场, E 的大小与 Q成正比,与 r 2成反比。专业资料整理WORD格式匀强电场关系式: E=U/d匀强电场 仅适用于匀强电场。考点 3. 匀强电场中电势差U 和电场强度 E 的关系1). 匀强电场中 , 电势差 U 和电场强度 E 的关系式为:UE d;匀强电场的电场强度在数值上, 等于沿电场强度方向上单位距离的电势差,正是依据这个关系,, 规定电场强度的单位是Vm。2)、大小关系:公式:,3 、适用条件:, 只能用在匀强电场中进展定量计算因为在非匀强电场中
15、,E 是电势差随时间的变化率,用得到的是 AB 间场强的平均值。4)、场强方向关系:场强 E 的方向,就是电势降低最快的方向。只有沿场强方向,在单位长度上的电势差最大,也就是说电势降低最快的方向 为电场强度的方向。但是,电势降低的方向不一定是电场强度的方向。5)、匀强电场中的三个推论匀强电场中相互平行的直线上(包括同一直线 ) 距离相等的点电势差一样。匀强电场中相互平行的直线上,假设A、B 两点间距离是 C、D 两点间距离的 n 倍,那么专业资料整理WORD格式A、 B 两点间电势差是 C、 D 两点间电势差的n 倍,即当时,专业资料整理WORD格式在匀强电场中同一直线上,假设B 是 A 、C
16、 的中点,那么B 点电势等于 A 、C 两点电势的算术平均值,即例 1:2021·*理综如下列图,在平面直角中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点 O 处的电势为0 V,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,那么电场强度的大小为A.200V/mB.200 3 V/mC.100 V/mD. 100 3V/m例 2匀强电场中的三点 A、 B、 C是三角形的三个顶点, AB的长度为 1m, D为 AB的中点,如下列图。电场线平行于ABC所在平面, A、 B、C 三点的电势分别为 14 V、6 V 和 2 V。设场强大小为 E,一电量为×6 C 的正电荷从D点移到C
17、点电场力所做的功为W,那么( )W× ,E110,EA6 V/mBW× 6 J6 V/m8106J,E6 10,ECW× 8 V/mDW× 6 J8 V/m6106J8 10解析: 做功直接由公式 WDCUDC q就可得到,判断场强时由选项出发无需具体找出等势面,但找等势面确定电场线很重要。答案: D考点 2. 电势电位1. 电势定义:电场中某点相对参考点O电势的差,叫该点的电势。电势实际上是和标准位置的电势差,即电场中某点的电势。 在数值上等于把1C正电荷从某点移到标准位置零电势点,即静电力所做的功。伏特 (1V 1J C)2. 电势定义式 :AUAB
18、WAB( B 0)q3. 矢标性:是标量,当有正负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。4、电势电位是一个与电荷本身无关的物理量,它与电荷存在与否无关,是由电场本身的性质决定的物理量。5、电势的大小: 要看它是正电荷还是负电荷。如果是正电荷,那么电势能越大,电势越大。如果是负电荷,电势能越大,电势越小。在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量与正负有关,计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负 之比,叫做这点的电势 也可称电位 ,通常用 来表示。专业资料整理WORD格式=EP/q;E P=q 其中EP为电势能,q 为 +- 电荷量,为电势专业资料整理WORD格式电势是
19、从能量角度上描述电场的物理量。电场强度那么是从力的角度描述电场) 。1单位正电荷由电场中某点 A 移到参考点 O即零势能点,一般取无限远处或者大地为零势能点时电场力做的功与其所带电量的比值。所以A=EpA/q。(在国际单位制中的单位是伏特(V) 。2电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在那一点所具有的电势能。公式:A=EpA/q;EpA=Aq其中EP为电势能, q 为+- 电荷量,为电势6 、电势的特点是:( 1不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线, 只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向,逆着电场线总是电势增大的方向。正电荷电场中各区域电势为正,远离正电荷,电势降低。负电荷电场中各区域电
