静电场章末复习

1、静电场章小结 电荷 电荷守恒定律库仑定律 电场 电场力的性质 电场能的性质 场强定义式： 点电荷电场场强： 匀强电场的场强： 电势： 电势差： 电场力： q F E 2 r Q kE d U E 2 21 r QQ kF qEF q W U AB AB BAAB U 电势能： 形象描述 电场线等势面 方向反映某点场强方向 疏密表示场强的强弱 电场线垂直于等势面 沿场强方向电势降落最快 电场线密集处等势面也密 应用 带电粒子在电场中的 1、平衡；2、直线运动；3、偏转 电场中的导体：静电感应； 电容器 场强的叠加原理： 中和均分 p Eq Ep q () ABABAB ABpApB WqqU E

2、EE U Q C kd S C r 4 元电荷：元电荷：是指所带的电量是指所带的电量e=1.6010 19C的 的 电荷。电荷。 点电荷点电荷 ：是指不考虑形状和大小的带电体。是指不考虑形状和大小的带电体。 检验电荷：检验电荷：是指电量很小的点电荷，当它放是指电量很小的点电荷，当它放 入电场后不会影响该电场的性质。入电场后不会影响该电场的性质。 点电荷点电荷和和检验电荷检验电荷属理想模型。属理想模型。 几个基本概念几个基本概念 1、电场线的性质及作用 判断场强的大小与方向 判断电荷在电场中的受力方向 判断电势的高低 判断在电场中移动电荷做功的正负 判断电荷电势能的大小 练习1、将一个-7.0C

3、的电荷从无限 远处移到图示电场中的A点时，电荷的 电势能为-140J，问此过程中静电力 做功是多少？ 2.如何比较电场中任两点的场强大小如何比较电场中任两点的场强大小 和方向呢？和方向呢？ 方法一方法一: 由定义式由定义式E=Fq决定；决定； 方法二方法二: 在点电荷电场中，在点电荷电场中，E=kQr2； 方法三方法三:在匀强电场中，场强处处相等；在匀强电场中，场强处处相等； 方法四方法四:电场线密（疏）处强大（小）。电场线密（疏）处强大（小）。 判断电场强度大小的几种方法：判断电场强度大小的几种方法： 方法一方法一:根据规定，正电荷所受电场力的方根据规定，正电荷所受电场力的方 向即是该点的场

4、强方向；向即是该点的场强方向； 方法二方法二:电场线上每一点的切线方向即是该电场线上每一点的切线方向即是该 点的场强方向；点的场强方向； 方法三方法三:电势降低最快的方向就是场强的方电势降低最快的方向就是场强的方 向。向。 判断电场强度方向的几种方法：判断电场强度方向的几种方法： 3、电势、电势差、电势能、电场力 做功 q W U AB AB BAAB U 电势能： p Eq () ABABAB ABpApB WqqU EEE 电势： E p q 电势差： 电场力做功与电电场力做功与电 势能变化的关系：势能变化的关系： 如何比较电场中任如何比较电场中任 两点电势的高低呢？两点电势的高低呢？ 如

5、何比较电荷如何比较电荷 电势能的大小呢？电势能的大小呢？ 练习练习2 2、如图所示，将一个电荷如图所示，将一个电荷 量为量为q = +310-10C的点电荷从的点电荷从 电场中的电场中的A点移到点移到B点的过程中，点的过程中， 克服电场力做功克服电场力做功610-9J。已。已 知知A点的电势为点的电势为A= - 4V，求，求B 点的电势和电荷在点的电势和电荷在B点的电势能。点的电势能。 4、等势面 如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对 称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y 轴右侧，MPON.则 AM点的电势比P点的电势高 B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功

6、 CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运 动 练习3 答案：AD 如图，虚线如图，虚线a a、b b、c c势某静电场中的三个势某静电场中的三个 等势面，它们的电势等势面，它们的电势a a最大，最大，c c最少，一带正最少，一带正 电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图实线 KLMNKLMN所示，由图可知（所示，由图可知（ ） 粒子从粒子从K K到到L L的过程中，电场力做负的过程中，电场力做负 功功 粒子从粒子从L L到到M M的过程中，电场力做负的过程中，电场力做负 功功 粒子从粒子从K K到到

7、L L的过程中，电势能增加的过程中，电势能增加 粒子从粒子从L L到到N N的过程中，的过程中， 动能减少动能减少 ACAC K K N N M M L L a a b b c c 练习4 孤立点电荷电场中的一簇等势面孤立点电荷电场中的一簇等势面 如图所示中虚线所示，其电势分别为如图所示中虚线所示，其电势分别为1 1、 2 2、3 3，a a、b b、c c是某电场线与这簇等势是某电场线与这簇等势 面的交点，且面的交点，且ab=bc.ab=bc.现将一正电荷由现将一正电荷由a a移移 到到b b，电场力做正功，电场力做正功W W1 1；再由；再由b b移至移至C C，电，电 场力做正功场力做正

