第十章 電場(無答案).doc

第十單元 電 場高考要求內容要求說明兩種電荷電荷守恒真空中的庫侖定律電荷量電場電場強度電場線點電荷的場強勻強電場電場強度的疊加電勢能電勢差電勢等勢面勻強電場中電勢差和電場強度的關系靜電屏蔽帶電粒子在勻強電場中的運動示波管示波器及其應用電容器的電容平行板電容器的電容常用的電容器帶電粒子在勻強電場中運動的計算，只限于帶電粒子進入電場時速度平行或垂直于場強的情況本單元從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究靜電場的基本性質庫侖定律是本章的基本規(guī)律，電場強度、電勢和電勢差、電容等是本章的基本概念近幾年高考對本章知識考察頻率較高的是電場力做功與電勢能變化、帶電粒子在電場中的運動這兩個知識點尤其是與力學知識的結合中巧妙地把電場概念、牛頓定律、動量守恒、功能關系等相聯(lián)系命題，對多種能力有較好的測試作用本章的特點是：（1）基本概念多本章的概念比較抽象，教材強調弄清建立概念的背景，把抽象概念具體化，以便于理解（2）知識綜合性比較強，許多知識要在力學基礎上學習復習中要把力學知識和電學知識密切聯(lián)系起來，有意識的培養(yǎng)綜合運用知識的能力（3）理論知識在實際中的廣泛運用新教材在編寫中特別注意了理論聯(lián)系實際如尖端放電、電容式傳感器、靜電的應用等復習中要特別重視概念和規(guī)律的實際應用，運用物理知識解釋物理現(xiàn)象，分析和解決各種實際問題復習中可分為以下三部分進行：第一單元 庫侖定律，電場強度知識要點一、電荷及電荷守恒定律1自然界只存在兩種電荷，電荷周圍存在電場，電荷之間的相互作用力就是通過電場發(fā)生的電荷的多少叫做電荷量元電荷e=1.610-19C電子的比荷：電子的電荷量e和電子的質量me之比叫電子的比荷C/kg粒子的比荷可用質譜儀測得2使物體帶電的方法有：（1）摩擦起電，（2）接觸帶電，（3）感應起電3電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷總量保持不變兩個完全相同的帶電金屬小球相接觸后電荷量分配規(guī)律：接觸前帶異種電荷的先中和再平分，接觸前帶同種電荷的總量平分.二、庫侖定律1內容：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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 k：靜電力常量在國際單位制中k=9.0109N.m2/C22庫侖定律是電磁學的基本定律之一它只適用于真空中的點電荷，在空氣中也近似適用點電荷是理想化模型，實際帶電球的直徑遠遠小于它們之間的距離，其形狀和大小對相互作用力的影響可忽略不計，可近似看作點電荷來處理，此時它們之間的距離取球心間的距離若某一空間中存在多個點電荷，則任何兩個點電荷之間的靜電作用力都遵從庫侖定律.要計算其中一個電荷受力，應分別計算各點電荷對該電荷的庫侖力，再按矢量合成法則求合力.三、電場強度1定義式： 電場強度E為矢量，大小與方向取決于場源電荷，與試探電荷無關此公式適用于一切電場場強的單位N/C或V/m2真空中點電荷的電場強度： 式中Q為場源電荷的電荷量，r為距場源電荷的距離此公式只適用于真空中的點電荷3此公式只適用于勻強電場公式中的距離d是沿場強方向兩點間的距離，不是兩點間的距離U為兩點間的電勢差場強的方向指向電勢降低最快的方向場強E的大小描述沿電場線方向電勢降落的快慢4電場線：要熟悉孤立的正（負）點電荷、等量同（異）種電荷、勻強電場的電場線分布.靜電場的電場線特點：（1）從正電荷出發(fā)終止于負電荷（2）電場線上某點的切線方向表示該點的場強方向，電場線的疏密表示該處電場的強弱（3）電場線不相交、不閉合注意：電場線不是電荷運動軌跡，只有在同時滿足以下條件時，電場線與電荷運動軌跡重合（1）電場線是直線（2）電荷受到的合力方向與電場線在一條直線上（3）電荷初速度為零或與電場線共線.200rQQ典型例題【例1】兩個半徑均為r的小球，帶電荷量均為Q，如圖放置當它們球心間距離為200r時，之間的庫侖力為（ ）A. B. C. D.無法判斷解析 由于兩球心間距離遠大于（數(shù)量級相差102倍）小球的半徑，可看作點電荷故選B思考：若兩球心間距離變?yōu)?r時，則它們之間的庫侖力為（ ）A. B. C. D.無法判斷解析 由題意，兩個小球不能看作點電荷，庫侖定律不再適用故選D此題考察了庫侖定律的適用范圍，雖然無法求出具體數(shù)值，但可以判斷出:若兩球帶同種電荷，則；若兩球帶異種電荷，則（思考：為什么？）