第一講靜電場(chǎng)

1、第一講（電場(chǎng)）一知識(shí)回顧1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷：（e1.60×10-19C）；帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍2.庫(kù)侖定律：FkQ1Q2/r2（在真空中）F:點(diǎn)電荷間的作用力（N），k:靜電力常量k9.0×109Nm2/C2，Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量（C），r:兩點(diǎn)電荷間的距離（m），方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引3.電場(chǎng)強(qiáng)度：EF/q（定義式、計(jì)算式）E:電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C），是矢量（電場(chǎng)的疊加原理），q:檢驗(yàn)電荷的電量（C）4.真空點(diǎn)（源）電荷形成的電場(chǎng)EkQ/r2r:源電荷到該位置的距離（m），Q:源電荷的電量5.勻

2、強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)EUAB/dUAB:AB兩點(diǎn)間的電壓（V），d:AB兩點(diǎn)在場(chǎng)強(qiáng)方向的距離（m）6.電場(chǎng)力：FqEF:電場(chǎng)力（N），q:受到電場(chǎng)力的電荷的電量（C），E:電場(chǎng)強(qiáng)度（N/C）7.電勢(shì)與電勢(shì)差：UABA-B，UABWAB/q-EAB/q8.電場(chǎng)力做功：WABqUABEqdWAB:帶電體由A到B時(shí)電場(chǎng)力所做的功（J），q:帶電量（C），UAB:電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（V）（電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)），E:勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度，d:兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離（m）9.電勢(shì)能：EAqAEA:帶電體在A點(diǎn)的電勢(shì)能（J），q:電量（C），A:A點(diǎn)的電勢(shì)（V）10.電勢(shì)能的變化EABEB-EA帶電體在電場(chǎng)中從A位

3、置到B位置時(shí)電勢(shì)能的差值11.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化EAB-WAB-qUAB（電勢(shì)能的增量等于電場(chǎng)力做功的負(fù)值）12.電容CQ/U（定義式，計(jì)算式）C:電容（F），Q:電量（C），U:電壓（兩極板電勢(shì)差）（V）13.平行板電容器的電容CS/4kd（S:兩極板正對(duì)面積，d:兩極板間的垂直距離，：介電常數(shù)）常見電容器見第二冊(cè)P11114.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速（Vo0）：WEK或qUmVt2/2，Vt（2qU/m）1/215.帶電粒子沿垂直電場(chǎng)方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)（不考慮重力作用的情況下）類平垂直電場(chǎng)方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)LVot（在帶等量異種電荷的平行極板中：EU/d）拋運(yùn)動(dòng)平行電場(chǎng)方

4、向：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)dat2/2，aF/mqE/m注：（1）兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球接觸時(shí)，電量分配規(guī)律：原帶異種電荷的先中和后平分，原帶同種電荷的總量平分；（2）電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，電場(chǎng)線不相交，切線方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線密處場(chǎng)強(qiáng)大，順著電場(chǎng)線電勢(shì)越來越低，電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直；（3）常見電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布要求熟記見圖第二冊(cè)P98；（4）電場(chǎng)強(qiáng)度（矢量）與電勢(shì)（標(biāo)量）均由電場(chǎng)本身決定，而電場(chǎng)力與電勢(shì)能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān)；（5）處于靜電平衡導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面，導(dǎo)體外表面附近的電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只

5、分布于導(dǎo)體外表面；（6）電容單位換算：1F106F1012PF；（7）電子伏（eV）是能量的單位，1eV1.60×10-19J；（8）其它相關(guān)內(nèi)容：靜電屏蔽見第二冊(cè)P101/示波管、示波器及其應(yīng)用見第二冊(cè)P114等勢(shì)面見第二冊(cè)P105。二經(jīng)典例題【例1】 兩個(gè)半徑相同的金屬小球，帶電量之比為17，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的多少倍？ 【例2】 如圖1所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3的距離為q1與q2距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電量之比q1q2q3為A9436 B9436C326

6、D326【例3】 如圖中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、EB表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)大小，則 AA、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同 B電場(chǎng)線從A指向B，所以EAEBCA、B同在一條電場(chǎng)線上，且電場(chǎng)線是直線，所以EA=EBD不知A、B附近的電場(chǎng)線分布狀況，EA、EB的大小不能確定【例4】 圖中AB、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知ACBC，ABC=60°，BC=20cm把一個(gè)電量q=10-5 C的正電荷從A移到B，電場(chǎng)力做功為零；從B移到C，電場(chǎng)力做功為1.73×10-3J，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向是 A865Vm，垂直AC向左B865Vm，垂直 AC向

7、右C1000Vm，垂直 AB斜向上D1000Vm，垂直 AB斜向下課后練習(xí)一、選擇題：1、關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說法中正確的是 （ ）A .體積小的帶電體；B.球形帶電體；C.帶電少的帶電體；D.大小和形狀對(duì)作用力的影響可忽略的帶電體.2、兩個(gè)相同的金屬小球，帶電量之比為1：7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原處，則它們間的庫(kù)侖力可能為原來的（）A4/7 B3/7 C9/7 D16/73有A、B、C三個(gè)點(diǎn)電荷，若將A、B放在距離為12 cm的位置上，B受到A的庫(kù)侖力大小為F。若將B、C放在距離為12 cm的位置上，B受到C的庫(kù)侖力大小為2F。那么C與A所帶電荷量之比是（ ）A1:2 B1:4C2:1

8、 D4:1由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比；B無論點(diǎn)電荷的電量如何變化，F(xiàn)/q始終不變；C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則在該點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力一定為零；D一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零。關(guān)于電場(chǎng)，下列敘述中正確的是（）A以點(diǎn)電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同；B正電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比負(fù)電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度大C在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷q，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E=F/q，取走q后，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零；D電荷所受電場(chǎng)力越大，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定越大。如圖所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c，a、b間的距等

9、于b、c間的距離，用、和、分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以斷定（）A. >> B.>>C. ->-; D. =.7、如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U，在A板附近有一帶電荷量為+q的粒子，只在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，在此過程中，電場(chǎng)力做 功，做功的大小為 ，粒子的動(dòng)能增量為 ，到負(fù)極板時(shí)的速度大小為 ，要想使一個(gè)帶電荷量-q的粒子，只在電場(chǎng)力作用下，從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，需克服電場(chǎng)力做功大小為 ，初速度至少為 。8、如圖所示，一電荷量為q，質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度為,y方向與極板平行射入一對(duì)平行金屬板之間，已知兩極板的長(zhǎng)度為，相距為，極板間的電壓為，試回答下列問題。（粒子只受電場(chǎng)力作用且上極板為帶正電）（1）粒子在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力大小為 ，方向 ，加速度大小為 方向 。（2）粒子在x方向上做 運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 。（3）粒子在y方向上做 運(yùn)動(dòng)，離開電場(chǎng)時(shí)，在y方向上偏離的距離為 。當(dāng)其他條件不