8、功W W2 2, ,则则（ ） 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 练习5 一、电容器一、电容器 （2011天津）板间距为d的平行板电容器所 带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板 间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q， 板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板 间电势差为U2 ，板间场强为E2，下列说法正 确的是 A U2 = U1 ，E2 = E1 BU2 = 2U1，E2

9、 = 4E1 CU2 = U1，E2 = 2E1 DU2 = 2U1，E2 = 2E1 C 练习6 D 练习7 （北京卷）用控制变量法，可以研究影响平 行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面 积为，极板间的距离为，静电计指针偏角 为。实验中，极板所带电荷量不变，若 A、保持S不变，增大d， 则变大 B、保持S不变，增大d， 则变小 C、保持d不变，增大S ， 则变小 D、保持d不变，增大S， 则不变 练习8 AC 二、带电粒子在电场中的运动二、带电粒子在电场中的运动 1、平衡；2、直线运动；3、偏转 mg F NmgF 12 101 CN d U E/102 4 C E F q 17 105

10、 练习9 y dU lU 1 2 2 4 ABC 练习10 dmv leU 2 0 2 tan dU lU 1 2 2 有三个质量相等，分别带正电、负电和有三个质量相等，分别带正电、负电和 不带电粒子，从极板左侧中央以相同的初速不带电粒子，从极板左侧中央以相同的初速 度先后垂直场强射入，分别落在正极板的度先后垂直场强射入，分别落在正极板的A、 B、C处，如图，则下述正确的是：处，如图，则下述正确的是： A、A带正电，带正电，B不带电，不带电，C带负电带负电 B、三个粒子的加速度大小、三个粒子的加速度大小aCaBaA C、三个粒子的运动时间相等、三个粒子的运动时间相等 D、三个粒子到达下板的动能

11、、三个粒子到达下板的动能EKAEKBEKC 练习11 AB 如图，平行实线代表电场线，但未标明方如图，平行实线代表电场线，但未标明方 向向, ,带电量为带电量为+ +10-2C C的粒子在电场中只受电场的粒子在电场中只受电场 力作用，由力作用，由A点移到点移到B点，动能损失了点，动能损失了0.1J J， 若若A点电势为点电势为-10V V，则：，则： A、B点电势为为点电势为为0 B、电场线的方向从右向左、电场线的方向从右向左 C、粒子的运动轨迹可能是、粒子的运动轨迹可能是 D、粒子的运动轨迹可能是、粒子的运动轨迹可能是 练习12 AD 如图所示，倾角为如图所示，倾角为3030o o的直角三角

12、形底边长为的直角三角形底边长为 ，放置在竖直平面内，底边处于水平位置，斜边，放置在竖直平面内，底边处于水平位置，斜边 为光滑绝缘导轨。现在底边中点处固定一正点电为光滑绝缘导轨。现在底边中点处固定一正点电 荷，电荷量为，让一质量为、电荷量为的带荷，电荷量为，让一质量为、电荷量为的带 正电的质点，从斜面顶端沿斜轨滑下，滑到斜边正电的质点，从斜面顶端沿斜轨滑下，滑到斜边 的垂足时速度为，的垂足时速度为，加速度为加速度为a a，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下， 则：则： （1 1）质点滑到非常接近底端）质点滑到非常接近底端C C点时加速度大小为点时加速度大小为多少多少 （2 2）到达）到达C C点时速

13、度点时速度V VC C为多少？为多少？ 练习13 2 3vgl a-g 一绝缘一绝缘“ ”“ ”形杆由两段相互平行的足够长的水平直形杆由两段相互平行的足够长的水平直 杆杆PQPQ、MNMN和一半径为和一半径为R R的光滑半圆环的光滑半圆环MAPMAP组成，固定在竖直组成，固定在竖直 平面内，其中平面内，其中MNMN杆是光滑的，杆是光滑的，PQPQ杆是粗糙的现将一质量杆是粗糙的现将一质量 为为m m的带正电荷的小环套在的带正电荷的小环套在MNMN杆上，小环所受的电场力为重杆上，小环所受的电场力为重 力的力的1/21/2 （1 1）若将小环由）若将小环由D D点静止释放，则刚好能到达点静止释放，则

14、刚好能到达P P点，求点，求DMDM间的间的 距离距离 （2 2）若将小环由）若将小环由M M点右侧点右侧5 5R R处静止释放，设小环与处静止释放，设小环与PQPQ杆间的杆间的 动摩擦因数为动摩擦因数为，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小，小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小 相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功相等，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功 练习14 如图所示，在如图所示，在E = 10E = 103 3V/mV/m的水平向左匀强的水平向左匀强 电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨 道与一水平绝缘轨道道与一水平绝缘轨道MNMN连接，半圆轨道所在竖直连接，半圆轨道所在竖直 平面与电场线平行，其半径平面与电场线平行，其半径R = 40cmR = 40cm，一带正电，一带正电 荷荷q = 10q = 10 4 4C C的小滑块质量为 的小滑块质量为m = 40gm = 40g，与水平轨，与水平轨 道间的动摩因数道间的动摩因数 = 0.2 = 0.2，取，取g = 10m/sg = 10m/s2 2，求：，求： （1 1