靜電場章末復習

1、靜電場章小結 電荷 電荷守恒定律庫侖定律 電場 電場力的性質 電場能的性質 場強定義式： 點電荷電場場強： 勻強電場的場強： 電勢： 電勢差： 電場力： q F E 2 r Q kE d U E 2 21 r QQ kF qEF q W U AB AB BAAB U 電勢能： 形象描述 電場線等勢面 方向反映某點場強方向 疏密表示場強的強弱 電場線垂直于等勢面 沿場強方向電勢降落最快 電場線密集處等勢面也密 應用 帶電粒子在電場中的 1、平衡；2、直線運動；3、偏轉 電場中的導體：靜電感應； 電容器 場強的疊加原理： 中和均分 p Eq Ep q () ABABAB ABpApB WqqU E

2、EE U Q C kd S C r 4 元電荷：元電荷：是指所帶的電量是指所帶的電量e=1.6010 19C的 的 電荷。電荷。 點電荷點電荷 ：是指不考慮形狀和大小的帶電體。是指不考慮形狀和大小的帶電體。 檢驗電荷：檢驗電荷：是指電量很小的點電荷，當它放是指電量很小的點電荷，當它放 入電場后不會影響該電場的性質。入電場后不會影響該電場的性質。 點電荷點電荷和和檢驗電荷檢驗電荷屬理想模型。屬理想模型。 幾個基本概念幾個基本概念 1、電場線的性質及作用 判斷場強的大小與方向 判斷電荷在電場中的受力方向 判斷電勢的高低 判斷在電場中移動電荷做功的正負 判斷電荷電勢能的大小 練習1、將一個-7.0C

3、的電荷從無限 遠處移到圖示電場中的A點時，電荷的 電勢能為-140J，問此過程中靜電力 做功是多少？ 2.如何比較電場中任兩點的場強大小如何比較電場中任兩點的場強大小 和方向呢？和方向呢？ 方法一方法一: 由定義式由定義式E=Fq決定；決定； 方法二方法二: 在點電荷電場中，在點電荷電場中，E=kQr2； 方法三方法三:在勻強電場中，場強處處相等；在勻強電場中，場強處處相等； 方法四方法四:電場線密（疏）處強大（小）。電場線密（疏）處強大（小）。 判斷電場強度大小的幾種方法：判斷電場強度大小的幾種方法： 方法一方法一:根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力的方根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力的方 向即是該點的場

4、強方向；向即是該點的場強方向； 方法二方法二:電場線上每一點的切線方向即是該電場線上每一點的切線方向即是該 點的場強方向；點的場強方向； 方法三方法三:電勢降低最快的方向就是場強的方電勢降低最快的方向就是場強的方 向。向。 判斷電場強度方向的幾種方法：判斷電場強度方向的幾種方法： 3、電勢、電勢差、電勢能、電場力 做功 q W U AB AB BAAB U 電勢能： p Eq () ABABAB ABpApB WqqU EEE 電勢： E p q 電勢差： 電場力做功與電電場力做功與電 勢能變化的關系：勢能變化的關系： 如何比較電場中任如何比較電場中任 兩點電勢的高低呢？兩點電勢的高低呢？ 如

5、何比較電荷如何比較電荷 電勢能的大小呢？電勢能的大小呢？ 練習練習2 2、如圖所示，將一個電荷如圖所示，將一個電荷 量為量為q = +310-10C的點電荷從的點電荷從 電場中的電場中的A點移到點移到B點的過程中，點的過程中， 克服電場力做功克服電場力做功610-9J。已。已 知知A點的電勢為點的電勢為A= - 4V，求，求B 點的電勢和電荷在點的電勢和電荷在B點的電勢能。點的電勢能。 4、等勢面 如圖所示，一電場的電場線分布關于y軸(沿豎直方向)對 稱，O、M、N是y軸上的三個點，且OMMN.P點在y 軸右側，MPON.則 AM點的電勢比P點的電勢高 B將負電荷由O點移動到P點，電場力做正功

6、 CM、N兩點間的電勢差大于O、M兩點間的電勢差 D在O點靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運 動 練習3 答案：AD 如圖，虛線如圖，虛線a a、b b、c c勢某靜電場中的三個勢某靜電場中的三個 等勢面，它們的電勢等勢面，它們的電勢a a最大，最大，c c最少，一帶正最少，一帶正 電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線 KLMNKLMN所示，由圖可知（所示，由圖可知（ ） 粒子從粒子從K K到到L L的過程中，電場力做負的過程中，電場力做負 功功 粒子從粒子從L L到到M M的過程中，電場力做負的過程中，電場力做負 功功 粒子從粒子從K K到到

7、L L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加 粒子從粒子從L L到到N N的過程中，的過程中， 動能減少動能減少 ACAC K K N N M M L L a a b b c c 練習4 孤立點電荷電場中的一簇等勢面孤立點電荷電場中的一簇等勢面 如圖所示中虛線所示，其電勢分別為如圖所示中虛線所示，其電勢分別為1 1、 2 2、3 3，a a、b b、c c是某電場線與這簇等勢是某電場線與這簇等勢 面的交點，且面的交點，且ab=bc.ab=bc.現(xiàn)將一正電荷由現(xiàn)將一正電荷由a a移移 到到b b，電場力做正功，電場力做正功W W1 1；再由；再由b b移至移至C C，電，電 場力做正功場力做正

