高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及題型分析_第1頁(yè)
高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及題型分析_第2頁(yè)
高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及題型分析_第3頁(yè)
高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及題型分析_第4頁(yè)
高中物理靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及題型分析_第5頁(yè)
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靜電場(chǎng)一、靜電場(chǎng)公式匯總1、公式計(jì)算中的q、φ的要求電場(chǎng)中矢量(電場(chǎng)力F、電場(chǎng)E)的運(yùn)算:q代絕對(duì)值電場(chǎng)中標(biāo)量(功W、電勢(shì)能Ep、電勢(shì)差UAB、電勢(shì)φ)的運(yùn)算:q、φ代正、負(fù)公式:(1)點(diǎn)電荷間的作用力:F=kQ1Q2/r2(2)電荷共線平衡:(3)電勢(shì)φA:φA=EpA/q(φA電勢(shì)=EpA電勢(shì)能/q檢驗(yàn)電荷量;電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量的比值跟試探電荷無(wú)關(guān))(4)電勢(shì)能EpA:EpA=φAq(5)電場(chǎng)力做的功WABW=Fd=FSCOSθ=EqdWAB=EpA-EpBWAB=UABq(電場(chǎng)力做功由移動(dòng)電荷和電勢(shì)差決定,與路徑無(wú)關(guān))(6)電勢(shì)差UAB:UAB=φA-φB(電場(chǎng)中,兩點(diǎn)電勢(shì)之差叫電勢(shì)差)UAB=WAB/q(WAB電場(chǎng)力的功)U=Ed(E數(shù)值等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向單位距離的電勢(shì)差)(7)電場(chǎng)強(qiáng)度EE=F/q(任何電場(chǎng));(點(diǎn)電荷電場(chǎng));(勻強(qiáng)電場(chǎng))(8)電場(chǎng)力:F=Eq(9)電容:(10)平行板電容器:3、能量守恒定律公式(1)、動(dòng)量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化.

公式:F合t=mv2一mv1(解題時(shí)受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)

動(dòng)量守恒定律:相互作用的物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動(dòng)量保持不變.(研究對(duì)象:相互作用的兩個(gè)物體或多個(gè)物體)

公式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(2)能量守恒(1)動(dòng)能定理:(動(dòng)能變化量=1/2mv22-1/2mv12)(2)能量守恒定律:系統(tǒng)(動(dòng)能+重力勢(shì)能+電勢(shì)能)4、力與運(yùn)動(dòng)(動(dòng)力學(xué)公式)牛頓第二定律:(1)勻速直線運(yùn)動(dòng):受力運(yùn)動(dòng)(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng):受力(缺)運(yùn)動(dòng)(t)(s)(vt)(a)++++----+LdUm,++++----+LdUm,qvv0θΦy速度位移水平方向豎直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速電場(chǎng):電場(chǎng)力做功,,則(y、與m、q無(wú)關(guān))示波管的靈敏度:y/U2=L2/4dU1圓周運(yùn)動(dòng):繩子、單軌恰好通過(guò)最高點(diǎn):;;桿、雙軌最高點(diǎn):;如圖所示,從靜止出發(fā)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).若加速電壓為U1、偏轉(zhuǎn)電壓為U2,要使電子在電場(chǎng)中的偏移距離y增大為原來(lái)的2倍(在保證電子不會(huì)打到極板上的前提下),可選用的方法有

A.使U1減小為原來(lái)的1/2;B.使U2增大為原來(lái)的2倍;C.使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍;D.使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距減小為原來(lái)的1/212考點(diǎn)名稱:帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(一)、帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng):

(1)如不計(jì)重力,電場(chǎng)力就是粒子所受合外力,粒子做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的要求有:

①對(duì)電場(chǎng)的要求:或是勻強(qiáng)電場(chǎng),或不是勻強(qiáng)電場(chǎng)但電場(chǎng)的電場(chǎng)線有直線形狀。

②對(duì)初始位置的要求:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中任一點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)都可以,在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子的初始位置必須在直線形的電場(chǎng)線上。

③對(duì)初速度的要求:初速度或?yàn)榱?,或不為零但與所在的電場(chǎng)線共線。、粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的處理方法有兩種:

①將牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解,這種方法只能用在勻強(qiáng)電場(chǎng)中。不考慮重力時(shí),常用的基本方程有:

等.

