講義——靜電場知識點(diǎn)總結(jié).doc

靜電場知識點(diǎn)復(fù)習(xí)1、 庫侖定律元電荷：元電荷是指最小的電荷量，用e表示，大小為e=。庫侖定律：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。表達(dá)式：，其中靜電力常量。2、 電場電場的產(chǎn)生：電荷的周圍存在著電場，產(chǎn)生電場的電荷叫做源電荷。描述電場力的性質(zhì)的物理量是電場強(qiáng)度，描述電場能的性質(zhì)的物理量是電勢，這兩個物理量僅由電場本身決定，與試探電荷無關(guān)。電場強(qiáng)度：放入電場中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力與它的電荷量的比值，叫電場強(qiáng)度。定義式：，單位：或。方向：規(guī)定與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力方向相同，則與負(fù)電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相反。也是該點(diǎn)電場線的切線方向。區(qū)別：（定義式，適用于任何電場）；（點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的決定式）；（電場強(qiáng)度與電勢差間的關(guān)系，適用于勻強(qiáng)電場，d是兩點(diǎn)間距離在場強(qiáng)方向上的投影）。電場線：在電場中畫出的一系列有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，曲線的疏密表示場強(qiáng)的大小。電場線是為了形象的描述電場而假想的、實(shí)際不存在的曲線。電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合、不相交的曲線。熟悉正、負(fù)點(diǎn)電荷、勻強(qiáng)電場、等量異種電荷、等量同種電荷的電場線分布圖（教材13頁）。3、 電勢能、電勢、電勢差電勢能：由于移動電荷時靜電力做的功與路徑無關(guān)，所以電荷在電場中也具有勢能，叫做電勢能。靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系式為：，即靜電力所做的功等于電勢能的變化。所以，當(dāng)靜電力做多少正功，電勢能就減小多少；當(dāng)靜電力做多少負(fù)功，電勢能就增加多少。靜電力做功與電勢差的關(guān)系式為：。說明：電荷在某點(diǎn)的電勢能等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時所做的功（通常選大地或無限遠(yuǎn)處電勢能為零）。電勢能有正有負(fù)，但是標(biāo)量。試探電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能大小為：。電勢：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢（由電場中這點(diǎn)的性質(zhì)決定，與試探電荷的q、EP無關(guān)）。定義式：。沿著電場線方向電勢降低，或電勢降低最快的方向就是電場強(qiáng)度的方向。電勢差與電勢的關(guān)系式為：；電勢差與靜電力做功的關(guān)系式為：；勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系為：。同一點(diǎn)的電勢隨零電勢點(diǎn)的不同而不同（通常選大地或無限遠(yuǎn)處電勢為零），而兩點(diǎn)間的電勢差與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)。等勢面：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。性質(zhì)：沿同一等勢面移動電荷時靜電力不做功；電場線與等勢面垂直，且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；在相鄰等勢面間電勢差相等的情況下，等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱（密強(qiáng)弱疏）。會畫點(diǎn)電荷電場和勻強(qiáng)電場的等勢面。注：WAB、q、UAB、EP、等都是標(biāo)量，但都有正有負(fù)，計(jì)算時帶正負(fù)號代入。4、 電容器和電容任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體就組成一個電容器（容納電荷）。電容：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容，表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。定義式：，國際單位制中單位為法拉，。平行板電容器的決定式為：。平行板電容器應(yīng)用的兩種情況：電容器始終與電源相連（U不變），；不變。電容器充電后與電源斷開（Q不變），；。（會熟練推導(dǎo)）五、帶電粒子在電場中的運(yùn)動帶電粒子是否考慮重力：微觀粒子（如質(zhì)子、電子、粒子等）不計(jì)重力；宏觀微粒（如帶電小球、質(zhì)點(diǎn)、油滴等）考慮重力。Lv0yvv0vy帶電粒子的加速：一平行金屬板兩板間電壓為U，一帶電粒子（q、m)僅受靜電力作用從靜止開始，從一板運(yùn)動到另一板的速度大小？（）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)：水平放置的平行金屬板，板長為，板間電壓為（上正下負(fù)），板間距離為，一電荷量為的帶正電粒子（不計(jì)重力）以初速度垂直電場方向從左側(cè)射入板間，且能從右側(cè)飛出。