静电场专题复习

1、优秀教案欢迎下载静电场知识点复习一、库仑定律元电荷：元电荷是指最小的电荷量，用e 表示，大小为 e= 1.6 10 19 c 。库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离 的二次 方成反 比，作用 力的方 向在它 们的连线 上。表 达式： Fkq1q2， 其中静 电力常 量r 2k9.0109 N .m2 / C 2 。二、电场电场的产生：电荷的周围存在着电场，产生电场的电荷叫做源电荷。描述电场力的性质的物理量是电场强度，描述电场能的性质的物理量是电势，这两个物理量仅由电场本身决定，与试探电荷无关。电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力与它的电

2、荷量的比值，叫电场强度。定义式： EF，单位： N / C 或 V / m 。方向：规定与正电荷在该点所受的静电力方向相同，则与负q电荷在该点所受静电力的方向相反。也是该点电场线的切线方向。区别： EFkQ（点电荷产生电场的决定式） ； EU（定义式，适用于任何电场） ； Er2（电场强qd度与电势差间的关系，适用于匀强电场，d 是两点间距离在场强方向上的投影） 。电场线：在电场中画出的一系列有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示场强的大小。电场线是为了形象的描述电场而假想的、实际不存在的曲线。电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，是不闭合、不相交的

3、曲线。熟悉正、负点电荷、匀强电场、等量异种电荷、等量同种电荷的电场线分布图（教材13 页）。三、电势能、电势、电势差电势能：由于移动电荷时静电力做的功与路径无关，所以电荷在电场中也具有势能，叫做电势能。静电力做功与电势能变化的关系式为：WEP ，即静电力所做的功等于电势能的变化。所以，当静电力做多少正功，电势能就减小多少；当静电力做多少负功，电势能就增加多少。静电力做功与电势差的关系式为：WABqU AB 。说明： 电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功（通常选大地或无限远处电势能为零）。电势能有正有负，但是标量。试探电荷在电场中某点的电势能大小为：EPq。电势：电荷

4、在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势（由电场中这点的性质决定，与试探电荷的q、 EP 无关）。定义式：EP 。沿着电场线方向电势降低，或电势降低最快q的方向就是电场强度的方向。电势差与电势的关系式为：U ABAB ；电势差与静电力做功的关系式为：U ABWAB ；匀强q电场中电势差与电场强度的关系为：UEd 。同一点的电势随零电势点的不同而不同（通常选大地优秀教案欢迎下载或无限远处电势为零） ，而两点间的电势差与零电势点的选取无关。等势面：电场中电势相等的点构成的面。性质：沿同一等势面移动电荷时静电力不做功；电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面；在相邻

5、等势面间电势差相等的情况下，等势面的疏密表示电场的强弱（密强弱疏） 。会画点电荷电场和匀强电场的等势面。注： W AB、 q、 UAB 、E P、等都是标量，但都有正有负，计算时带正负号代入。四、电容器和电容任何两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器（容纳电荷）。电容：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容，表示电容器容纳电荷本领的物理量。定义式：CQ ，国际单位制中单位为法拉，1F106 F1012 PF 。U平行板电容器的决定式为：Cs。4 kd平行板电容器应用的两种情况： 电容器始终与电源相连 （U 不变），dCQE；SC Q E不变。电容器充电

6、后与电源断开（Q 不变）， d CUE不变 ；SCUE。（会熟练推导）五、带电粒子在电场中的运动带电粒子是否考虑重力：微观粒子（如质子、电子、 粒子等）不计重力；宏观微粒（如带电小球、质点、油滴等）考虑重力。带电粒子的加速：一平行金属板两板间电压为U，一带电粒子（q、 m)仅受静电力作用从静止开始，从一板运动到另一板的速度大小？（qU1 mV02 ）L2带电粒子在电场中的偏转：水平放置的平行金属板，板长v0为 l ，板间电压为 U （上正下负），板间距离为 d ，一电荷量y为 q 的带正电粒子（不计重力）以初速度V0 垂直电场方向从v0左侧射入板间，且能从右侧飞出。vyv带电粒子在水平方向做匀

7、速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，轨迹如图。quL1 22vyq U L水平方向： L v0t竖直方向： vyatq U Lt anya t2v2mdv22m d vm d v0000若是如图所示的运动，则qU 1 1 mv02LL 2y1 at 2qUL2UL2v022mdv024U1dyy v0vytanqULULU 1vyvv0mdv022U1 d优秀教案欢迎下载阶段性测试题一第一章静电场一、选择题1下列物理量中，属于矢量的是()A电势B电场强度C功率D电势能解析： 矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量，电场强度是矢量，选项正确答案： BB2下

8、面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是()A元电荷最早由库仑通过油滴实验测出B牛顿通过扭秤实验测定出了万有引力常量GC法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场D安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律解析：元电荷最早是由密里根通过油滴实验测出的，A 选项错误； 卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量G， B 选项错误；法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场，C 选项正确；库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，答案： CD 选项错误3关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是()A电场强度大的地方，电势一定高B电场强度不变，电势也不变C电场强