②由動(dòng)能定理求解不涉及時(shí)間的問(wèn)題,這種方法對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)、非勻強(qiáng)電場(chǎng)均適用。不考慮重力時(shí),基本方程為:

需要特別注意:的是式中U是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中所經(jīng)歷的始末位置之間的電勢(shì)差,而不一定等于題目中給定的電壓,如帶電粒子從電壓為U的兩板中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到某一極板上時(shí),經(jīng)歷的電壓僅是三、知識(shí)點(diǎn)歸納分析電場(chǎng)強(qiáng)度的大小判斷電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。弘妶?chǎng)線的疏密來(lái)判斷,電場(chǎng)線越密,E越大;反之則反E的方向:1)電勢(shì)降低的方向?yàn)镋的方向。2)+q的受力方向?yàn)镋的方向(-q的受力反方向)3)電勢(shì)降低的方向?yàn)镋的方向。電勢(shì)的大小判斷電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低的方向四、考點(diǎn)例題考點(diǎn)1、電荷間的相互作用:1)庫(kù)侖定律:在真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力大小為:F=kQ1Q2/r2(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2)。2)庫(kù)侖電荷分配法(1)兩個(gè)完全相同的帶電金屬球相接觸,同種電荷總電荷量平均分配,異種電荷先中和再平均分配。(2)應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)要注意:①兩帶電體均可以看成點(diǎn)電荷②兩帶電體的電荷量均以其絕對(duì)值代入計(jì)算庫(kù)侖力例1.如圖所示,在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為的相同小球,小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),每根彈簧長(zhǎng)度為已知靜電力常量為,若不考慮彈簧的靜電感應(yīng),則每根彈簧的原長(zhǎng)為F13F23F彈A.B.C.F13F23F彈解析:最右側(cè)小球受三個(gè)力的作用,它們的關(guān)系是,得例2.(09年江蘇物理)1.兩個(gè)分別帶有電荷量和+的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷),固定在相距為的兩處,它們間庫(kù)侖力的大小為。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?,則兩球間庫(kù)侖力的大小為A.B.C.D.解析:本題考查庫(kù)侖定律及帶電題電量的轉(zhuǎn)移問(wèn)題。接觸前兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力大小為,兩個(gè)相同的金屬球各自帶電,接觸后再分開(kāi),其所帶電量先中和后均分,所以兩球分開(kāi)后各自帶點(diǎn)為+Q,距離又變?yōu)樵瓉?lái)的,庫(kù)侖力為,所以兩球間庫(kù)侖力的大小為,C項(xiàng)正確。如兩球原來(lái)帶正電,則接觸各自帶電均為+2Q。3)、三自由點(diǎn)電荷共線平衡問(wèn)題1)共線平衡的三個(gè)自由電荷:同夾異,大夾小。且“靠小”2)同夾異——電性是“兩側(cè)同,中間異”,3)大夾小—-電量是“夾小”,指中間電荷電量最小,4)“靠小”—指中間電荷靠近電量較小的電荷。且滿足借用圖3,可得對(duì)A:①對(duì)B:②對(duì)C:③由①②③結(jié)合牛頓第三定律有:而再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可以推得,即,例題1、下列各組共線的三個(gè)自由電荷,可以平衡的是()A、4Q4Q4Q;B、4Q-5Q3Q;C、9Q-4Q36Q;D、-4Q2Q-3Q解析:由“兩同一異”排除A項(xiàng),由“兩側(cè)同,中間異”且“夾小”排除B項(xiàng),其實(shí)三點(diǎn)電荷的電量還有定量關(guān)系,代入數(shù)據(jù)可得D項(xiàng)不合,應(yīng)選C??键c(diǎn)2、電場(chǎng)強(qiáng)度E;電場(chǎng)力F;電勢(shì)差U1)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式:E=F/q(任何電場(chǎng))該式適用于任何電場(chǎng);E與F、q無(wú)關(guān);只取決于電場(chǎng)本身(性質(zhì));電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小:電場(chǎng)線的疏密來(lái)判斷,電場(chǎng)線越密,E越大;反之則反E的方向:1)E的方向?yàn)殡妱?shì)降低的方向。2)+q的受力方向?yàn)镋的方向(-q的受力反方向)3)電勢(shì)降低的方向?yàn)镋的方向。2)場(chǎng)強(qiáng)E與電場(chǎng)線的關(guān)系:(E方向)電場(chǎng)線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向;(E大?。╇妶?chǎng)線越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越大;電場(chǎng)線的方向與場(chǎng)強(qiáng)E的大小無(wú)直接關(guān)系。電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱(場(chǎng)強(qiáng)的大?。?,某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向,它不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡(電場(chǎng)線并非電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡)。(3)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐點(diǎn)降低,是電勢(shì)最低最快的方向。;電場(chǎng)線從高等勢(shì)面(線)垂直指向低等勢(shì)面(線)。(4)電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減?。妶?chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加

