专题05静电场（原卷版）

1、第五章静电场期末复习一、本章知识概况二、知识点填空1.电场线匀强电场：(1)电场线电场线从 或无限远出发，终止于 或负电荷。电场线在电场中同一电场中，电场强度较大的地方电场线，电场强度较小的地方电场线(2)匀强电场：电场方向处处相同，电场线是场强大小处处相等，电场线疏密程度,点电荷的电场 电场强度的叠加场强公式：E = k冬,其中k是, Q是 的电荷量，是点电荷到电场中该点的距离。r方向：如果以Q为中心作一个球面，当Q为正电荷时，E的方向沿半径;当Q为负电荷时，E的方向沿半径。电场强度的叠加场强是矢量，如果场源是多个点电荷时，电场中某点的电场强度为各个点电荷 在该点产生的电场强度的 o.电势E

2、n公式：q单位：国际单位制中，电势的单位是，符号是V, 1V=1J/Co电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低。电势是,只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势，电势为负表示比零电势.电势能：电荷在 中具有的势能，用Ep表示。静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量。表达式：WAB=。.静电力做正功，电势能；b.静电力做负功，电势能电势能的大小：电荷在某点(八点)的电势能，等于把它从这点移动到 时静电力做的功EpA=WAOo.电势差定义：电场中两点之间 的差值，也叫作 o Uab=， Uba=，Uab 二Uba电势差是，有正负，电势差的正负表

3、示电势的 o Uab0,表示八点电势比8点电势O单位：在国际单位制中，电势差与电势的单位相同，均为，符号是静电力做功公式：WaB=或=一幽。q.等势面定义：电场中 的各点构成的面。等势面的特点a.在同一个等势面上移动电荷时，静电力 ob.等势面一定跟电场线 ,即跟电场强度的方向 等差等势面，等势面密集的地方电场强度大。c,电场线总是由 的等势面指向 的等势面。.匀强电场中电势差与电场强度的关系（1）匀强电场中两点间的电势差等于与这两点沿 的距离的乘积。（2）公式：Uab=o,电容：定义：电容器所带 与电容器两极板间的 的比值。定义式: =单位：电容的国际单位是，符号为F,常用的单位还有 和,

4、1F=|1F 二 pF。物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为 时电容器需要带的电荷量。击穿电压与额定电压a.击穿电压：电介质不被 时加在电容器两极板上的极限电压，假设电压超过这一限度，电容器就会损坏。b.额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压9 ,带电粒子在电场中的加速分析带电粒子的加速问题有两种思路：（1）利用 定律结合匀变速直线运动公式分析。适用于电场是 且涉及等描述运动过程的物理量，公式有如二, v=vo+等。（2）利用静电力做功结合动能定理分析。适用于问题涉及、等动能定理公式中的

5、物理量或 电场情景时，公式有qEd二;（匀强电场）或qU二;（任何电场）等。10 .带电粒子在电场中的偏转如下图，质量为m、带电荷量为q的基本粒子（忽略重力），以初速度I/。平行于两极板进入匀强电场，极 板长为/,极板间距离为律 极板间电压为U。 运动性质：沿初速度方向：速度为 的匀 运动。垂直Vo的方向：初速度为零的匀加速直线运动。运动规律：偏移距离：因为匕,，a= % md偏移距离y=-at2=o八qUl偏转角度：因为v片at二嬴I，,a Vv tan 0= = o % 三、典型例题例题1.如下图，、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平 地面的高度相等

6、，绳与竖直方向的夹角分别为。 且假设同时剪断两根细线，空气阻力不计，两 球带电荷量不变，那么（）A. 、匕均做匀变速直线运动B.。、匕均做匀变速曲线运动C.。球先落地D.方球飞行的水平距离大例题2.如下图，一电子沿两个等量正点电荷连线的中垂线由某点A向。点匀速运动，那么电子除受电场 力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况可能是（）A.先变小后变大，方向由。指向AB.先变大后变小，方向由A指向。一直变小，方向由。指向A一直变大，方向由。指向A例题3.如下图，。是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等差等势线，正点电荷q仅在 静电力的作用下沿实线所示的轨迹从。处运动到匕处，然后又运动