【例2】兩個大小相同的小球帶有同種電荷（可看作點電荷），質量分別為m1、m2，電荷量分別為q1、q2用絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，分別與豎直方向成1、2角，且兩球處在同一水平面上如圖所示若1=2，則（ ）m1 q1m2 q212Aq1一定等于q2B一定滿足Cm1一定等于m2m1gF1FxyD必須同時滿足q1=q2，m1=m2解析：以m1為研究對象，受力如圖由物體的平衡條件得： (1) (2)由（1）（2）解之：同理對m2受力分析得： 可見，只要m1=m2，無論q1、q2關系如何，都有1=2故選C討論：若m1m2 , 由上可知12QAPQB 若m12【例3】如圖所示，在真空中有兩個正點電荷QA=QB=+3.010-8C，它們相距0.1m求電場中P點的場強P點與兩個點電荷的距離相等，r=0.1m解析：先畫出EA和EB，然后再確定合場強E點電荷QA和QB的電場在P點的場強分別為EA和EB，它們大小相等，方向如圖所示合場強E在EA和EB的夾角的平分線上，此平分線在QA和QB的連線的中分線上合場強的大小為 EAEBEP E=EAcos600+EBcos600=2EAcos600=2kQAcos600/r2代入數(shù)值得E=2.7104V/m 方向向上O300E【例4】如圖所示，在場強E=2.0108N/C水平方向的勻強電場中，用絕緣細線懸掛一個質量為m=10g的帶電小球，當懸線與豎直方向成300角時小球處于平衡狀態(tài)，則小球帶何種電荷？電荷量是多少？懸線受到的張力為多少？mgEqT解答：在勻強電場中，帶電體受電場力，處處相等，正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷受力方向與電場方向相反分析受力情況，用力的平衡知識求解小球受力如圖所示可知，小球帶正電Eq=mgtan300 q=C拉力 T=mg/cos300=0.115N同步練習1下列說法正確的是( )A元電荷就是電子 B根據(jù)F =可知，當r0時，有FC導體帶電荷量的多少可以是任意值 D點電荷可以是帶電荷量很大的帶電體2已知介子、介子都是由一個夸克（夸克u或夸克d）和一個反夸克（反夸克或反夸克）組成的，它們的帶電荷量如下表所示，表中e為元電荷帶電量下列說法正確的是( )A由u和組成 B由和組成C由和組成 D由和組成+aaAB3如圖所示，A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球，并相隔一定距離，其中A帶正電，B不帶電.則以下說法中正確的是( )A導體B左端出現(xiàn)負電荷，右端出現(xiàn)正點荷并且電荷量大小相等B若A不動，將B沿圖中aa分開，則兩邊電荷量一定不相等CA向B靠近，B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化D若AB接觸一下，AB均帶正電，但總電荷量不變rrr12001200+-圖14中子內有一個電荷量為的上夸克和兩個電荷量為的下夸克，一簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上，如右圖所示下圖給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是( )F1+-CF2F3F1+-DF2F3F1+-BF2F3F1+-AF2F3abPMN左右5圖中a、b是兩個點電荷，它們的電荷量分別為Q1、Q2，MN是ab連線的中垂線，P是中垂線上的一點下列哪種情況能使P點場強方向指向MN的左側( )AQ1、Q2都是正電荷，且Q1|Q2|CQ1是負電荷，Q2是正電荷，且|Q1|Q2|6有兩個帶有同種等量電荷的小球，可視為點電荷，系在水平放置的彈簧兩端，置于光滑的水平面上，由于電荷斥力彈簧伸長了一段距離L，如果兩小球的電荷量均為原來的一半.那么，彈簧比原來伸長了（ ）AL/2 B大于L/4 CL/4 D小于L/47由電場強度的定義式E=F/q可知，在電場中的同一點（ ）A電場強度E跟F成正比，跟q成反比B無論試探電荷的q值（不為零）如何變化，F(xiàn)與q的比值始終不變C電場中某點的場強為零，則處在該點的電荷受到的電場力一定為零D小球在某點不受電場力作用，則該點的場強一定為零8勻強電場的場強E=5.0103V/m，要使一個帶電量為3.010-15C的負點電荷沿著與場強方向成60角的方向作勻速直線運動，則所施加外力的大小和方向應是( )A1.510-11N，與場強方向成120角B1.510-11N，與場強方向成60角C1.510-11N，與場強方向相同 OlbalD1.510-11N，與場強方向相反9小球用等長的絕緣細線懸掛于同一點O，兩小球因帶同種電荷，使球b懸線豎直地靠在墻上，a被推開一定角度而平衡，如圖所示今使其失去部分電荷，結果角變小后又重新平衡，則關于懸線對a球的拉力大小變化情況為（ ）A一定增大 B一定減小C一定不變 D無法確定10一點電荷僅受電場力作用，由A點無初速釋放，先后經過電場中的B點和C點。點電荷在A、B、C三點的電勢能分別用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關系可能是 （ ）AEAEBECBEAEBEC CEAECEB DEAECEB 11在真空中的光滑水平絕緣面上有一帶電小滑塊。