3)場(chǎng)強(qiáng)的合成:場(chǎng)強(qiáng)E是矢量,求合場(chǎng)強(qiáng)時(shí)應(yīng)遵守矢量合成的平行四邊形法則。幾種典型的電場(chǎng)線孤立的正電荷、負(fù)電荷、等量異種電荷、等量同種電荷、正點(diǎn)電荷與大金屬板間、帶等量異種電荷的平行金屬板間的電場(chǎng)線4、等量同種異號(hào)電荷的電場(chǎng):1、它具有對(duì)稱性(上下、左右對(duì)稱),等勢(shì)面對(duì)稱分布,可判斷PQ電荷量等量異種;2、電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直;正電荷的區(qū)域電勢(shì)為正,負(fù)電荷的區(qū)域電勢(shì)為負(fù);相同等勢(shì)面(a點(diǎn)和b點(diǎn))不同點(diǎn)上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,而方向不同。(例如,負(fù)電荷從a到c,從負(fù)電荷的區(qū)域到了正電荷的區(qū)域,電勢(shì)升高,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減?。妶?chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少)4)電場(chǎng)力F:F=qE(E=F/q)(任何電場(chǎng))F與q、E都有關(guān)。點(diǎn)電荷電場(chǎng):E=kQ/r2(點(diǎn)電荷)僅適用于在真空中點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng),E的大小與Q成正比,與r2成反比。勻強(qiáng)電場(chǎng)關(guān)系式:E=U/d(勻強(qiáng)電場(chǎng))僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)??键c(diǎn)3.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差U和電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系1).勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電勢(shì)差U和電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系式為:;勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上,等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上單位距離的電勢(shì)差,正是依據(jù)這個(gè)關(guān)系,,規(guī)定電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是V/m。

2)、大小關(guān)系:

公式:,3)、適用條件:,只能用在勻強(qiáng)電場(chǎng)中進(jìn)行定量計(jì)算(因?yàn)樵诜莿驈?qiáng)電場(chǎng)中,E是電勢(shì)差隨時(shí)間的變化率,用得到的是AB間場(chǎng)強(qiáng)的平均值)。

4)、場(chǎng)強(qiáng)方向關(guān)系:場(chǎng)強(qiáng)E的方向,就是電勢(shì)降低最快的方向。只有沿場(chǎng)強(qiáng)方向,在單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差最大,也就是說(shuō)電勢(shì)降低最快的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向。但是,電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。

5)、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)推論

①勻強(qiáng)電場(chǎng)中相互平行的直線上(包括同一直線)距離相等的點(diǎn)電勢(shì)差相同。

②勻強(qiáng)電場(chǎng)中相互平行的直線上,若A、B兩點(diǎn)間距離是C、D兩點(diǎn)間距離的n倍,則A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差是C、D兩點(diǎn)間電勢(shì)差的n倍,即當(dāng)時(shí),

