静电场单元复习

1、单元复习单元复习 元电荷：元电荷：是指电量的最小单位，不是指电量的最小单位，不是指电荷；是指电荷；1元电荷元电荷e=1.601019C。 点电荷：点电荷：是指不考虑形状和大小的是指不考虑形状和大小的带电体。带电体。 试探电荷：试探电荷：是指电量很小的点电荷，是指电量很小的点电荷，当它放入电场后不会影响该电场的性质。当它放入电场后不会影响该电场的性质。 场源电荷场源电荷：产生产生电场的电荷。电场的电荷。 点电荷点电荷和和试探电荷试探电荷属理想模型。属理想模型。几个概念：几个概念：物理中正负号的含义 表示矢量方向： 如场强E、速度v、加速度a等矢量(不表示大小) 表示标准的选择： 为了确定电场中某

2、点的电势的高低，先规定一个零电势点，比零电势高的为正，低的为负，这时正负号表示就高低了。 表示某种关系：(不表示大小) 如电势差UAB的正负，反映了A、B两点的电势高低的关系。 如电场力做功与电势能变化关系：WAB=-EAB 表示性质：如正负电荷电荷电荷守恒定律库仑定律电场电场力的性质电场能的性质场强定义式：点电荷电场场强：匀强电场的场强：电势：电势差：电场力：qFE 2rQkE dUE 221rQQkF qEF AOAU qAA qWUABAB BAABU 电势能：AAq BAABBAABABqqUW )(形象描述电场线等势面方向反映某点场强方向疏密表示场强的强弱电场线垂直于等势面沿场强方向

3、电势降落最快电场线密集处等势面也密应用带电粒子在电场中的1、平衡；2、直线运动；3、偏转电场中的导体：静电感应；静电平衡电容器场强的叠加原理：中和均分 一、一、从力的角度研究电从力的角度研究电场，发现电场强度是电场本场，发现电场强度是电场本身的一种特性，与检验电荷身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。存在与否无关。E是矢量。是矢量。 要区别公式要区别公式:E=Fq （定义式）；（定义式）； E=kQr2 （点电荷场）；（点电荷场）； E=U/d (匀强电场）。匀强电场）。 如何比较电场中任两点的如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？场强大小和方向呢？1、判断电场强度大小的几种方法：、判断电场

4、强度大小的几种方法：方法一方法一: 由定义式由定义式E=Fq决定；决定；方法二方法二: 在点电荷电场中，在点电荷电场中，E=kQr2；方法三方法三:在匀强电场中，场强处处在匀强电场中，场强处处相等；相等；方法四方法四:电力线密（疏）处强大电力线密（疏）处强大（小）。（小）。 2、判断电场强度方向的几、判断电场强度方向的几种方法：种方法：方法一方法一:根据规定，正电荷所受根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强电场力的方向即是该点的场强方向；方向；方法二方法二:电场线上每一点的切线电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；方向即是该点的场强方向；方法三方法三:电场线降低最快的方向电场线降

5、低最快的方向就是场强的方向。就是场强的方向。 是非题是非题 (A)若将放在电场中某点的电荷q改为q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。 （B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。 （C）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （D）若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则A点电场强度比B点的大。 （E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。 （F）无论什么电场，场强的方向总是由高电势指向低电势。 （G）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较。 二、二、 从能的角度研究电从能的角度研究电场，

6、发现电势也是电场本身场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验电荷存的一种特性，与检验电荷存在与否无关。在与否无关。是标量。是标量。 通常规定：无限远处的通常规定：无限远处的电势为零。电势的正负和大电势为零。电势的正负和大小是相对的，电势差的值是小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在绝对的。例：在+Q（Q）的电场中，的电场中，0（0）。）。 如何比较电场中任两点电势的高如何比较电场中任两点电势的高低呢？低呢？方法一方法一: 根据电场线方向判断，顺着电场根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；线方向，电势越来越低；方法二方法二: 根据电势的定义式根据电势的定义式= Ep/q= -W/q