開始時滑塊靜止。若在滑塊所在空間加一水平勻強電場E1，持續(xù)一段時間后立即換成與E1相反方向的勻強電場E2。當電場E2與電場E1持續(xù)時間相同時，滑塊恰好回到初始位置，且具有動能。在上述過程中，E1對滑塊的電場力做功為W1，沖量大小為I1；E2對滑塊的電場力做功為W2，沖量大小為I2。則AI1= I2 B4I1= I2 CW1= 0.25 W2 =0.75 DW1= 0.20 W2 =0.80ABO絕緣手柄12如圖所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球A.在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B.當B到達懸點O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為，若兩次實驗中B的電量分別為q1和q2, 分別為30和45.則q2/q1為（ ）A.2 B.3 C.2 D.3E球1球213兩個質量相同的小球用不可伸長的細線連結，置于場強為E的勻強電場中，小球1和小球2均帶正電，電荷量分別為q1和q2（q1q2）。將細線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示。若將兩小球同時從靜止狀態(tài)釋放，則釋放后細線中的張力T為（不計重力及兩小球間的庫侖力）（ ）A B C D14有甲乙兩個點電荷，已知乙的質量為m，兩電荷相距為L，在庫侖力作用下它們由靜止開始運動，開始時甲的加速度為a，乙的加速度為4a，經過一段時間乙的加速度變?yōu)閍，速度為v，那么這時兩電荷相距 ，甲電荷速度大小為 ，電場力對甲電荷在這段時間內的沖量大小為 ，電場力在這一過程中對甲電荷做功為 ABOE15有一水平方向的勻強電場，場強大小為9103N/C，在電場中一水平面上作一半徑10cm的圓，圓心O處放一電量為 10-8C的正電荷，在圓周上取A、B兩點，如圖所示，OA連線沿E方向，BOAO，則A處場強大小為 ,B處場強大小為 方向為 ab+qddd16如圖，帶電量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心若圖中a點處的電場強度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點處產生的電場強度大小為_，方向_（靜電力恒量為k）17“真空中兩個點電荷相距10cm，它們之間相互作用力大小為910-4N當它們合在一起時，成為一個帶電量為310-8C的點電荷問原來兩電荷的帶電量各是多少？”某同學求解如下：根據(jù)電荷守恒定律： (1)根據(jù)庫侖定律：以代入(1)式得： 解得 根號中的數(shù)值小于0，經檢查，運算無誤試指出求解過程中的問題并給出正確的解答18一質量為m，帶電量為+q的微粒，以初速度v與水平方向成450角射向空間勻強電場區(qū)域，粒子恰作直線運動求勻強電場的最小場強的大小，并說明方向qCqAqB+Q-Q+4Qrr19在真空中相距0.3m的光滑平面上，分別放置電荷量為-Q、+4Q的兩個點電荷qA，qB.在何處放點電荷qC，qC的電荷量多大時，可使三個電荷都處于平衡狀態(tài).第二單元 電勢差、電勢，電勢能，靜電屏蔽知識要點一、電勢差電勢差是描述電場能量性質的物理量定義：電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力所作的功WAB與電荷量q的比值WAB/q，叫做A、B兩點間的電勢差也叫電壓符號UAB，其公式為UAB = 1電勢差為標量，有正負國際單位為V，1V=1J/C2電場力做功與路徑無關，只與初、末位置的電勢差有關3電勢差反映了電場本身的性質，電勢差由電場中兩點的位置決定，與在電場中移動的電荷電量q無關.4建議在計算中，各量均帶符號二、電勢電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功符號，1電勢為標量，有正負電場中某點的電勢的高低與零電勢的選擇有關所以電勢具有相對性電勢的國際單位為V2電勢差與電勢的關系：UAB=A-B=-(B-A)=-UBA，電勢差與零電勢點的選取無關3判斷電勢高低的方法：沿著電場線的方向，電勢越來越低三、電勢能電荷在電場中具有的與其相對位置有關的能量，叫做電勢能符號E其公式可寫為EA=qA1電勢能為標量，有正負國際單位為J電勢能屬于電荷和所在電場組成的系統(tǒng)2電荷在電場中某點具有的電勢能由場源電荷和試探電荷共同決定3判斷電勢能變化的方法：在電場中移動電荷，如果電場力對電荷作正功，電荷的電勢能減??；如果電場力對電荷作負功，電荷的電勢能增加滿足WAB=-E這一點與物體在重力場中的情景類似在關于電勢、電勢差和電勢能的計算中，所有量均有“+”“-”符號四、等勢面1等勢面的定義：電場中電勢相同的各點構成的面.2等勢面（線）的特點： 在同一等勢面上任意兩點間移動電荷時，電場力不做功電場線一定與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.