7、到。处，匕点为轨迹上离。点最近的点, 由此可知（）A.固定在。的点电荷带负电B.粒子在点的电势能比。点大C.粒子在b点的速度比a点大D. a点的场强比b点的场强大例4.在方向水平的电场中有一粗糙、绝缘的水平面，将一带电量为+9的小物体轻放在水平面上，此后小物 体做直线运动。以小物体的初始位置为坐标原点。，沿运动方向建立入轴，x轴上各点的电势。随位置坐标 x的变化如下图。图中0/为曲线，/2/及2/3/为直线，图像曲线局部和直线局部在 = /处相切，已 知小物体在 =/处速度为最大值，在x = 3/处速度恰好为零，以下说法错误的选项是（）A.小物体从。到x = 3/的过程中由于摩擦产生的热量为以

8、03-。2）B.小物体运动过程中受到的摩擦力大小为篝c.（P、。2、。3 的关系为 3 =/一。2D.小物体运动过程中的最大动能为以囚+02）例5.如下图，一平行板长4cm,板间距离为d=3cm,倾斜放置，使板面与水平方向夹角a=37。，假设两板 间所加电压U=100V, 一带电荷量疔3xl（yioc的负电荷以叱0.5m/s的速度自A板左边缘水平进入电场，在 电场中沿水平方向运动，并恰好从8板右边缘水平飞出，那么带电粒子的质量为多少？带电粒子从电场中飞 出时的速度为多少？ （glXlOm/s2）四.分层练习【必会练习】1.关于库仑定律，以下说法正确的选项是（）A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其

9、实就是体积很小的球体B.根据尸粤，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 rC.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律/ rD.假设点电荷生的电荷量大于生的电荷量，那么/对%的静电力大于%对名的静电力.如下图，在边长为。的正方形A3CQ的A、B、C三个顶点上各放置一个带电荷量为q的点电荷， TOC o 1-5 h z 静电力常量为晨那么正方形中心点。处的电场强度大小为（）23kq_血kq6kq/2a22a2.如下图为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的选项是（）A. a、b为等量异种电荷B. a、b为等量同种电荷C. A点场强大于3点场强D. A点电场强度为零4.

10、如下图，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C 靠近A （C与A不接触），然后先将A球用导线接地一下迅速断开，再将C移走，最后将A、B分开。关于A、 B的带电情况，以下判断正确的选项是（）A. A、B均不带电B. A、B均带正电C. A带负电，B带正电D. A带正电，B带负电5.如下图，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个 带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。那么（）A.。一定带正电，匕一定带负电B.。的速度将减小，匕的速度将增加C.。的加速度将减小，匕的加速度将增加D.两个粒子的动能，一

11、个增加一个减小6.如下图，物体尸、。可视为点电荷，所带电荷量相同。倾角为8、质量为M的粗糙绝缘斜面体放在粗糙 水平面上。将P放在斜面上，当。固定在与P等高（R2连线水平）且与。相距为广的右侧位置时，P静止且 受斜面的摩擦力为0,斜面体保持静止。尸的质量为加，重力加速度为g,静电力常量为左。求：（1） P、。所带电荷量的大小；（2）斜面体对地面的压力大小。.如下图，粒子发生器发射出一束质量为2,电荷量为夕的粒子，从静止经加速电压U/加速后获得速度 uo,并沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压仍作用后，以某一速度离开电场，平行板长 为3两板间距离为力求：（1）粒子从静止经加速电压U加速后，

12、获得速度vo;（2）粒子在偏转电场中运动的时间看；（3）粒子在离开偏转电场时纵向偏移量以.如下图，有a、b、c三点处在匀强电场中，必= 5cm, ac = 20cm,其中与电场方向平行，ab与ac 成6 = 120角,一电子从移到c电场力做了 3.2xl0-i8j的负功,元电荷e = L6xlO-9C，求：（1）匀强电场的场强大小及方向。（2）电子从b移到c,电场力对它做功。（3）设点电势心=0,那么c点电势为多少？电子在点的电势能为多少？【提升训练】.如下图，由绝缘材料制成的光滑圆环（圆心为。）竖直固定，光滑圆环半径为匕带电荷量均为4的小 球A、B, A固定在圆环的最高点，3套在圆环上并可自

