高中物理静电场知识归类

静电场梳理基本知识点梳理第1页第2页知识结构电荷电场电场力电场强度电势能电势与电势差场强与电势差关系电荷静电现象应用与防治电容器电容示波器原理及其应用电场力功第3页两个静电力公式F=Eq任何场中电荷受静电力真空中两静止点电荷之间静电力Eqq1q2第4页静电力方向判定

1、电荷（q）电性、电荷受静电力（F）方向、该点场强（E）方向，三个原因中知道两个能确定第三个，只知道一个原因另两个不能确定,只能假设，不一样假设下结果不一样。2、两个点电荷间作用力方向在它们连线上，且同种排斥异种相吸。3、依据带电粒子轨迹判断，若只受静电力，静电力指向轨迹凹一侧。第5页场强叠加三步骤1、先判断每个点电荷单独存在时在该点产生场强方向。2、用定性或定量判断每个点电荷单独存在时在该点产生场强大小。3、用平行四边形定则合成。第6页计算功两个公式W=Eqd

已知E、d优先选择此式（注意s取法）W=qU已知U优先选择此式第7页计算电荷电势能两个公式1、电荷在某点电势能等于把电荷从这点移到零电势能点过程中电场力做功，即EPA=WA02、EPA=qφ第8页电场力做功与电势能改变关系1、静电力对电荷做功等于电荷电势能改变量，即WAB=EPA-EPB2、静电力做了多少正功，电荷电势能降低多少，静电力做了多少负功，电荷电势能增加多少。第9页计算电势差三个公式UAB=φA-φBUAB=WAB/qUAB=Ed（适合用于匀强电场，若非匀强电场可用它定性讨论问题）电势差：标量，与场本身和两点位置相关。第10页计算电势四个公式UAB=φA-φBφA=KQ/rφA-φB=UAB=WAB/qφA-φB=UAB=EdφA=EA/q电势：标量，正负代表大小。与场本身和零电势选择相关。第11页电势高低判断判断角度

判断方法依据电场线方向： 沿电场线方向电势逐步降低依据电场力做功： 依据UAB＝WAB/q，将WAB、q正负号代入，由UAB正负判断φA、φB高低依据场源电荷正负： 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依据电势能高低： 在正电荷电势能较大处电势高，在负电荷电势能较小处电势高第12页电势能大小判断判断角度

判断方法做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加电荷电势法：在正电荷电势高地方电势能大，在负电荷电势低地方电势能大公式法：由Ep＝qφ将q、φ大小、正负号一起代入公式，Ep越大，电势能越大能量守恒法：在电场中，当只有电场力做功时，电荷动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加第13页两个图象Exxφ斜率意义：电场强度面积意义：电势差第14页三个场强公式

适合用于任何电场只适合用于真空中点电荷只适合用于匀强电场第15页四个用比值定义物理量由场本身和位置决定由场本身、位置和零电势点选择决定由场本身和两点位置决定与零电势点选择无关由电容器本身决定第16页正负电荷在同一场中相反情况1、同一场中正负电荷受静电力方向相反2、同一电场中正负电荷向同一方向移动时静电力功相反，电势能增减相反。E+q-qFFV第17页正负电荷在同一场中相反情况3、同一电场中，正电荷电势能越大点，电势越高，负电荷电势能越大点，电势越低；正电荷电势能为负点电势为负，负电荷电势能为负点电势为正。4、要求无穷远处为零电势，则正电荷产生电场中各点电势为正，负电荷产生电场中各点电势为负。第18页几个经典电场线由一条电场线不能确定是何种电场电场线第19页等量同种电荷和等量异种电荷中垂线上场强比较（连线上呢？）比较项目等量同种电荷等量异种电荷电场线图示中垂线上交点O处场强为零最大由O沿中垂线向外场强改变先增大后减小逐步减小关于O点对称两点场强关系大小相等，方向相反左至右先减小后增大大小相等，方向相同左至右先减小后增大第20页几个经典等势面以点电荷为圆心同心圆平行等间距直线连线中垂线是等势面若选无穷远处为零电势，则中垂线上电势为零。连线上从左至右电势降低。+ɸ-ɸ0连线中垂线上从中点至无穷远电势降低，中点电势最高（正），连线上从左至右电势先减小后增大（正），对称点电势相等。电场线与等势面垂直，等势面密地方电场线也密。第21页电场线与等势面关联点1、沿电场线方向电势降低，即电场线由高等势面指向低等势面。2、电场线与等势面垂直，沿等势面移动电荷电场力不做功。3、电场线密地方等差等势面也密。4、场强大小看电场线疏密，电势高低看电场线方向第22页电容器动态分析1、电容器充电后与电源断开，电容器极板上电荷量Q不变。C=Q/UC=εS/4πKdE=U/dE与d无关2、电容器与电源相连，极板间电势差U不变。C=Q/UC=εS/4πKdE=U/dE与S无关E=4πKQ/εS第23页针对练习（09海淀）图3所表示为研究决定平行板电容器电容大小原因试验装置。两块相互靠近等大正对平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，能够执手柄控制板M位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个试验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此试验过程描述正确是（）A．只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变大B．只将板M从图示位置沿垂直纸面向外方向稍微平移，静电计指针张角变大C．只将板M从图示位置稍向上平移，静电计指针张角减小D．只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大图3MN静电计AB第24页针对练习将平行板电容器两极板之间距离、电压、电场强度大小和极板所带电荷量分别用d、U、E和Q表示。以下说法正确是()A．保持U不变，将d变为原来两倍，则E变为原来二分之一B．保持E不变，将d变为原来二分之一，则U变为原来两倍C．保持d不变，将Q变为原来两倍，则U变为原来二分之一D．保持d不变，将Q变为原来二分之一，则E变为原来两倍A第25页针对练习如图所表示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连，当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间M点，则()A．当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B．当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降C．开关再断开后，若减小两板间距，液滴将上升D．开关再断开后，若增大两板间距，液滴仍静止BD第26页带电粒子在电场中运动形式只在电场中加速运动减速运动匀加速直线和曲线变加速直线和曲线匀减速直线和曲线变减速直线和曲线匀速圆周运动在复合场中运动静止加速运动减速运动匀加速直线和曲线变加速直线和曲线匀减速直线和曲线变减速直线和曲线圆周运动往复运动(简谐运动)第27页1.如图所表示，M、N是在真空中竖直放置两块平行金属板，质量为m、电量为+q带电粒子，以极小初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子抵达N板速度为v，假如要使这个带电粒子抵达N板速度为2v，则下述方法能满足要求是A.使M、N间电压增加为2UB.使M、N间电压增加为4UC.使M、N间电压不变，距离减半D.使M、N间电压不变，距离加倍问题与练习【B】加速度、时间怎样改变？第28页2.一束一价正离子流垂直射入匀强电场区域，已知它们离开匀强电场时偏转角相同，能够判定它们进入电场时A.一定含有相同动能B.一定含有相同动量C.一定含有相同质量D.一定含有相同速度问题与练习【A】第29页3.图为示波管示意图，示波管灵敏度为电子离开偏转极时侧向偏移y跟偏转极所加电压U2之比(y/U2).为了提升示波管灵敏度，可采取办法是A.增大偏转极电压U2B.使偏转极极板长度l变短C.使偏转极极板间距离d变小D.增大加速极电压U1问题与练习【C】第30页4.真空室中电极K发出电子(初速不计),经过U0=1000V加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间中心线射入.板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间电压u随时间t改变图线如图2所表示.设A、B间电场可看作是均匀,且两板外无电场.在每个电子经过电场区域极短时间内,电场可视作恒定.光屏与极板右端距离b=0.15m.求电子打在荧光屏上最大偏移量.