任意兩個等勢面不相交電場強度越大的地方，等差等勢面越密3熟記幾種等勢面的分布：正、負點電荷的電場 等量異種點電荷的電場 等量同種點電荷的電場 勻強電場五、靜電屏蔽1靜電平衡狀態(tài)：把一個不帶電的金屬導體放在電場中，由于靜電感應，導體中的電荷會重新分布當導體中（包括表面）沒有電荷的定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只分布在外表面上處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電場線垂直于導體表面，導體內部無電場線處于靜電平衡狀態(tài)的導體是一個等勢體，表面是等勢面2靜電屏蔽：導體可以保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外部電場的影響ab1234典型例題【例1】圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經過a、b點時的動能分別為26 eV 和5 eV當這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)?8 eV時，它的動能應為（ ） A. 8eV B. 13eV C. 20eV D. 34eV 解析 由題意點電荷從a運動到b動能減少21eV，電勢能就增加21eV從上圖可看出，經過相同等差等勢面點電荷的電勢能增加7eV，所以當點電荷從a點運動到等勢面3（在此等勢面上點電荷的電勢能為零）時的動能是26eV-27eV=12eV，由總能量守恒，當點電荷的電勢能變?yōu)?8eV時，其動能為12eV+8eV=20eV故選C點評 此題考察了電勢、電勢能、電場力做功與電勢能的關系以及總能量守恒的知識，是一道綜合性題目用到的知識源于課本，又高于課本這就要求復習中不僅要牢固掌握基礎知識，又要做到能夠舉一反三，觸類旁通【例2】將一個電荷量為q =210-8 C的點電荷，從零電勢點S移到M點，電荷克服電場力做410-8 J的功，則M點電勢M= 若將該電荷從M點移到N點，電場力對電荷做1410-8 J的功，則N點電勢N= M、N兩點的電勢差UMN= 解析 方法一.嚴格按各量數(shù)值正負代入公式求解由 得 V 而 USM=SM 其中S=0所以 M =02V=2V 同理V而 UMN=MN 所以 N =2V+7V=5V方法二.不考慮各量的正負,只把數(shù)值帶入電勢差的定義式求出電勢差,再用其它方法判斷出所求量的正負SM間的電勢差V因為電場力做負功, 負電荷向低電勢移動, USUM所以 M =02V=2V同理 可得 N =5V UMN=MN=-7V方法三.整體法.求N點電勢時把電荷從S點到M再到N作為全過程列方程求解WSN=WSM+WMN=4108+14108=107(J)由 得 V而 USN=SN 其中S=0 所以 N =5V點評：比較幾種方法可知，能用整體法盡可能用整體法；有關電勢、電勢差、電勢能和電場力做功的計算中，各物理量都帶符號進行計算，要比另行判斷符號正確率高PddABMNS【例3】如右圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N今有一帶電質點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則（ ）A把A板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落后仍能按原路返回B把A板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C把B板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落后不能返回D把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落ACB解析 當開關S一直閉合時，A、B兩板間的電壓保持不變，當帶電質點從M向N運動時，要克服電場力做功，W=qUAB，由題設條件知：帶電質點由P到N的運動過程中，重力做的功與質點克服電場力做的功相等，即：mg2d=qUAB，若把A板向上平移一小段距離，因UAB保持不變，重力做功減小，故沿原路返回，應選A若把B板下移一小段距離，因UAB保持不變，質點克服電場力做功不變，而重力做功增加，所以它將一直下落，應選D由上述分析可知：選項A和D是正確的思考：在上題中若斷開開關S后，再移動金屬板，則問題又如何? 