講義——靜電場知識點總結.doc

靜電場知識點復習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。表達式：，其中靜電力常量。2、 電場電場的產生：電荷的周圍存在著電場，產生電場的電荷叫做源電荷。描述電場力的性質的物理量是電場強度，描述電場能的性質的物理量是電勢，這兩個物理量僅由電場本身決定，與試探電荷無關。電場強度：放入電場中某點的電荷所受的靜電力與它的電荷量的比值，叫電場強度。定義式：，單位：或。方向：規(guī)定與正電荷在該點所受的靜電力方向相同，則與負電荷在該點所受靜電力的方向相反。也是該點電場線的切線方向。區(qū)別：（定義式，適用于任何電場）；（點電荷產生電場的決定式）；（電場強度與電勢差間的關系，適用于勻強電場，d是兩點間距離在場強方向上的投影）。電場線：在電場中畫出的一系列有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向表示該點的場強方向，曲線的疏密表示場強的大小。電場線是為了形象的描述電場而假想的、實際不存在的曲線。電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷，是不閉合、不相交的曲線。熟悉正、負點電荷、勻強電場、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，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系式為：，即靜電力所做的功等于電勢能的變化。所以，當靜電力做多少正功，電勢能就減小多少；當靜電力做多少負功，電勢能就增加多少。靜電力做功與電勢差的關系式為：。說明：電荷在某點的電勢能等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功（通常選大地或無限遠處電勢能為零）。電勢能有正有負，但是標量。試探電荷在電場中某點的電勢能大小為：。電勢：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢（由電場中這點的性質決定，與試探電荷的q、EP無關）。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度的方向。電勢差與電勢的關系式為：；電勢差與靜電力做功的關系式為：；勻強電場中電勢差與電場強度的關系為：。同一點的電勢隨零電勢點的不同而不同（通常選大地或無限遠處電勢為零），而兩點間的電勢差與零電勢點的選取無關。等勢面：電場中電勢相等的點構成的面。性質：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弱（密強弱疏）。會畫點電荷電場和勻強電場的等勢面。注：WAB、q、UAB、EP、等都是標量，但都有正有負，計算時帶正負號代入。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）五、帶電粒子在電場中的運動帶電粒子是否考慮重力：微觀粒子（如質子、電子、粒子等）不計重力；宏觀微粒（如帶電小球、質點、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，從一板運動到另一板的速度大?。浚ǎщ娏Ｗ釉陔妶鲋械钠D：水平放置的平行金屬板，板長為，板間電壓為（上正下負），板間距離為，一電荷量為的帶正電粒子（不計重力）以初速度垂直電場方向從左側射入板間，且能從右側飛出。帶電粒子在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，軌跡如圖。水平方向： 豎直方向： U1Lv0yvv0vyLy若是如圖所示的運動，則（電性相同的不同粒子經加速電場和偏轉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，既適用于點電荷產生的靜電場，也適用于勻強電場的有場強E=F/q場強E=U/d 場強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，在A點放一電量為q 的電荷，受電場力為F，A點的場強為E，則A若在A點換上q，A點場強方向發(fā)生變化B若在A點換上電量為2q 的電荷，A點的場強將變?yōu)?2EC若在A點移去電荷q，A點的場強變?yōu)榱鉊A點場強的大小、方向與q 的大小、正負、有無均無關3.如圖所示，平行直線表示電場線，帶沒有標明方向，帶電量為+110-2C的微粒在電場中只受電場力的作用，由A點移到B點，動量損失0.1J，若點的電勢為-10V，則A.B點的電勢為10V B.電場線的方向從右向左C.微粒的運動軌跡可能是軌跡1 D.微粒的運動軌跡可能是軌跡24 、 兩帶電小球，電量分別為+q和，固定在一長度為L的絕緣細桿的兩端，置于電場強度為E的勻強電場中，桿與場強方向平行，其位置如圖1048所示。若此桿繞過O點垂直于桿的軸線轉過，則在此轉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負電荷所在處的電勢升高 D電容器兩極板間的電場強度變小7.圖1055中實線是一簇未標明方向的由點電荷產生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運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兩點的受力方向C. 帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大D. 帶電粒子在a、b兩點的電勢能何處較大+ + + + + + +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從同一點出發(fā)，沿著跟電場強度垂直的方向射入勻強電場，分別打在M、N點，若OM=MN，則P和Q的的質量之比為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、偏轉電極和熒光屏組成，如圖所示.如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的 A.極板應帶正電 B.極板應帶正電C.極板應帶正電 D.極板應帶正電E+Q d c a bfeo10、如圖所示勻強電場E的區(qū)域內，在O點處放置一點電荷+Q，a、b、c、d、e、f為以O點為球心的球面上的點，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兩點的電場強度相同Ba點的電勢等于f點的電勢C點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時，電場力一定做功D將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動，從球面上 a點移動到c點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（ ） A. 一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動 B. 一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動 C. 不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動 D. 不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動12 如圖所示，AB是一個接地的很大的薄金屬板，其右側P點有一帶電量為Q的正電荷，N為金屬板外表面上的一點，P到金屬板的垂直距離=d, M為點P、N連線的中點，關于M、N兩點的場強和電勢，下列說法正確的是： A.M點的電勢比N點電勢高，M點的場強比N點場強大 B. M點的場強大小為4kQ/d2 C.N點的電勢為零，場強不為零 D.N點的電勢和場強都為零 一、選擇題答案123456789101112二、 填空題13.質量為m，帶電量為+q的小球用一絕緣細線懸于O點，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）如果當它擺動到B點時突然施加一豎直向上的、大小為E=mg/q的勻強電場，則此時線中拉力T1_；（2）如果這一電場是在小球從A點擺到最低點C時突然加上去的，則當小球運動到B點時線中的拉力T2_。14如圖所示的A、B、C、D、E、F為勻強電場中正六邊形的六個頂點已知A、B、C三點的電勢分別為-1V、1V、5V，則D點的電勢D為 V,并標出電場強度的方向。三 計算題 15、如圖所示，a、b、c、d為勻強電場中四個等勢面，相鄰等勢面間距離為2cm，已知Uac=60V,求：（1）電場強度為多大？（2）設B點的電勢為零，求A、C、D、P點的電勢。（3）求將q= -1.010-10C的點電荷由A移到D電場力做的功。.B.acbdAPD.C（4）將q=210-10C的點電荷由B移到C，再經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量為m，帶電量分別為+q和-q的小球A和B，處于場強為E，方向水平向左的勻強電場之中，使長度也為L的連線AB拉緊，并使小球處于靜止狀態(tài)，求E的大小滿足什么條件才能實現(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內存在著勻強電場。電量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。（1）若粒子從c點離開電場，求電場強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，則電場強度為多大？ 18、如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內，存在兩個場強大小均為E的勻強電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計電子所受重力）。（1）在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置。（2）在電場I區(qū)域內適當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，求所有釋放點的位置。（3）若將左側電場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作受力分析設懸點與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Ek +時能實現(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）設電子的質量為m，電量為e，電子在電場I中做勻加速直線運動，出區(qū)域I時的為v0，此后電場II做類平拋運動，假設電子從