问题与练习【2.5cm

】第31页用类比法学习基本概念电场强度类比重力场强度第32页用类比法学习基本概念静电力做功类比重力做功W=Eqs(s和静电力在一条直线上）

W=mgh（h和重力在一条直线上）电场力做功与电势能改变关系类比重力做功与重力势能改变关系W电=EP1-EP2W重=EP1-EP2第33页用类比法学习基本概念电势φ类比高度h，即φh。电势差类比高度差，即UABhAB第34页电容器水容器电荷量Q水量V电势差U水位差H电容C

横截面S用类比法学习基本概念+++++++++---------

V与h成正比Q与U成正比第35页练习有三个完全相同金属球，A球带电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带电荷量为3q/8，应该怎么办？第36页练习如图，真空中有两个点电荷

和

，分别固定在

和

位置上。（1）

坐标轴上哪几个位置电场强度为0？（2）

坐标轴上哪些地方电场强度是沿轴正方向？第37页如图所表示，A、B、C、D、E是半径为r圆周上等间距五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处电荷量为－q外，其余各点处电荷量均为＋q，则圆心O处()A．场强大小为kq/r2，方向沿OA方向B．场强大小为kq/r2，方向沿AO方向C．场强大小为2kq/r2，方向沿OA方向D．场强大小为2kq/r2，方向沿AO练习第38页练习如图所表示，ABCD是匀强电场中一正方形四个顶点，已知A、B、C三点电势分别为φA=15v，φB=3v，φC=-3v，由此可得D点电势φD=ABCD第39页练习如图所表示，在足够大光滑绝缘水平面内有一带正电点电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷电荷b仅在a库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且v<v0，则以下说法不正确是()A．a电荷一定在虚线MP下方B．b电荷在M点、N点加速度大小可能相等C．b电荷在M点电势能小于在N点电势能D．b电荷从M点到N点过程中，a电荷对其做总功为负值速度大动能大电势能小电势低离点电荷远场强小第40页思索与讨论第41页思索与讨论：1．假如在电极XX'之间不加电压，但在电极YY'之间加不变电压，电子束运动过程中受到哪个方向力？电子将打在荧光屏什么位置？是一个点还是一条线？（是一个在Y轴上点。）假如在电极XX'之间加不变电压，但在电极YY'之间不加电压，电子束运动过程中受到哪个方向力？电子将打在荧光屏什么位置？是一个点还是一条线？（是一个在X轴上点。）假如在电极XX'之间加不变电压，在电极YY'之间也加不变电压，电子束运动过程中受到哪个方向力？电子将打在荧光屏什么位置？是一个点还是一条线？（是某一象限点。）第42页2．假如在电极XX‘之间不加电压，但在电极YY’之间加如图1所表示改变规律电压，在荧光屏会看到什么图形？（y轴上一条直线）3．假如在电极YY‘之间加如图1所表示改变规律电压，在电极XX’之间加不变电压，在荧光屏会看到什么图形？（一条平行于Y轴直线）4．假如在电极YY‘之间仍加如图所表示改变规律电压，在电极XX’之间加上面如图2电压，在荧光屏会看到什么图形？试着画出它图形。tUyOt2t1ADBCEF图1tUxOt2t1ADBCEF图2OyxABCDEF第43页复合场问题水平向右匀强电场中，用长为R轻质细线在O点悬挂一质量为m带电小球，静止在A处，AO连线与竖直方向夹角为370，现给小球施加一个沿圆弧切线方向初速度V0，小球便在竖直面内运动，为使小球能在竖直面内完成圆周运动，这个初速度V0最少应为多大？静止时对球受力分析如右图:且F=mgtg370=mg,“等效”场力G’==mg与T反向，“等效”场加速度g’=g与重力场相类比可知:小球能在