【例4】如圖所示，虛線框內為一勻強電場，A、B、C、為該電場中三個點已知UA=12V、UB=6V、UC=-6V試在該方框內準確作出該電場的方向（要求畫圖只能用直角三角扳，電場線至少畫三條）-6V6V12V6VDBACEC解析：根據(jù)勻強電場的特點,連接AC并將AC分成三等分,則圖中D點電勢為6V,連接BD得一條等勢線,根據(jù)電場線與等勢線垂直,并且電場線由高電勢點指向低電勢點,即可畫出電場線,如圖所示點評：利用等分法在電場中找等勢點，是解決此類問題的最基本的也是行之有效的方法同步練習1一個帶正電的質點，電量q=2.010-9C，在靜電場中由a點移到b點，在這過程中，除電場力外,其他力作的功為6.010-5J，質點的動能增加了8.010-5焦，則a、b兩點間的電勢差Ua-Ub為( )A310VB110VC410VD710V2一負電荷僅受電場力的作用，從電場中的A點運動到B點，在此過程中該電荷作初速度為零的勻加速直線運動，則A、B兩點電場強度EA、EB及該電荷在A、B兩點的電勢能A、B之間的關系為（ ）AEA=EB BEAB3一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為 ( )abEA動能減小B電勢能增加C動能和電勢能之和減小D重力勢能和電勢能之和增加4光滑水平面上有一邊長為l的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中，電場方向與正方形一邊平行，一質量為m，帶電量為q的小球由某一邊的中點，以垂直于該邊的初速度v0進入該正方形區(qū)域當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能可能為 ( )A0 B C D+q+q-q+q-q-q5如圖，一絕緣細桿的兩端各固定著一個小球，兩小球帶有等量異號的電荷，處于勻強電場中，電場方向如圖中箭頭所示開始時，細桿與電場方向垂直，即在圖中所示的位置；接著使細桿繞其中心轉過900，到達圖中所示的位置；最后，使細桿移到圖中所示的位置以W1表示細桿由位置到位置過程中電場力對兩小球所做的功，W2表示細桿由位置到位置過程中電場力對兩小球所做的功，則有( )AW10，W20 BW10，W20CW10，W20 DW10，W20abcO4321PMN6如圖，O是一固定的點電荷，另一點電荷P從很遠處以初速度v0射入點電荷O的電場，在電場力作用下的運動軌跡是曲線MNa、b、c是以O為中心，Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓，RcRb= RbRa1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點以|W12|表示點電荷P由1到2的過程中電場力的功的大小，|W34|表示由3到4的過程中電場力做的功的大小則（ ）A|W12|=2|W34| B|W12|2|W34|CP、O兩電荷可能同號，也可能異號DP的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零7圖中所示是一個平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電現(xiàn)將一個試探電荷q由兩極板間的A點移動到B點，如圖所示A、B兩點間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30，則電場力對試探電荷q所做的功等于（ ）AB+-d300A B C DE0E18如圖所示，有一重力不計的帶電粒子以動能E0從平行板電容器的一端水平射入，正好以E1=2 E0的動能從電容器的另一端射出如果該粒子水平入射的動能變?yōu)? E0，則射出該電容器時的動能E2為( )A5 E0 B4.5 E0 C4.25 E0 D5.5 E0 9某研究性學習小組學習電學知識后進行對電工穿的高壓作業(yè)服進行研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列各同學的理由正確的是（ ）A甲認為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B乙認為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內電勢保持為零，對人體起保護作用+QADCBC丙認為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內電場強度保持為零對人體起保護作用D丁認為銅絲必須達到一定的厚度，才能對人體起到保護作用10如圖所示，B、C、D三點都在以點電荷+Q為圓心，半徑為r的圓弧上，將一試探電荷從A點分別移到B、C、D各點時，電場力做的功是（ ） AWABWAC BWADWAB abcd20V24V4VCWACWAD DWAB=WAC11a、b、c、d是勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點。電場線與矩形所在的平面平行。已知a點的電勢是20V，b點的電勢是24V，d點的電勢是4V，如圖。