③在勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一直線上,若B是A、C的中點(diǎn),則B點(diǎn)電勢(shì)等于A、C兩點(diǎn)電勢(shì)的算術(shù)平均值,即例1:(2012·安徽理綜)如圖所示,在平面直角中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其中坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為0V,點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為A.200V/mB.200V/mC.100V/mD.100V/m例2.勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是三角形的三個(gè)頂點(diǎn),AB的長(zhǎng)度為1m,D為AB的中點(diǎn),如圖所示。已知電場(chǎng)線平行于ΔABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14V、6V和2V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,一電量為1×10-6C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W,則()A.W=8×10-6J,E≤6V/mB.W=6×10-6J,E>6V/mC.W=6×10-6J,E≤8V/mD.W=8×10-6J,E>8V/m解析:做功直接由公式就可得到,判斷場(chǎng)強(qiáng)時(shí)由選項(xiàng)出發(fā)無(wú)需具體找出等勢(shì)面,但找等勢(shì)面確定電場(chǎng)線很重要。答案:D考點(diǎn)2.電勢(shì)(電位)電勢(shì)定義:電場(chǎng)中某點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)O電勢(shì)的差,叫該點(diǎn)的電勢(shì)。電勢(shì)實(shí)際上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢(shì)差,即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)。在數(shù)值上等于把1C正電荷從某點(diǎn)移到標(biāo)準(zhǔn)位置(零電勢(shì)點(diǎn)),即靜電力所做的功。2.電勢(shì)定義式:3.矢標(biāo)性:是標(biāo)量,當(dāng)有正負(fù),電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低。4、電勢(shì)(電位)是一個(gè)與電荷本身無(wú)關(guān)的\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"物理量,它與電荷存在與否無(wú)關(guān),是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的物理量。5、電勢(shì)的大?。阂此钦姾蛇€是負(fù)電荷。如果是正電荷,則電勢(shì)能越大,電勢(shì)越大。如果是負(fù)電荷,電勢(shì)能越大,電勢(shì)越小。在\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)中,某\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"點(diǎn)電荷的\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電勢(shì)能跟它所帶的電荷量(與正負(fù)有關(guān),計(jì)算時(shí)將電勢(shì)能和電荷的正負(fù)都帶入即可判斷該點(diǎn)電勢(shì)大小及正負(fù))之比,叫做這點(diǎn)的電勢(shì)(也可稱電位),通常用來(lái)表示。=EP/q;EP=q(其中EP為電勢(shì)能,q為+-電荷量,為電勢(shì))電勢(shì)是從\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"能量角度上描述電場(chǎng)的物理量。(\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)強(qiáng)度則是從力的角度描述電場(chǎng))。(1)單位正\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電荷由電場(chǎng)中某點(diǎn)A移到參考點(diǎn)O(即零勢(shì)能點(diǎn),一般取無(wú)限遠(yuǎn)處或者大地為零勢(shì)能點(diǎn))時(shí)電場(chǎng)力做的功與其所帶電量的比值。所以A=EpA/q。(在\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"國(guó)際單位制中的單位是\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"伏特(V)。(2)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷在那一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能。公式:A=EpA/q;EpA=Aq(其中EP為電勢(shì)能,q為+-電荷量,為電勢(shì))6、電勢(shì)的特點(diǎn)是:(1)不管是正電荷的電場(chǎng)線還是負(fù)電荷的電場(chǎng)線,只要順著電場(chǎng)線的方向總是電勢(shì)減小的方向,逆著電場(chǎng)線總是電勢(shì)增大的方向。正電荷電場(chǎng)中各區(qū)域電勢(shì)為正,遠(yuǎn)離正電荷,電勢(shì)降低。負(fù)電荷電場(chǎng)中各區(qū)域電勢(shì)為負(fù),遠(yuǎn)離負(fù)電荷,電勢(shì)增高。(2)電勢(shì)物理意義:(1)由電場(chǎng)中某點(diǎn)位置決定,反映\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)能的性質(zhì)。(2)與檢驗(yàn)電荷電量、電性無(wú)關(guān)。(3)表示將1C正電荷移到參考點(diǎn)電場(chǎng)力做的功。(3)電勢(shì)物理方法1)由電場(chǎng)中某點(diǎn)位置決定,反映(點(diǎn)電荷)電場(chǎng)能的性質(zhì)。(一場(chǎng)源點(diǎn)荷為Q,在距Q為r的A點(diǎn)有一點(diǎn)電荷為q,求證:此A處電勢(shì))2)與檢驗(yàn)電荷電量、電性無(wú)關(guān)。3)表示將1C正電荷從參考點(diǎn)移到零勢(shì)點(diǎn)電場(chǎng)力做的功。(4)等量同種點(diǎn)電荷電勢(shì)分布:(1)正點(diǎn)電荷連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最低,從中點(diǎn)向兩側(cè)電勢(shì)逐漸升高;(2)連線中垂線上:從中點(diǎn)向中垂線兩側(cè)電勢(shì)降低,直至無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零;(3)負(fù)點(diǎn)電荷的情況正好相反。(5)等量異種點(diǎn)電荷電勢(shì)分布:(1)點(diǎn)電荷連線上:沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)從正電荷到負(fù)電荷依次降低;(2)連線中垂線上:中垂線上任意兩點(diǎn)之間電勢(shì)差為零,即中垂線上電勢(shì)為零??键c(diǎn)4.等勢(shì)面定義:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。等勢(shì)面的特點(diǎn)⑴等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直(\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"等勢(shì)面與\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電力線相互垂直);⑵電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面;同量異號(hào)電荷間的電場(chǎng)線上下左右對(duì)稱⑶任意兩等勢(shì)面都不會(huì)相交⑷電荷在同一等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功為零⑸電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方,等差等勢(shì)面較密等勢(shì)面:電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面有以下特征在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功。等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直。電場(chǎng)中任何兩個(gè)等勢(shì)面不相交。電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面。規(guī)定:相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相差,所以等勢(shì)面的疏密反映了場(chǎng)強(qiáng)的大?。▌驈?qiáng)點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)面的特點(diǎn))。幾種等勢(shì)面的性質(zhì)。Ⅰ、等量同種電荷連線和中線上:連線上:中點(diǎn)電勢(shì)最小。中線上:由中點(diǎn)到無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸減小,無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零。Ⅱ、等量異種電荷連線上和中線上:連線上:由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)逐漸減小。中線上:各點(diǎn)電勢(shì)相等且都等于零。⑹幾種常見(jiàn)的等勢(shì)面如下:例1:(2012·重慶理綜)空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,其中P點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如題圖20圖所示,a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn),則A.P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)D.負(fù)電荷從a到c,電勢(shì)能減少試題分析:根據(jù)等勢(shì)面分布情況,可判斷左右兩部分等勢(shì)面對(duì)稱分布,電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,可知PQ連線為一條電場(chǎng)線,且電場(chǎng)線方向從正電荷指向負(fù)電荷,由于P為正電荷,所以Q為負(fù)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)。根據(jù)左右等勢(shì)面對(duì)稱分布,可判斷PQ電荷量等量異種,電場(chǎng)線從P指向Q。根據(jù)電場(chǎng)線對(duì)稱性,電場(chǎng)關(guān)于PQ連線上下對(duì)稱分布,即點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但是方向不同,選項(xiàng)B錯(cuò)。沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,c點(diǎn)所在的等勢(shì)面電勢(shì)高于d點(diǎn)所在等勢(shì)面,選項(xiàng)C錯(cuò)。c點(diǎn)所在的等勢(shì)面電勢(shì)高于a點(diǎn)所在等勢(shì)面,負(fù)電荷從到c,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,選項(xiàng)D對(duì)。