帶電粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，軌跡如圖。水平方向： 豎直方向： U1Lv0yvv0vyLy若是如圖所示的運(yùn)動，則（電性相同的不同粒子經(jīng)加速電場和偏轉(zhuǎn)電場后射出時軌跡相同） 或 靜電場題檢測題一、選擇題1下列公式中，既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場，也適用于勻強(qiáng)電場的有場強(qiáng)E=F/q場強(qiáng)E=U/d 場強(qiáng)E=kQ/r2 電場力做功W=Uq (A)(B)(C)(D)2、已知A為電場中一固定點(diǎn)，在A點(diǎn)放一電量為q 的電荷，受電場力為F，A點(diǎn)的場強(qiáng)為E，則A若在A點(diǎn)換上q，A點(diǎn)場強(qiáng)方向發(fā)生變化B若在A點(diǎn)換上電量為2q 的電荷，A點(diǎn)的場強(qiáng)將變?yōu)?2EC若在A點(diǎn)移去電荷q，A點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)榱鉊A點(diǎn)場強(qiáng)的大小、方向與q 的大小、正負(fù)、有無均無關(guān)3.如圖所示，平行直線表示電場線，帶沒有標(biāo)明方向，帶電量為+110-2C的微粒在電場中只受電場力的作用，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，動量損失0.1J，若點(diǎn)的電勢為-10V，則A.B點(diǎn)的電勢為10V B.電場線的方向從右向左C.微粒的運(yùn)動軌跡可能是軌跡1 D.微粒的運(yùn)動軌跡可能是軌跡24 、 兩帶電小球，電量分別為+q和，固定在一長度為L的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，桿與場強(qiáng)方向平行，其位置如圖1048所示。若此桿繞過O點(diǎn)垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過，則在此轉(zhuǎn)動過程中電場力做的功為（ ） A. 零B. C. D. 5.兩個相同的金屬小球帶正、負(fù)電荷，固定在一定得距離上，現(xiàn)把它們相碰后放置在原處，則它們之間的庫倫力與原來的相比將（ ）A.變小 B.變大 C.不變 D.以上情況均有可能 6如圖所示，有一平行板電容器充電后帶有等量異種電荷，然后與電源斷開。下極板接地，兩極板中央處固定有一個很小的負(fù)電荷，現(xiàn)保持兩極板間距不變而使兩極板左右水平錯開一段很小的距離，則下列說法中正確的是（ ）A電容器兩極板間電壓值變大 B電荷的電勢能變大C負(fù)電荷所在處的電勢升高 D電容器兩極板間的電場強(qiáng)度變小7.圖1055中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是（ ） A. 帶電粒子所帶電荷的符號 B. 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C. 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D. 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處較大+ + + + + + +OMN8、如圖，帶電粒子P所帶的電荷量是帶電粒子Q的3倍，它們以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場強(qiáng)度垂直的方向射入勻強(qiáng)電場，分別打在M、N點(diǎn)，若OM=MN，則P和Q的的質(zhì)量之比為A. 3：4 B. 4：3 C. 3：2 D. 2：39、示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示.如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的 A.極板應(yīng)帶正電 B.極板應(yīng)帶正電C.極板應(yīng)帶正電 D.極板應(yīng)帶正電E+Q d c a bfeo10、如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q，a、b、c、d、e、f為以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn)，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說法中正確的是Ab、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Ba點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電勢C點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動時，電場力一定做功D將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動，從球面上 a點(diǎn)移動到c點(diǎn)的電勢能變化量一定最大11 ,若帶正電荷的小球只受到電場力作用，則它在任意一段時間內(nèi)（ ） A. 一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運(yùn)動 B. 一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運(yùn)動 C. 不一定沿電場線運(yùn)動，但一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動 D. 