7、，从电势的物理意义上分析判断，从电势的物理意义上分析判断;如：如：将将+q从无穷远处移至从无穷远处移至+Q电场中的某点，电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；势越高；方法三方法三: 根据场强方向判断，场强方向即根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向为电势降低最快的方向.方法四方法四: 根据电势差判断，若根据电势差判断，若UAB0，则，则AB是非题 （A）在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 （B）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区域内各点的电势一定相等。 （C）原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电势高处向电势低处运动。 （D

8、）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。 三三.电势能是电荷和电场电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。规定：所组成的系统共有的。规定：无限远处的电势能为零。无限远处的电势能为零。 如何比较电荷电势能的大如何比较电荷电势能的大小呢？小呢？方法一方法一: 根据电场力做功的根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；能减少（增加）；方法二方法二: 根据公式根据公式 Ep=q ；WABqUAB计算计算。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电荷电势能的大小呢？ 是非题是非题（A）电荷沿电场线方向移动时，其电

9、势能一定减小。）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在该点具有的电势能也一定大。该点具有的电势能也一定大。 （C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。 （D）若电场中）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电两点间的电势差为零，则同一点电荷在荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。两点所具有的电势能必定相同。 （E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。力所做的功等于该

10、电荷电势能的变化量。 （F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。 电场线的作用 判断场强的大小与方向 判断电荷在电场的受力方向 判断电势的高低 判断在电场中移动电荷做功的正负 判断电荷电势能的大小 解释静电感应现象 电场与重力场电场与重力场 电场强度（电场强度（E=F/q）与重力）与重力场强度（即重力加速度场强度（即重力加速度g=G/m） 电场力做功与重力做功的电场力做功与重力做功的特点（与路径无关）特点（与路径无关） 电势能与重力势能电势能与重力势能

11、本单元新增了电荷守恒定律。 由电势能的参与而丰富了能量转化和守恒定律的内涵。巩固练习巩固练习A-9 4 -36B9 4 36C-3 2 -6D3 2 6答案答案:A1、如图所示，、如图所示，3个点电荷个点电荷q1、q2、q3固定在一固定在一条直线上，条直线上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距离的距离的2倍，倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以判断判断3个电荷的电量之比个电荷的电量之比q1 ：q2：q3为：为：2 2如图所示，半径相同的两个金属小球如图所示，半径相同的两个金属小球A A、B B带有电量带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球

12、之间的相互吸引相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是力的大小是F F，今让第三个半径相同的不带电的金，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与属小球先后与A A、B B两球接触后移开。这时，两球接触后移开。这时，A A、B B两两球之间的相互作用力的大小是球之间的相互作用力的大小是AFBFCFD18143834F答案:A3.如图如图1所示，所示，A、B两点分别固定正、负电荷两点分别固定正、负电荷QA和和Q，且且QAQ，把电荷，把电荷q引入，则下列判断正确的是引入，则下列判断正确的是: QA Q ( 图一图一 )（A）q的平衡位置在的平衡位置在AB之间上。之间上。（B） q的平

13、衡位置在的平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上A的外侧。的外侧。（C）q的平衡位置在的平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上B的外侧。的外侧。（D）q的平衡位置与的平衡位置与q的电性和电量均无关的电性和电量均无关4 4图图(1)(1)所示，有两个带有等量异种电荷的小所示，有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后，再用绝缘细线悬挂球，用绝缘细线相连后，再用绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场中。当两小球都处于在水平方向的匀强电场中。当两小球都处于平衡时的可能位置是图平衡时的可能位置是图(2)(2)中的哪一种。中的哪一种。答案答案:A5 5若带正电荷的小球只受到电场力作用，则若带正电荷