20、势为负,远离负电荷,电势增高。( 2电势物理意义:( 1由电场中某点位置决定,反映电场能的性质。( 2与检验电荷电量、电性无关。( 3表示将 1C 正电荷移到参考点电场力做的功。( 3电势物理方法专业资料整理WORD格式1由电场中某点位置决定,反映点电荷电场能的性质。一场源点荷专业资料整理WORD格式为 Q,在距Q为r的 A 点有一点电荷为q,求证:此A 处电势专业资料整理WORD格式2 与检验电荷电量、电性无关。3 表示将 1C 正电荷从参考点移到零势点电场力做的功。( 4等量同种点电荷电势分布:( 1正点电荷连线上:中点电势最低,从中点向两侧电势逐渐升高;( 2连线中垂线上:从中点向中垂线
21、两侧电势降低,直至无限远处电势为零;( 3负点电荷的情况正好相反。( 5等量异种点电荷电势分布:( 1点电荷连线上:沿电场线方向,电势从正电荷到负电荷依次降低;( 2连线中垂线上:中垂线上任意两点之间电势差为零,即中垂线上电势为零。专业资料整理WORD格式考点 4. 等势面1. 定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。2. 等势面的特点等势面一定跟电场线垂直等势面与电力线相互垂直;电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面;同量异号电荷间的电场线上下左右对称任意两等势面都不会相交电荷在同一等势面上移动时,电场力做功为零电场强度较大的地方,等差等势面较密 等势面:电势相等的点构成的面有
22、以下特征 在同一等势面上移动电荷电场力不做功。 等势面与电场线垂直。 电场中任何两个等势面不相交。 电场线由高等势面指向低等势面。 规定:相邻等势面间的电势差相差,所以等势面的疏密反映了场强的大小匀强点电荷电场等势面的特点。 几种等势面的性质。、等量同种电荷连线和中线上:连线上:中点电势最小。中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。、等量异种电荷连线上和中线上:连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上:各点电势相等且都等于零。几种常见的等势面如下:例 1:2021·*理综空间中 P、Q 两点处各固定一个点电荷,其中 P 点处为正电荷, P、 Q 两点附近电场的等势面分
23、布如题图 20 图所示, a、b、c、d 为电场中的 4 个点,那么专业资料整理WORD格式A P、Q 两点处的电荷等量同种B a 点和 b 点的电场强度一样C c 点的电势低于d 点的电势D负电荷从a 到 c,电势能减少专业资料整理WORD格式试题分析 :根据等势面分布情况,可判断左右两局部等势面对称分布,电场线与等势面垂直,可知 PQ连线为一条电场线,且电场线方向从正电荷指向负电荷,由于P 为正电荷,所以Q为负电荷,选项A 错。根据左右 等势面对称分布,可判断PQ电荷量等量异种,电场线从P 指向 Q。根据电场线对称性,电场关专业资料整理WORD格式于 PQ连线上下对称分布,即点和b 点的电
24、场强度大小相等,但是方向不同,选项B错。专业资料整理WORD格式沿电场线方向电势逐渐降低,c 点所在的等势面电势高于d 点所在等势面,选项C 错。专业资料整理WORD格式c 点所在的等势面电势高于a 点所在等势面,负电荷从到 c,电场力做正功,电势能减少,选项D 对。专业资料整理WORD格式例 22021*物理两个等量异种点电荷位于 x 轴上,相对原点对称分布,正确描述电势 随位置 x 变化规律的是图解:两个等量异号电荷的电场线如以下列图,根据“沿电场线方向电势降低的原理,从左侧无穷远处向右电势应升高,正电荷所在位置处最高;然后再慢慢减小, O 点处电势为零,那么 O 点右侧电势为负,同理到达
25、负电荷时电势最小,经过负电荷后,电势开场升高,直到无穷远处,电势为零。A)考点 5. 电势差UAB1、电势差定义:a电势差概念的建立:在重力场中物体在重力作用下做功越多,那么两点间高度差越大。在电场中电荷在电场力作用下做功越多,那么称这两点间“电势差越大。 从而建立了重力场中的高度差和电场中的电势差之间的类比关系。考虑到重力场中有:h =W/mg, hAB表示重力场ABAB中两点高度差, WAB表示物体由 A 移到 B 重力做的功。则 hAB类比于电场中的电势差 UAB,重力做功类比于电场力做功 WAB,重力场中物体重力类比于电场中电荷带电量 q,从而得出电势差的表达式: UAB=WAB/q