由此可知，c點的電勢為（ ）A4V B8V C12V D24VABCDABCD12如圖所示的勻強電場E的區(qū)域內，由A、B、C、D、A、B、C、D作為頂點構成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是( )AAD兩點間電勢差UAD與A A兩點間電勢差UAA相等B帶正電的粒子從A點沿路徑ADD移到D點，電場力做正功C帶負電的粒子從A點沿路徑ADD移到D點，電勢能減小+QMND帶電的粒子從A點移到C點，沿對角線A C與沿路徑ABBC電場力做功相同13如圖所示，固定在點的正點電荷的電場中有、兩點，已知，下列敘述正確的是( ).若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少.若把一正的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功，電勢能增加.若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，則電場力對該電荷做功，電勢能減少.若把一負的點電荷從M點沿直線移到N點，再從N點沿不同路徑移回到M點；則該電荷克服電場力做的功等于電場力對該電荷所做的功，電勢能不變ADBC14勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，AB的長度為1 m，D為AB的中點，如圖所示。已知電場線的方向平行于ABC所在平面，A、B、C三點的電勢分別為14 V、6 V和2 V。設場強大小為E，一電荷量為110-6 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W，則（ ）AW810-6 J，E8 V/m BW610-6 J，E6 V/mCW810-6 J，E8 V/m DW610-6 J，E6 V/mACBD15圖中A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為UA15v，UB3v，UC-3V由此可得D點電勢UD_V16質量為m、電荷量為q的質點，在靜電力作用下以恒定速率v沿圓弧從A點運動到B點，其速度方向改變的角度為（弧度），AB弧長為s則A、B兩點間的電勢差UA-UB_，AB弧中點場強大小E_ AB17如圖所示，電場中的一條電場線上A、B兩點的電勢差為200 V，一個帶正電的質點沿電場線從A點運動到B點，若已知帶電質點的電量為4.510-8C，質點通過B點時的動能是12.010-6J.求：（1）帶電質點由A點運動到B點電場力對它做多少功？ （2）帶電質點在A點時的動能是多少？ （3）帶電質點在A點和B點的速度之比是多少？30ODABC18如圖所示，傾角為30的直角三角形底邊長為2l，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌現(xiàn)在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質量為m的正電荷q從斜面頂端A沿斜面滑下（始終不脫離斜面）已測得它滑到底端C時速度為v，加速度大小為a，求該質點滑到斜邊的垂足D點時的速度和加速度大小各為多少？（用v、q、l、a表示）CDAB-+19如圖所示,平行金屬板A、B間可看作勻強電場，場強E=1.2103V/m,極板間距離d=5cm,電場中C和D分別到A、B兩板距離為0.5cm,B板接地,求:(1) C和D兩點的電勢、兩點間電勢差？(2)點電荷q1= -210-3C分別在C和D兩點的電勢能？(3)將點電荷q2=210-3C從C勻速移到D時外力做功多少？第三單元 電容 帶電粒子在電場中的運動知識要點一、電容器1任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體，都可以看成是一個電容器.（1）充電：電容器的兩極板分別帶上等量異種電荷的過程充電是電容器儲存電場能的過程（2）放電：電容器的兩極板失去電荷的過程電容器放電是電場能轉化為其它形式能量的過程（3）電容器的帶電量：是指每個極板所帶電量的絕對值.2電容：描述電容器容納電荷本領的物理量定義：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.叫做電容器的電容寫成公式為（1）電容為標量，國際單位F，1F=106F=1012pF（2）公式也可寫為：，即電容器的電容等于電勢差改變量為1V時電容器極板上的電量改變量（3）電容C與Q、U無關，它是由電容器本身決定的3平行板電容器的電容：平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)成正比，跟正對面積S成正比，跟兩極板間的距離d成反比，寫成公式為式中常量k為靜電力常量.從公式中不難看出電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電容器所帶電量Q以及兩板間的電勢差U無關. 