13、由移动。假设小球B静止时，两球的连线与竖直方向 的夹角。二30。静电力常量为上以下说法正确的选项是（）A.小球4 B 一定带同种电荷B.。点的电场强度大小为石=rC.。点的电场强度大小为E = D.。点的电场强度方向沿着。4方向广.空间中有竖直向上的匀强电场，电场强度 =幽。绝缘圆形轨道竖直放置，。点是它的圆心、半径为七 qA、。为圆轨道的最低点和最高点，B、。为与圆心。等高的两点，如下图。在轨道A点放置一质量为相、 带电量为”的光滑小球。现给小球一初速度四 （vox。），重力加速度为g,那么以下说法正确的选项是（）A.无论uo多大，小球不会脱离轨道B.只有 2 朝，小球才不会脱离轨道C.现越

14、大，小球在A、。两点对轨道的压力差也越大D.假设将小球无初速度从。点释放，小球一定会沿轨道经过C点3.如下图，在水平向左的匀强电场中，一带电小球从A点以竖直向上的初速度抛出，经最高点3（未画出）后落到与A在同一水平线上的。点，那么以下说法正确的选项是（）A.小球带正电荷B.小球在A点的电势能比在B点的电势能少C.小球在A点的机械能小于在3点的机械能D. 8点在A、。两点连线中点的正上方.（多项选择）一电荷从电场中人点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到5点，它运动的u，图像 如下图。那么A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的（）c.D.（多项选择）如图甲所示，P、。为真空中两固

15、定点电荷，。为PQ连线的中点，为PQ连线的中垂线，从 上的C点由静止释放一试探电荷，电荷仅在电场力作用下运动，运动过程中的速度时间图像如图乙所示（图像关于虚线对称），以下说法正确的选项是（）A. P、。为等量同种电荷B. P、。为等量异种电荷C.力时刻，试探电荷位于。点D. /2时刻，试探电荷位于。点6.（多项选择）如下图，外表粗糙、足够大的金属板竖直放置，其中A、&。为同一铅垂线上的三点，。为 43的中点，在金属板中心左上方低于A点所在水平面有一个带正电的场源电荷，与A、B.。在同一竖直平 面内，另一个质量为机，带正电的绝缘小滑块（可视为质点且不影响原电场）紧贴金属板外表由A点静止 释放，在

16、小滑块从A点运动到3点过程中，以下说法正确的选项是（）A.小滑块所受的摩擦力先增大后减小A、5两点电场强度方向相同，电势相等C.小滑块的电势能先增大后减小D.小滑块的加速度方向一定竖直向下.（多项选择）如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d, P点在A、B板间，A板接地，B板的 电势9随时间，变化情况如图乙所示。，=0时; 在P点由静止释放一质量为加、电荷量为e的电子，当/= 2T时，电子回到P点。电子运动中没与极板相碰，不计重力。那么（）A. 9/团92=1回2B.夕/092=1回3C.在02T内，当，=T时电子的动能最大D.在。2T内，电子的电势能减小了主工？1 md-.（多项选择）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内人、B、。三点的位置如下图。一电子从A点移动 到5点、再从B点移动到。点的过程中电势能均减少了 10eV。以下说法中正确的选项是（）A.。、3两点电势相等B.电场的方向从A指向。A、。之间的电势差4c=-20VD.假设将电子从。点移到。点电场力做正功.如下图，空间存在足够大的水平向右的匀强电场，A5为竖直面内的光滑绝缘半圆轨道，一带电小球静止在j圆轨道AC的中点，小球获得一个瞬时速度后，沿圆轨道向左运动，并以速度%从3点离开轨道，此 后再也未与轨道接触。小球质量为机，所带电荷量为外 重力加速度为g,求：（1）电场强度的大小