26、;电荷在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时,电场力所做的功与该电荷电荷量的比值WABq就专业资料整理WORD格式叫做 AB两点的电势差,用UAB表示,伏特(1V1J C) 。2 、定义式 : UABWABq3. 矢标性:是标量,当有正负,正负代表电势的上下( 1电场线 它不表示电荷在电场中的运动轨迹;( 2电场强度的方向与运动路径无关;3UABWABq,有正负,正负代表电势的上下; 4电场力做正功,电势能减少;做负功,电势能增加。4 、 电势差的计算问题:1电势能除了与电场有关外,还跟放入的电荷有关,和重力势能类似。2电势差那么与放入的电荷无关,仅取决于电场本身性质,对于一个确定的电场来说
27、,某两点间的电势差是不变的。3电势差的计算是标量运算,计算时注意需代入正负号,计算中W与 U 的脚标要对应即:专业资料整理WORD格式例 1:在静电场中,一个电子由a 点移到b 点时电场力做功为5eV,那么以下认识中错误的选项是专业资料整理WORD格式A电场强度的方向一定由b 沿直线指向Ba、b 两点间电势差 Uab=5VaDC 、电子的电势能减少、电子的电势能减少5eV5J专业资料整理WORD格式解析: A 选项:电场强度的方向与运动路径无关,A 错。B 选项:UW q5eV5ababVe,B 错C选项:电场力做5eV正功,电势能减小5eV,C对, D 单位错。 答案: ABD例:全国理综
28、1关于静电场,以下结论普遍成立的是A电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低C将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零D在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向【解析】电场中任意两点之间的电势差的大小决定于沿电场线方向两点间距和电场强度,选项 A 错误;电场强度大小与电势上下没有关系,电场强度大的地方电势可能很低,选项 B 错误;场强为零,电势不一定为零,将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功不一定为零,选项 C 错误;沿电场方向电势降低,而且速度最快,选项D 正确。专业
29、资料整理WORD格式考点 3、电势能:EP1. 电势能定义 :电荷在电场中某点的电势能在数值上, 等于把电荷从这一点到电势能为零处电势为零静电力所做的功。故WAB=qEd (E 为该点的电场强度, d 为沿电场线的距离 ) ,电势能是电荷和电场所共有的,反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。具有统一性。2.电势能定义式 : EPq3.单位:焦耳J3 . 矢标性:是标量 ( 标量计算时带入q 的正负和"的正负,有正负;电势能的正负表示该点电势能比零电势能点高还是低。4 、( 电荷在电场中某点的 ) 电势能的大小: EP= q)(1) 、等于把电荷从该点移到电势能为零的点,电场力做的功
30、。(2) 、电势能大小判断1. 场源电荷判断法 :离场源正电荷越近 , 试探正电荷的电势能越大, 试探负电荷的电势能越小2. 电场线法:正电荷顺着电场线的方向移动时, 电势能逐渐减小 , 逆着电场线的方向移动时, 电势能逐渐增大负电荷顺着电场线的方向移动时, 电势能逐渐增大 , 逆着电场线的方向移动时, 电势能逐渐减小3. 做功判断法 :无论正负电荷 , 电场力做正功 , 电荷的电势能就一定减小 , 电场力做负功 , 电荷的电势能就一定增加。 3、零势能处可任意选择 , 但在理论研究中,常取无限远处或大地的电势能为 0. 正电荷产生的电场中, >0, 远离场源电荷:移动正检验电荷 W&g
31、t;0,Ep;移动负检验电荷 W<0,Ep。 . 负电荷产生的电场中, <0, 远离场源电荷:移动正检验电荷 W<0,Ep;移动负检验电荷 W>0,Ep。6. 电场力做功与电势能变化的关系、静电力对电荷做正功电势能就减小,静电力对电荷做负功电势能就增加。专业资料整理WORD格式、静电力对电荷做功等于电荷电势能的变化量,所以静电力的功是电荷电势能变化的量度。用 E P表示电势能,那么将电荷从A 点移到 B 点,有Wq UqqEEEWAB=qEd)ABABABPAPBP电场力做功的特点:电场力对移动电荷做功与路径无关,只与始末位的电势差有关,Wab=qUab3、电场力做功