例2(2011上海物理)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上,相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布,正確描述電勢(shì)隨位置變化規(guī)律的是圖解:兩個(gè)等量異號(hào)電荷的電場(chǎng)線如下圖,

根據(jù)“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低”的原理,從左側(cè)無(wú)窮遠(yuǎn)處向右電勢(shì)應(yīng)升高,正電荷所在位置處最高;然后再慢慢減小,O點(diǎn)處電勢(shì)為零,則O點(diǎn)右側(cè)電勢(shì)為負(fù),同理到達(dá)負(fù)電荷時(shí)電勢(shì)最小,經(jīng)過(guò)負(fù)電荷后,電勢(shì)開(kāi)始升高,直到無(wú)窮遠(yuǎn)處,電勢(shì)為零。(A)考點(diǎn)5.電勢(shì)差1、電勢(shì)差定義:a.電勢(shì)差概念的建立:在重力場(chǎng)中物體在重力作用下做功越多,則兩點(diǎn)間高度差越大。在電場(chǎng)中電荷在電場(chǎng)力作用下做功越多,則稱這兩點(diǎn)間“電勢(shì)差”越大。從而建立了重力場(chǎng)中的高度差和電場(chǎng)中的電勢(shì)差之間的類比關(guān)系。考慮到重力場(chǎng)中有:hAB=WAB/mg,hAB表示重力場(chǎng)中兩點(diǎn)高度差,WAB表示物體由A移到B重力做的功。則hAB類比于電場(chǎng)中的電勢(shì)差UAB,重力做功類比于電場(chǎng)力做功WAB,重力場(chǎng)中物體重力類比于電場(chǎng)中電荷帶電量q,從而得出電勢(shì)差的表達(dá)式:UAB=WAB/q;電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)力所做的功與該電荷電荷量的比值就叫做AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差,用表示,。2、定義式:3.矢標(biāo)性:是標(biāo)量,當(dāng)有正負(fù),正負(fù)代表電勢(shì)的高低(1)電場(chǎng)線它不表示電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān);(3),有正負(fù),正負(fù)代表電勢(shì)的高低;(4)電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少;做負(fù)功,電勢(shì)能增加。4、電勢(shì)差的計(jì)算問(wèn)題:(1)電勢(shì)能除了與電場(chǎng)有關(guān)外,還跟放入的電荷有關(guān),和重力勢(shì)能類似。(2)電勢(shì)差則與放入的電荷無(wú)關(guān),僅取決于電場(chǎng)本身性質(zhì),對(duì)于一個(gè)確定的電場(chǎng)來(lái)說(shuō),某兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是不變的。(3)電勢(shì)差的計(jì)算是標(biāo)量運(yùn)算,計(jì)算時(shí)注意需代入正負(fù)號(hào),計(jì)算中W與U的腳標(biāo)要對(duì)應(yīng)即:例1:在靜電場(chǎng)中,一個(gè)電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為5eV,則以下認(rèn)識(shí)中錯(cuò)誤的是()電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由b沿直線指向a.C、電子的電勢(shì)能減少5eV.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab=5V.D、電子的電勢(shì)能減少5J.解析:A選項(xiàng):電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),A錯(cuò)。B選項(xiàng):,B錯(cuò)C選項(xiàng):電場(chǎng)力做5eV正功,電勢(shì)能減小5eV,C對(duì),D單位錯(cuò)。答案:ABD例:(全國(guó)理綜1)關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的是A.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)B.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低C.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零D.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向【解析】電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差的大小決定于沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間距和電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)高低沒(méi)有關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)可能很低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)不一定為零,將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功不一定為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低,而且速度最快,選項(xiàng)D正確??键c(diǎn)3、電勢(shì)能:EP1.電勢(shì)能定義:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上,等于把電荷從這一點(diǎn)到電勢(shì)能為零處(電勢(shì)為零)靜電力所做的功。故WAB=qEd(E為該點(diǎn)的\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)強(qiáng)度,d為沿\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)線的距離),電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所共有的,反映電場(chǎng)和處于其中的電荷共同具有的\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"能量。具有統(tǒng)一性。2.電勢(shì)能定義式:3.單位:焦耳(J)3.矢標(biāo)性:是標(biāo)量(標(biāo)量計(jì)算時(shí)帶入q的正負(fù)和?的正負(fù)),有正負(fù);電勢(shì)能的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)能比零電勢(shì)能點(diǎn)高還是低。