14、的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内它在任意一段时间内 A A一定沿电场线由高电势处向低电势处运动一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B B一定沿电场线由低电势处向高电势处运动一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C C不一定沿电场线运动，但一定由高电势处不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动向低电势处运动D D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势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处向低电势处运动答案答案:D6 6下面哪下面哪句句话是正确的？话是正确的？A A在电场中，电场强度大的点，电势必在电场中，电场强度大的点，电势必高。高。B B电荷置于电势越高的点，

15、所具有的电电荷置于电势越高的点，所具有的电势能也越大。势能也越大。C C电场中电场强度大的地方，沿电场线电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快。方向电势降落快。D D一带电粒子只受电场力作用，在电场一带电粒子只受电场力作用，在电场中运动时，电势能一定变化。中运动时，电势能一定变化。答案答案:C7 7一平行板电容器充电后与电源断开，负极板一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。在两极板间有一正电荷接地。在两极板间有一正电荷( (电量很小电量很小) )固固定在定在P P点，如图所示。点，如图所示。E E表示两极板间的场强，表示两极板间的场强，U U表示电容器的电压，表示电容器的电压，E

16、 Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则图中虚线所示的位置，则AU变小，E不变BE变大，Ep不变CU变小，Ep不变DU不变，Ep不变答案答案:AC8 8如图所示，在真空中把一绝缘导体向如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电带电( (负电负电) )的小球的小球P P缓慢地靠近缓慢地靠近( (不相不相碰碰) )，下列说法中正确的是：，下列说法中正确的是：AB端的感应电荷越来越多B导体内场强越来越大C导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强D导体的感应电荷在MN两点的场强相等答案答案:

17、AC9 9两个质量相同的带电小球，分别带等两个质量相同的带电小球，分别带等量异种电荷，电量为量异种电荷，电量为q q，固定在一根长，固定在一根长度为度为l l的轻质绝缘细杆的两端的轻质绝缘细杆的两端, ,置于电场置于电场强度为强度为E E的匀强电场中的匀强电场中, ,杆的方向与场强杆的方向与场强方向平行方向平行, ,如图所示。若此杆绕其中点如图所示。若此杆绕其中点O O旋转旋转180180，则在此转动过程中，两个，则在此转动过程中，两个小球动能的增加量为小球动能的增加量为 A0 BqEl C2qElDqEl答案答案:C10.如图所示，如图所示，A、B、C是匀强电场中的等腰是匀强电场中的等腰直角

18、三角形的三个顶点，已知直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点三点的电势分别为的电势分别为A=15V，B= 3 V，C= - 3 V，试确定场强的方向试确定场强的方向 根据根据A、B、C三点电势的特点，在三点电势的特点，在AC连线上取连线上取M、N两点，使两点，使AM=MN=NC，尽，尽管管AC不一定是场强方向，但由不一定是场强方向，但由U=Ed可知可知AM、MN、NC在场强方向上的投影长度肯在场强方向上的投影长度肯定相等，已知定相等，已知UAC= A- C =15V- (- 3 V) =18V， UAM=UMN=UNC=6V，故，故N=3V. 质量为质量为510-6kg的带电粒子以的带电粒子

19、以2m/s速度从水平放置的平行速度从水平放置的平行金属板金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长已知板长L10cm，间距，间距d2cm，当，当UAB为为1000V时，带电粒子恰好沿时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带直线穿过板间，则该粒子带 电，电量为电，电量为 C，当，当AB间间电压在电压在 范围内时，此带电粒子能从板间范围内时，此带电粒子能从板间飞出飞出. d=2cmv0=2m/sL10cm+ + + + + - - - - - 解：解： 粒子受力如图，粒子受力如图，qEmg粒子带粒子带 负电负电qE=mg q=mgd/U0=10 -9C若电压增大为若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出，恰好从上板边缘飞出，y=1/2 at2 =d/2a=d v02 / L2 = 8m/s2,qU1/d mg = ma U1 =1800V若电压减小为若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出，恰好从下板边缘飞出，y=1/2 at2 =d/2 a=8m/s2, mg - qU1/d = ma U2 =200V200VU 1800V负负10-9200-1800V12：如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三