32、W跟电势能 EP变化关系 :WAB>0, Ep<0,电场力做正功,电势能减小 - 转化成其他形式的能;Ep 代表势能的改变量 WAB<0, Ep>0,电场力做负功,电势能增加 - 其它形式的能转化成电势能。顺着电场线, AB 移动,假设为正电荷 , 那么 WAB>0, 那么 UAB=A- B>0, 那么,那么正 Ep EP=q) ;假设为负电荷,那么 WAB<0, 那么 UAB=A- B>0, 那么,那么负 Ep。 EP=q)逆着电场线, BA 移动,假设为正电荷,那么 W <0,那么 U = - <0, 那么,那么正 Ep;BABA
33、BA假设为负电荷,那么 W >0,那么 U = - <0, 那么,那么负 Ep;( 有正负,负的绝对值越大那么变小BABABA4静电力做的功:1 、等于电势能的减少量。 Wab=Epa-EpbEp 势能2、是它对放于其中的电荷有作用力,因此在静电场中移动电荷,静电场力要做功。3、但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置,电场力所做的功恒为零, 即静电场力做功与路径无关,或静电场强的环路积分恒为零。静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据静电场的这一性质可引入电势来描述电场,就好似在重力场中重力做功与路径无关,可引入重力势描述重力场一样。4、电场力做功:公式: W=qU ;
34、U 由电场中两点位置决定,W 由 q , U 决定与路径无关,和重力做功一样,属于保守力做功。专业资料整理WORD格式特点:电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关。专业资料整理WORD格式电场力做正功,电势能减小。抑制电场力做功代表电场力做负功,电势能增加。可类比重力做工和重力势能的变化7、电场力做功与电势能的关系:通过电场力做功说明 :电场力做正功,电势能减小。电场力做负功,电势能增大。正电荷 :顺着电场线移动时,电势能减小。逆着电场线移动时,电势能增加。负电荷 :顺着电场线移动时,电势能增加。逆着电场线移动时,电势能减小。求电荷在电场中A、B 两点具有的电势能上下将电荷由 A 点移到
35、 B 点根据电场力做功情况判断,电场力做正功,电势能减小,电荷在A点电势能大于在 B 点的电势能,反之电场力做负功,电势能增加,电荷在 B 点的电势能小于在 B 点的电势能、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正,负电荷在任一点具有的电势能都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负,负电荷在任意一点具有的电势能都为正。电势与电势差的比较:电势差是电场中两点间的电势的差值,UABAB。电场中某一点的电势的大小,与选取的参考点有关;电势差的大小,与选取的参考点无关。电势和电势差都是标量,单位都是伏特,都有正负值。电势的正负表示该点比参考点的电势大或小。电势差的正
36、负表示两点的电势的上下。重难点:电场强度、电势、电势差、电势能的比较电场强度电势电势差电势能意义描述电场的力的描述电场的描述电场的做功的描述电荷在电场中的能量,性质能的性质本领电荷做功的本领专业资料整理WORD格式定义E F / qE Pq矢标性矢量:方向为放在电场标量,有正负,中的正电荷的受力方向正负只表示大小决定场强由本身决定,与试场强由本身决因素探电荷无关定,与试探电荷无关,其大小与参考点的选取有关,有相对性关系场强为零的地方电势不电势为零的地方一定为零场强不一定为零U ABW ABEPqq标量,有正负,正负只表正电荷在正电势位置有正电势能,简示电势的上下化为:正正得正,正负的负,负负的
37、正由电场本身的两点间差异由电荷量与该点电势二者决定,与参决定,与试探电荷无关,考点选取有关与参考点的选取无关零场强区域两点间电势一场强为零,电势能不一定为零,电势定为零,电势差为零的区 为零,电势能一定为零域场强不一定为零专业资料整理WORD格式联系匀强电场中 UABE d d 为 AB 间沿场强方向上的距离;电势沿着场强方向降低最快;UABW ABABEPA EPBE PAB,E P;qq例题,*单科 7如下列图,固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,MQ NQ。下专业资料整理WORD格式列表达正确的选项是A假设把一正的点电荷从B假设把一正的点电荷从C假设把一负的点电荷从D假设把一负的点