不一定沿電場線運(yùn)動，也不一定由高電勢處向低電勢處運(yùn)動12 如圖所示，AB是一個接地的很大的薄金屬板，其右側(cè)P點(diǎn)有一帶電量為Q的正電荷，N為金屬板外表面上的一點(diǎn)，P到金屬板的垂直距離=d, M為點(diǎn)P、N連線的中點(diǎn)，關(guān)于M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢，下列說法正確的是： A.M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)電勢高，M點(diǎn)的場強(qiáng)比N點(diǎn)場強(qiáng)大 B. M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為4kQ/d2 C.N點(diǎn)的電勢為零，場強(qiáng)不為零 D.N點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)都為零 一、選擇題答案123456789101112二、 填空題13.質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球用一絕緣細(xì)線懸于O點(diǎn)，開始時它在A、B之間來回擺動，OA、OB與豎直方向OC的夾角均為（如圖所示）。（1）如果當(dāng)它擺動到B點(diǎn)時突然施加一豎直向上的、大小為E=mg/q的勻強(qiáng)電場，則此時線中拉力T1_；（2）如果這一電場是在小球從A點(diǎn)擺到最低點(diǎn)C時突然加上去的，則當(dāng)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時線中的拉力T2_。14如圖所示的A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場中正六邊形的六個頂點(diǎn)已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為-1V、1V、5V，則D點(diǎn)的電勢D為 V,并標(biāo)出電場強(qiáng)度的方向。三 計(jì)算題 15、如圖所示，a、b、c、d為勻強(qiáng)電場中四個等勢面，相鄰等勢面間距離為2cm，已知Uac=60V,求：（1）電場強(qiáng)度為多大？（2）設(shè)B點(diǎn)的電勢為零，求A、C、D、P點(diǎn)的電勢。（3）求將q= -1.010-10C的點(diǎn)電荷由A移到D電場力做的功。.B.acbdAPD.C（4）將q=210-10C的點(diǎn)電荷由B移到C，再經(jīng)D最后回到B，電場力所做的功Wbcdp16、如圖所示，兩根長為L的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m，帶電量分別為+q和-q的小球A和B，處于場強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場之中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)？17 如圖所示，長為L(L=ab=dc)高為H(H=bc=ad)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場。電量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場，不計(jì)重力。（1）若粒子從c點(diǎn)離開電場，求電場強(qiáng)度的大小和粒子離開電場時的動能；（2）若粒子從bc邊離開電場時動能為，則電場強(qiáng)度為多大？ 18、如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計(jì)電子所受重力）。（1）在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置。（2）在電場I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開，求所有釋放點(diǎn)的位置。（3）若將左側(cè)電場II整體水平向右移動L/n（n1），仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開（D不隨電場移動），求在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。參考答案一選擇1、D 2、D 3、BC 4、C 5、D 6、AC 7、BCD 8、A 9、AC 10、D 11、D 12、AC二 填空 13 、 0 14 、 7v D 指向 A 15、(1)1.5103V/m (2)30V -30V -60V 0V (3)-9.010-9J (4)0J16、分析與解：對A作受力分析設(shè)懸點(diǎn)與A之間的絲線的拉力為F1，AB之間連線的拉力為F2，受力圖如圖10乙所示根據(jù)平衡條件得F1F2圖10F1sin60=mg，qE=k +F1cos60+F2，由以上二式得：E=k +cot60+，F(xiàn)20，當(dāng)Ek +時能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài)17、解析：（1）Lv0t，L，所以E，qELEktEk，所以EktqELEk5Ek，（2）若粒子由bc邊離開電場，Lv0t，vy，EkEkmvy2，所以E，18、解析：（1）設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e，電子在電場I中做勻加速直線運(yùn)動，出區(qū)域I時的為v0，此后電場II做類平拋運(yùn)動，假設(shè)電子從