8、功W W2 2, ,則則（ ） A.WA.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3 B.WB.W1 1=W=W2 2，1 12 23 3 C.WC.W1 1W W2 2，1 12 23 3 D.WD.W1 1W W2 2，1 12 23 3 C C 1 1 2 2 3 3 練習5 一、電容器一、電容器 （2011天津）板間距為d的平行板電容器所 帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U1，板 間場強為E1?，F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q， 板間距變?yōu)閐/2，其他條件不變，這時兩極板 間電勢差為U2 ，板間場強為E2，下列說法正 確的是 A U2 = U1 ，E2 = E1 BU2 = 2U1，E2

9、 = 4E1 CU2 = U1，E2 = 2E1 DU2 = 2U1，E2 = 2E1 C 練習6 D 練習7 （北京卷）用控制變量法，可以研究影響平 行板電容器的因素（如圖）。設兩極板正對面 積為，極板間的距離為，靜電計指針偏角 為。實驗中，極板所帶電荷量不變，若 A、保持S不變，增大d， 則變大 B、保持S不變，增大d， 則變小 C、保持d不變，增大S ， 則變小 D、保持d不變，增大S， 則不變 練習8 AC 二、帶電粒子在電場中的運動二、帶電粒子在電場中的運動 1、平衡；2、直線運動；3、偏轉 mg F NmgF 12 101 CN d U E/102 4 C E F q 17 105

10、 練習9 y dU lU 1 2 2 4 ABC 練習10 dmv leU 2 0 2 tan dU lU 1 2 2 有三個質量相等，分別帶正電、負電和有三個質量相等，分別帶正電、負電和 不帶電粒子，從極板左側中央以相同的初速不帶電粒子，從極板左側中央以相同的初速 度先后垂直場強射入，分別落在正極板的度先后垂直場強射入，分別落在正極板的A、 B、C處，如圖，則下述正確的是：處，如圖，則下述正確的是： A、A帶正電，帶正電，B不帶電，不帶電，C帶負電帶負電 B、三個粒子的加速度大小、三個粒子的加速度大小aCaBaA C、三個粒子的運動時間相等、三個粒子的運動時間相等 D、三個粒子到達下板的動能

11、、三個粒子到達下板的動能EKAEKBEKC 練習11 AB 如圖，平行實線代表電場線，但未標明方如圖，平行實線代表電場線，但未標明方 向向, ,帶電量為帶電量為+ +10-2C C的粒子在電場中只受電場的粒子在電場中只受電場 力作用，由力作用，由A點移到點移到B點，動能損失了點，動能損失了0.1J J， 若若A點電勢為點電勢為-10V V，則：，則： A、B點電勢為為點電勢為為0 B、電場線的方向從右向左、電場線的方向從右向左 C、粒子的運動軌跡可能是、粒子的運動軌跡可能是 D、粒子的運動軌跡可能是、粒子的運動軌跡可能是 練習12 AD 如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為3030o o的直角三角

12、形底邊長為的直角三角形底邊長為 ，放置在豎直平面內，底邊處于水平位置，斜邊，放置在豎直平面內，底邊處于水平位置，斜邊 為光滑絕緣導軌?，F(xiàn)在底邊中點處固定一正點電為光滑絕緣導軌?，F(xiàn)在底邊中點處固定一正點電 荷，電荷量為，讓一質量為、電荷量為的帶荷，電荷量為，讓一質量為、電荷量為的帶 正電的質點，從斜面頂端沿斜軌滑下，滑到斜邊正電的質點，從斜面頂端沿斜軌滑下，滑到斜邊 的垂足時速度為，的垂足時速度為，加速度為加速度為a a，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下， 則：則： （1 1）質點滑到非常接近底端）質點滑到非常接近底端C C點時加速度大小為點時加速度大小為多少多少 （2 2）到達）到達C C點時速

13、度點時速度V VC C為多少？為多少？ 練習13 2 3vgl a-g 一絕緣一絕緣“ ”“ ”形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直 桿桿PQPQ、MNMN和一半徑為和一半徑為R R的光滑半圓環(huán)的光滑半圓環(huán)MAPMAP組成，固定在豎直組成，固定在豎直 平面內，其中平面內，其中MNMN桿是光滑的，桿是光滑的，PQPQ桿是粗糙的現(xiàn)將一質量桿是粗糙的現(xiàn)將一質量 為為m m的帶正電荷的小環(huán)套在的帶正電荷的小環(huán)套在MNMN桿上，小環(huán)所受的電場力為重桿上，小環(huán)所受的電場力為重 力的力的1/21/2 （1 1）若將小環(huán)由）若將小環(huán)由D D點靜止釋放，則剛好能到達點靜止釋放，則

14、剛好能到達P P點，求點，求DMDM間的間的 距離距離 （2 2）若將小環(huán)由）若將小環(huán)由M M點右側點右側5 5R R處靜止釋放，設小環(huán)與處靜止釋放，設小環(huán)與PQPQ桿間的桿間的 動摩擦因數(shù)為動摩擦因數(shù)為，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小 相等，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功相等，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功 練習14 如圖所示，在如圖所示，在E = 10E = 103 3V/mV/m的水平向左勻強的水平向左勻強 電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌 道與一水平絕緣軌道道與一水平絕緣軌道MNMN連接，半圓軌道所在豎直連接，半圓軌道所在豎直 平面與電場線平行，其半徑平面與電場線平行，其半徑R = 40cmR = 40cm，一帶正電，一帶正電 荷荷q = 10q = 10 4 4C C的小滑塊質量為 的小滑塊質量為m = 40gm = 40g，與水平軌，與水平軌 道間的動摩因數(shù)道間的動摩因數(shù) = 0.2 = 0.2，取，取g = 10m/sg = 10m/s2 2，求：，求： （1 1