38、电荷从M点沿直线移动到N点,那么电场力对该电荷做正功,电势能减小M点沿直线移动到N点,那么该电荷抑制电场力做功,电势能增加M点沿直线移动到N点,那么电场力对该电荷做正功,电势能减小M点沿直线移动到N 点,再从 N 点沿直线移动到M点,那么该电荷抑制电专业资料整理WORD格式场力做的功等于电场力对该电荷做的功,电势能不变解析: AB 选项:由于是正点电荷形成的电场,而MQNQ,故M点电势大于N 点电势,故WMN qUMN 0故A对B错。C选项:由于是正点电荷形成的电场,而 MQ NQ ,故 M点电势大于 N 点电势,故WMNq U MN0 故C错。D选项:电场力做功的特点是只与带电粒子所处的始末
39、位置有关与运动路径无关,D 正确。例 2. 09 年全国卷 18. 如下列图,一电场的电场线分布关于 y 轴沿竖直方向对称,O、M、N是 y 轴上的三个点,且 OM=MN,P 点在 y 轴的右侧, MPON,那么A.M 点的电势比 P 点的电势高; B. 将负电荷由 O点移动到 P 点,电场力做正功C. M、N 两点间的电势差大于O、 M两点间的电势差; D. 在 O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿 y 轴做直线运动解析: A 选项由电场线的弯曲程度与题意中的MP ON 可以知道 M和 P 两点不处在同一等势线上而且有MP ,A 对. B选项由电场线的方向结合负电荷,将负电荷由O 点移到 P
40、 电场力做负功 , B 错.C 选项类比匀强电场UEd ,O到M的平均电场强度大于M到 N 的平均电场强度 , 所以有U OMU MN,C错.D选项正电子受力沿y 轴正方向又静止释放且电场线在y 轴上又是直线 , 该粒子将沿y 轴做加速直线运动, D 对点评:对电场中电势上下的判断要一步到位,对电场力做功的方法要活学活用。答案:AD例题3,*6如下列图,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,那么以下关系中正确的有A. ABCB.ECEBEA C.UABUBCD.
41、 UABUBC专业资料整理WORD格式解析:A 选项依据沿电场线的方向电势降低 A 对 . B 选项依据电场线越密,电场强度越大 B 对.C、 D 选项类比匀强电场U Ed ,AB 处的平均电场强专业资料整理WORD格式度小于 BC处的平均电场强度, C对 D错.专业资料整理WORD格式例题4、2021*理综某电场的电场线分布如图2 所示,以下说法正确的选项是专业资料整理WORD格式Ac 点场强大于b 点场强Ba 点电势高于b 点电势专业资料整理WORD格式C假设将一试探电荷+q 由a 点释放,它将沿电场线运动到b 点专业资料整理WORD格式D假设在 d 点再固定一点电荷 -Q,将一试探电荷
42、+q 由 a 移至 b 的过程中,电势能减小图 2四、静电平衡把金属导体放入电场中时,导体中的电荷重新分布,当感应电荷产生的附加电场E 与原场强 E0叠加后合场强 E 为零时,即 E=E0+E=0,金属中的自由电子停顿定向移动,导体处于静电平衡状态。孤立的带电导体和处于电场中的感应导体,处于静电平衡时,主要特点是: 导体内部的合场强处处为零即感应电荷的场强与原场强大小相等方向相反没有电场线。 整个导体是等势体,导体外表是等势面。 导体外部电场线与导体外表垂直。孤立导体上净电荷分布在外外表。五、电容:定义式: C=Q/U= Q/U,适用于任何电容器。决定式C=S/4 kd,仅适用于平行板电容器。对平行板电容器有关的C、Q、U、E 的讨论问题有两种情况。对平行板电容器的讨论: cs、 Cq、 EU4 kdUd电容器跟电源相连, U不变, q 随 C 而变。d C q E、S C q E 不变。充电后断开, q 不变, U 随 C 而变。d C U EUq4 kdq4 kq 不变。dcdsds、S C U E。例:2021·*物理一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是专业资料整理WORD格式AC和U 均增大BC增大, U 减小专业资料整理WORD格式CC减小,
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