9、度为零处，电势一定为零D电场强度的方向是电势降低最快的方向解析： 电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、 C错误，选项D正确答案： D4在静电场中，将一正电荷从a 点移到 b 点，电场力做了负功，则()优秀教案欢迎下载A该电荷电势能一定减少B该电荷电势能一定增加C b 点的电势一定比a 点高Db 点的电势一定比a 点低解析： 正电荷从 a 点移到正确， A、D 项错误答案： BCb 点，电场力做负功，正电荷电势能增加，电势升高， b> a，故选项B、 C5如

10、图所示，某区域电场线左右对称分布，M、 N为对称线上两点下列说法正确的是()A M点电势一定高于N点电势B M点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到 N点，电场力做正功解析： 沿电场线方向，电势降低，所以 M点电势比 N点电势高， A项对； N点电场线密，则场强大，故 B 项错； M点电势高，正电荷在 M点的电势能大，故 C项对；电子在 N点电势能大，将电子从 M点移到N点，电场力做负功，故 D项错答案： AC6. 如图所示，平行板电容器经开关S 与电池连接， a 处有一电荷量非常小的点电荷，S 是闭合的， a表示 a 点的电势， F 表示点电荷受到

11、的静电力，现将电容器的B板向下稍微移动， 使两板间的距离增大，则 ()A a 变大， F 变大B a 变大， F 变小C a 不变， F 不变D a 不变， F 变小U解析： 从题意可知在使B 板下移的过程中，电容器两端的电压不变，当板间距离增大时，由Ed可知板间场强E减小，故电荷受到的静电力减小，又因为aAaA，所以aA 减小则aB 增大，由aB a 0UEdUUU可知， a 增大，故选项B 正确答案： B217中子内有一个电荷量为3e 的上夸克和两个电荷量为 3e 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为 r 的同一圆周上，如图所示在下图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的优

12、秀教案欢迎下载是 ()2解析： 电荷量为 3e 的上夸克受另两个下夸克的吸引力，合力的方向一定竖直向下对其中一个下夸克，受力如右图所示，由于F1 的水平分力与F2 大小相等，方向相反，故F1 与 F2 的合力竖直向上答案： B8. 一带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a 到 b 运动，下列说法正确的是 ()A粒子带正电B粒子带负电C粒子所受电场力是恒定的D带电粒子做匀变速运动解析： 由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故A错 B 对又由于该电场是匀强电场，粒子仅受电场力作用，则粒子所受电场力恒定，做匀变速曲线运动，故

13、C、 D 均对答案： BCD9静电场中， 带电粒子在电场力作用下从电势为 a 的 a 点运动至电势为 b 的 b 点若带电粒子在a、优秀教案欢迎下载qb 两点的速率分别为 v、 v ，不计重力，则带电粒子的比荷为 ()abmA v2v2B v2v2abba b a b a2222Cva vbDvb va b a b a122q22v v解析： 由电势差公式以及动能定理：W qUabq( a b) 2m( vb va) ，可得比荷为ba.abm 答案： C10在静电场中，下列说法正确的是(A沿着电场线方向，电势一定越来越低)B电场强度为零的点，电势一定为零C电场强度处处相同的区域内，电势也一定处

14、处相同D只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动解析： 沿着电场线方向，电势一定越来越低，且电势沿电场线方向降低得最快，A 对；电场强度的大小与电势的高低无必然关系，电场强度为零的点，电势不一定为零，电场强度相同的地方，电势不一定相同， B、C 错；电荷的运动方向除了与电场力方向有关外，还与它的初速度方向有关，D 错答案： A11在真空中有两个等量的正电荷q和 q ，分别固定于A、 B两点， DC为 AB连线的中垂线， C为 A、B12两点连线的中点，将一正电荷3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有()qA电势能逐渐减小B电势能逐渐增大C q3 受到的电场

15、力逐渐减小D q3 受到的电场力逐渐增大解析：中垂线段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3 由C点沿着中垂线移至无穷远处CD的过程中，电场力做正功，电势能减小，A 对， B 错；中垂线上由C 到 D，电场强度先变大后变小， q3受到的电场力先变大后变小，C、D错答案： A12如图，一对面积较大的平行板电容器水平放置，带等量异种电荷，B 板固定且接地，A 板用绝缘线悬挂，P为两板中点下列结论正确的是()优秀教案欢迎下载A若在两板间充满电介质，P 点电势将升高B A、 B 两板电荷分别在P 点产生电场的场强大小相等，方向相同C若将 A 板竖直向下平移一小段距离，电容器储存的电能减小D若将