4、(\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的)電勢(shì)能的大?。海‥P=Φq)(1)、等于把電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)能為零的點(diǎn),電場(chǎng)力做的功。(2)、電勢(shì)能大小判斷1.場(chǎng)源電荷判斷法:離場(chǎng)源正\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電荷越近,試探正電荷的電勢(shì)能越大,試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越小2.電場(chǎng)線法:正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小,逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大,逆著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小3.做功判斷法:無(wú)論正負(fù)電荷,電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能就一定減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能就一定增加。(3)、零勢(shì)能處可任意選擇,但在理論研究中,常取無(wú)限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)能為0.①正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,Φ>0,遠(yuǎn)離\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"場(chǎng)源電荷Φ↓:移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓;移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑。②.負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,Φ<0,遠(yuǎn)離\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"場(chǎng)源電荷Φ↑:移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑;移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓。6.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系⑴、靜電力對(duì)電荷做正功電勢(shì)能就減小,靜電力對(duì)電荷做負(fù)功電勢(shì)能就增加。⑵、靜電力對(duì)電荷做功等于電荷電勢(shì)能的變化量,所以靜電力的功是電荷電勢(shì)能變化的量度。用表示電勢(shì)能,則將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),有(WAB=qEd)●電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做功與路徑無(wú)關(guān),只與始末位的電勢(shì)差有關(guān),Wab=qUab(3)、電場(chǎng)力做功W跟電勢(shì)能EP變化關(guān)系:WAB>0,△Ep<0,電場(chǎng)力做\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"正功,電勢(shì)能減小---轉(zhuǎn)化成其他形式的能;(△Ep代表勢(shì)能的改變量)WAB<0,△Ep>0,電場(chǎng)力做\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"負(fù)功,電勢(shì)能增加---其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能。順著\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電場(chǎng)線,A→B移動(dòng),若為\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"正電荷,則WAB>0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB>0,則Φ↓,則正Ep↓(EP=Φq);若為\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"負(fù)電荷,則WAB<0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB>0,則Φ↓,則負(fù)Ep↑。(EP=Φq)逆著電場(chǎng)線,B→A移動(dòng),若為\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"正電荷,則WBA<0,則UBA=ΦB-ΦA(chǔ)<0,則Φ↑,則正Ep↑;若為負(fù)電荷,則WBA>0,則UBA=ΦB-ΦA(chǔ)<0,則Φ↑,則負(fù)Ep↓;(有正負(fù),負(fù)的絕對(duì)值越大則變?。?)靜電力做的功:1、等于電勢(shì)能的減少量。Wab=Epa-Epb(Ep勢(shì)能)2、是它對(duì)放于其中的電荷有作用力,因此在靜電場(chǎng)中移動(dòng)電荷,靜電場(chǎng)力要做功。3、但靜電場(chǎng)中沿任意路徑移動(dòng)電荷一周回到原來(lái)的位置,電場(chǎng)力所做的功恒為零,即靜電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),或靜電場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)路積分恒為零。靜電場(chǎng)的這一性質(zhì)稱為靜電場(chǎng)的\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"環(huán)路定理。根據(jù)靜電場(chǎng)的這一性質(zhì)可引入電勢(shì)來(lái)描述電場(chǎng),就好像在\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"重力場(chǎng)中重力做功與路徑無(wú)關(guān),可引入重力勢(shì)描述重力場(chǎng)一樣。4、電場(chǎng)力做功:①公式:W=qU;②∵U由電場(chǎng)中兩點(diǎn)位置決定,∴W由q,U決定與路徑無(wú)關(guān),和重力做功一樣,屬于保守力做功。③特點(diǎn):電場(chǎng)力做功由移動(dòng)電荷和電勢(shì)差決定,與路徑無(wú)關(guān)。④電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小??朔妶?chǎng)力做功代表電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加。(可類比重力做工和重力勢(shì)能的變化)