在討論平行板電容器的電容時，一定要掌握好靜電計這一實驗儀器，明確它的用途及如何連接4熟記兩種情況:（1）若保持電容器兩極板始終與電源相連，則電容器兩極板間電壓U不變.（2）若電容器充電后再與電源斷開，則電容器兩極板上電量Q不變. 在分析問題時一定要搞清楚是屬于上述那一種情況.5常用電容器（1）從結構上看電容器可以分為固定電容器和可變電容器.在學過的電容器中，電解電容器的極性是固定的，使用時不能接錯.（2）電容器的擊穿電壓是加在電容器兩極板上的極限電壓，額定電壓是指電容器正常工作時兩極板上的電壓.額定電壓小于擊穿電壓.二、帶電粒子在電場中的加速當帶電粒子沿場強的方向進入勻強電場中,將做勻變速直線運動.處理問題方法:利用動能定理或牛頓第二定律和運動學公式結合.若初速度為v0,且電場力方向與運動一致,則有以上公式也適用于非勻強電場qmlUdv0v三、帶電粒子在電場中的偏轉帶電粒子以速度v0E進入勻強電場時,受到垂直于初速度的電場力F=qE而做勻變速曲線運動（類平拋運動）處理問題方法:將曲線運動分解為沿垂直于電場方向(即初速度v0方向)的勻速直線運動沿平行于電場方向初速度為零的勻加速直線運動如圖所示,由圖中給出的物理量，可得：加速度 運動時間離開電場時的偏移量 離開電場時的速度大小偏轉角帶電粒子在電場中加速和偏轉的分析方法：分析物體的受力情況,搞清物體的運動過程,運用恰當?shù)奈锢硪?guī)律實際上與我們前面學習過的力學分析方法相同，只不過多加了一個電場力，分析時注意不要遺漏另外，帶電粒子的運動要注意與前面學過的運動相比較關于受力分析時,是否要考慮帶電體的重力,要根據(jù)具體情況而定.可參考如下情況:（1）對于基本粒子:包括電子、質子、粒子、離子等.如題目沒有要求或暗示一般不考慮重力.（2）對于帶電微粒:包括小球、液滴、微粒、塵埃、質點等.如題目沒有要求或暗示必須考慮重力.四、示波器示波器的核心部件是示波管它是由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成管內抽成真空了解其原理典型例題P【例1】平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點，如圖所示 ，以E表示兩極板間的電場強度，U表示電容器兩極板間的電壓，表示正電荷在P點的電勢能若保持負極板不動，將正極板移動到圖中虛線所示的位置，則（ ）AU變小，E不變BE變大，變大CU變小，不變DU不變，不變解析：由題目中所給，充電后與電源斷開，可知電容器的帶電量Q不變；又由圖可知電容器兩極板間的距離減小，則電容器的電容C增大，由可以知道兩極板間的電壓U減小 本題判斷電場強度如何變化是一個難點，因為由電壓U減小和距離d減小，用公式，無法判斷E如何變化，不能只憑猜測認為u、d都減小，則E不變要定量說明這個問題，可以這樣來考慮：由、 和，可得，所以當Q、S不變時，E不會發(fā)生變化由于電場強度E不發(fā)生變化，P點到負極的距離不變，故P點的電勢UP不變，所以電荷在P點的電勢能不變本題的正確選項為A、CUl【例2】一束電子流在經U=5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖所示，若兩板間距d=1.0cm，板長l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓?解析 在加速電壓一定時，偏轉電壓U越大，電子在極板間的偏轉距離就越大.當偏轉電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時的偏轉電壓，即為題目要求的最大電壓.加速過程，由動能定理得 進入偏轉電場，電子在平行于板面的方向上做勻速運動 在垂直于板面的方向做勻加速直線運動，加速度 偏轉距離 能飛出的條件為 y 解式得 UV即要使電子能飛出，所加電壓最大值為400V說明： (1)此題是一個較典型的帶電粒子先加速后偏轉的題目復習好力學知識，是求解加速和偏轉問題的前提請讀者通過該題認真體會求解這類問題的思路和方法，并注意解題格式的規(guī)范化（2）本題是加速電場與偏轉電場相結合要明確運動過程，運用恰當?shù)奈锢硪?guī)律動能定理、類平拋運動提示：注意分析臨界情況擦著極板的邊緣飛出；同時，自己總結忽略與考慮重力的情況有哪些【例3】如圖1所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入.A、B板長l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示.設A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場.在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內,電場可視作恒定的.兩板右側放一記錄圓筒,筒的左側邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉動,周期T=0.20s,筒的周長