16、 A 板竖直向上平移一小段距离，线的拉力将变大解析： B板接地， B 0，PB间的电势差 P UPB，在两板间充满电介质， r 变大，根据平行板电容器电容的决定式C rS ，可知 C增大，电容器的电荷量QQ不变，根据 U 得，两板间电势差变小， E4 kdC U，电场强度变小；B板接地， B 0，根据电场强度和电势差的关系可知，PB间的电势 P PBdUEd ，P 点电势将降低，故A选项错误； A、B板带等量异种电荷，根据电场的性质可知，A、B 两板电荷PB分别在 P 点产生电场的场强大小相等，方向相同，故B 选项正确；将 A板竖直向下平移一小段距离， rS，可知 d 减小， C增大，电容器的

17、电荷量Q根据 CQ不变，根据 U 得，两板间电势差变小，电4 kdC容器储存的电能减小，故C 选项正确；分析A板的受力，绳子拉力向上，重力和电场力向下， mg FF 绳 ，将 A板竖直向上平移一小段距离，B 板对 A 板的电场力 F 变小，线的拉力将变小，故D 选项错误答案： BC13高速粒子轰击荧光屏可致其发光如图，在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着 射线放射源 P，放射出 粒子 ( 实质是电子 ) 的速度大小为 v . 足够大的荧光屏M与铅屏 A 平行放置， 相距 d，其间有水0平向左的匀强电场， 电场强度大小为. 已知电子电荷量为e，质量为 . 不考虑相对论效应， 则 ()Em2eEd2A

18、垂直射到荧光屏M上的电子速度大小为m v0B到达荧光屏离P 最远的电子运动时间为2mdeE2C荧光屏上发光半径为2mdveE04d2D到达荧光屏的电子电势能减少了eEd解析： 电子从A 到 M的运动过程，电场力做正功，根据动能定理得1212eEd 2mv 2mv0，解得垂直射到荧光屏M上的电子速度大小为v2eEd2 v0 ，故选项mA 正确；电子的运动方向是任意的，当电子沿平优秀教案欢迎下载12行于 A 板的方向运动时到达荧光屏距A 板的距离最远， 此时电子做类平抛运动， 沿电场线方向： d2at ，eEt2md，解得时间，故 B 选项正确；上述电子在垂直于电场线方向运动的距离就是荧光屏上am

19、eE的发光半径：r 02md，根据0，故 C 选项错误；电子到达荧光屏的过程中，电场力做正功v tveEeEd功能关系可知，电场力做正功电势能减少，减少量为eEd，故 D选项正确答案： BD)二、计算题 (14如图，真空中xOy平面直角坐标系上的三点构成等边三角形， 边长L 2.0 m，ABC若将电荷量均为q 2.0 ×10 6 C 的两点电荷分别固定在A、 B 点，已知静电力常量k9.0 ×10 9N·m2/C 2，求：(1) 两点电荷间的库仑力大小；(2) C点的电场强度的大小和方向q2 3解析： (1) 根据库仑定律， A、 B 两点电荷间的库仑力大小为Fk

20、L2，代入数据得， F9.0 ×10N.q(2) A、 B 点电荷在 C点产生的场强大小相等，均为 E1 kL2， A、B 两点电荷形成的电场在 C点的合场强大小为 21 cos30°，联立各式并代入数据得，7.8 ×10 3N/C ，场强E的方向沿y轴正向EEE答案： (1)9.0 33×10N (2)7.8 ×10 N/C ，沿 y 轴正向15如图所示，匀强电场中 A、 B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q 2×10 10 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做功4. 8×10 8 J，再由 B 点移到 C点，

21、电荷克服电场力做功8A、 C两点的电势及场强的方向4.8 ×10 J ，取 B 点的电势为零，求WAB解析： 把电荷从 A点移到 B 点，由 UAB q 得，4.8 ×10 8UAB 2×10 10 V 240 V.即 A B A 240 V.优秀教案欢迎下载BC4.8 ×10 8BCW把电荷从 B 点移到 C点， U q 2×10 10 V 240 V.即 240 V ，所以 240 V.BCCC由于 ，所以 A、 C在同一个等势面上，根据场强方向垂直于等势面并且由高电势处指向低AC电势处，可得到该电场的场强方向垂直于AC，指向左上方，如图所

22、示答案： A C 240 V方向垂直于连线指向左上方AC16如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔，质量为、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为m零 ( 空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g) ，求：(1) 小球到达小孔处的速度；(2) 极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3) 小球从开始下落运动到下极板处的时间12解析： (1) 根据动能定理得，mgh 2mv，解得 v 2gh.(2) 在极板间带电小球受重力和电场力，有 mg qEma,0 v22ah 得， E mghd，UEd，QqdmgdhCU得 QCq.12hd2h(3) 由 h 2gt 1， 0 v at 2， t t 1 t 2，综合可得， t hg .答案： (1)2ghmg h dmg h dh d 2h(2)qdCq(3)gh17如图所示，A、B 两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A 带负电，电荷量大小为q. A 静止于斜面的光滑部分 ( 斜面倾角为37°，其上部分光滑，下部分粗糙且