7、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系:①通過(guò)電場(chǎng)力做功說(shuō)明:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小。電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大。②正電荷:順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小。逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能增加。負(fù)電荷:順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能增加。逆著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能減小。③求電荷在電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低將電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,反之電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能④、在正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正,負(fù)電荷在任一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù)。在負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中正電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為負(fù),負(fù)電荷在任意一點(diǎn)具有的電勢(shì)能都為正。電勢(shì)與電勢(shì)差的比較:●電勢(shì)差是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)的差值,?!耠妶?chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小,與選取的參考點(diǎn)有關(guān);電勢(shì)差的大小,與選取的參考點(diǎn)無(wú)關(guān)?!耠妱?shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量,單位都是伏特,都有正負(fù)值?!耠妱?shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢(shì)大或小。 ●電勢(shì)差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢(shì)的高低。重難點(diǎn):電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的比較電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)能意義描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)描述電場(chǎng)的做功的本領(lǐng)描述電荷在電場(chǎng)中的能量,電荷做功的本領(lǐng)定義矢標(biāo)性矢量:方向?yàn)榉旁陔妶?chǎng)中的正電荷的受力方向標(biāo)量,有正負(fù),正負(fù)只表示大小標(biāo)量,有正負(fù),正負(fù)只表示電勢(shì)的高低正電荷在正電勢(shì)位置有正電勢(shì)能,簡(jiǎn)化為:正正得正,正負(fù)的負(fù),負(fù)負(fù)的正決定因素場(chǎng)強(qiáng)由本身決定,與試探電荷無(wú)關(guān)場(chǎng)強(qiáng)由本身決定,與試探電荷無(wú)關(guān),其大小與參考點(diǎn)的選取有關(guān),有相對(duì)性由電場(chǎng)本身的兩點(diǎn)間差異決定,與試探電荷無(wú)關(guān),與參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)由電荷量與該點(diǎn)電勢(shì)二者決定,與參考點(diǎn)選取有關(guān)關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)不一定為零電勢(shì)為零的地方場(chǎng)強(qiáng)不一定為零零場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域兩點(diǎn)間電勢(shì)一定為零,電勢(shì)差為零的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)不一定為零場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)能不一定為零,電勢(shì)為零,電勢(shì)能一定為零聯(lián)系勻強(qiáng)電場(chǎng)中(d為AB間沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離);電勢(shì)沿著場(chǎng)強(qiáng)方向降低最快;例題,海南單科7)如圖所示,固定在Q點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),已知。下列敘述正確的是若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做正功,電勢(shì)能減小若把一正的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn),則該電荷克服電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能增加若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn),則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做正功,電勢(shì)能減小若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn),再?gòu)腘點(diǎn)沿直線移動(dòng)到M點(diǎn),則該電荷克服電場(chǎng)力做的功等于電場(chǎng)力對(duì)該電荷做的功,電勢(shì)能不變解析:AB選項(xiàng):由于是正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),而,故M點(diǎn)電勢(shì)大于N點(diǎn)電勢(shì),故故A對(duì)B錯(cuò)。C選項(xiàng):由于是正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),而,故M點(diǎn)電勢(shì)大于N點(diǎn)電勢(shì),故故C錯(cuò)。D選項(xiàng):電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是只與帶電粒子所處的始末位置有關(guān)與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),D正確。例2.(09年全國(guó)卷Ⅰ)18.如圖所示,一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱,O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn),且OM=MN,P點(diǎn)在y軸的右側(cè),MP⊥ON,則A.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高;B.將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C.M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差;D.在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)解析:A選項(xiàng)由電場(chǎng)線的彎曲程度與題意中的MP⊥ON可以知道M和P兩點(diǎn)不處在同一等勢(shì)線上而且有,A對(duì).B選項(xiàng)由電場(chǎng)線的方向結(jié)合負(fù)電荷,將負(fù)電荷由O點(diǎn)移到P電場(chǎng)力做負(fù)功,B錯(cuò).C選項(xiàng)類比勻強(qiáng)電場(chǎng),O到M的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于M到N的平均電場(chǎng)強(qiáng)度,所以有,C錯(cuò).D選項(xiàng)正電子受力沿y軸正方向又靜止釋放且電場(chǎng)線在y軸上又是直線,該粒子將沿y軸做加速直線運(yùn)動(dòng),D對(duì)點(diǎn)評(píng):對(duì)電場(chǎng)中電勢(shì)高低的判斷要一步到位,對(duì)電場(chǎng)力做功的方法要活學(xué)活用。答案:AD例題3,江蘇)6.如圖所示,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,且AB=BC,電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC,電勢(shì)分別為、、,AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有()A.>>B.EC>EB>EAC.UAB<UBCD.UAB=UBC解析:A選項(xiàng)依據(jù)沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低A對(duì).B選項(xiàng)依據(jù)電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大B對(duì).C、D選項(xiàng)類比勻強(qiáng)電場(chǎng),AB處的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小于BC處的平均電場(chǎng)強(qiáng)度,C對(duì)D錯(cuò).圖2例題4、(2010山東理綜)某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖2所示,以下說(shuō)法正確的是圖2A.c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C.若將一試探電荷+q由a點(diǎn)釋放,它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)D.若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q,將一試探電荷+q由a移至b的過(guò)程中,電勢(shì)能減小四、靜電平衡把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中時(shí),導(dǎo)體中的電荷重新分布,當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)E與原場(chǎng)強(qiáng)E0疊加后合場(chǎng)強(qiáng)E為零時(shí),即E=E0+E=0,金屬中的自由電子停止定向移動(dòng),導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。孤立的帶電導(dǎo)體和處于電場(chǎng)中的感應(yīng)導(dǎo)體,處于靜電平衡時(shí),主要特點(diǎn)是:導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零(即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與原場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反)沒(méi)有電場(chǎng)線。整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。導(dǎo)體外部電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面垂直。④孤立導(dǎo)體上凈電荷分布在外表面。五、電容:定義式:C=Q/U=ΔQ/ΔU,適用于任何電容器。決定式C=εS/4πkd,僅適用于平行板電容器?!駥?duì)平行板電容器有關(guān)的C、Q、U、E的討論問(wèn)題有兩種情況。對(duì)平行板電容器的討論:、、①電容器跟電源相連,U不變,q隨C而變。d↑→C↓→q↓→E↓ε、S↑→C↑→q↑→E不變。②充電后斷開(kāi),q不變,U隨C而變。d↑→C↓→U↑→不變。ε、S↓→C↓→U↑→E↑。例:(2012·江蘇物理)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容量C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是A.C和U均增大B.C增大,U減小C.C減小,U增大D.C和U均減小2【答案】:B例:(2012·全國(guó)理綜)如圖,一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置,在兩極板間有一帶電小球,小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn)。先給電容器緩慢充電,使兩級(jí)板所帶電荷量分別為﹢Q和﹣Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為π/6。再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3,且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。【答案】:2Q

【解析】:兩級(jí)板所帶電荷量分別為﹢Q和﹣Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為π/6,小球所受電場(chǎng)力F1=mgtan(π/6)。設(shè)電容器電容量為C,兩極板之間距離d,則兩極板之間電壓U1=Q/C,兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度E1=U1/d,F(xiàn)1=qE1。再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3,小球所受電場(chǎng)力F2=mgtan(π/3)。設(shè)此時(shí)電容器帶電量為Q’,則兩極板之間電壓U2=Q’/C,兩極板之間電場(chǎng)強(qiáng)度E2=U2/d,F(xiàn)2=qE2。聯(lián)立解得Q’=3Q。第二次充電使電容器正極板增加的電荷量△Q=Q’-Q=2Q?!究键c(diǎn)定位】考查平行板電容器、電場(chǎng)力、受力分析、電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差關(guān)系及其相關(guān)知識(shí)。六、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子的加速:對(duì)于加速問(wèn)題,一般從能量角度,應(yīng)用動(dòng)能定理

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