高中物理静电场教案设计讲义

1、实用标准文档 文案大全 静电场 一、基础知识 1.电场力的性质 （1）元电荷e=1.6×10-19C。 （2）静电现象：电荷在物体之间或内部的转移。 （3）静电平衡：导体中没有电荷定向移动的状态 （4）处于静电平衡的导体：a.内部场强E=0，表面场强方向与该表面垂直；b.表面和内部各点电势相等，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面；c.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面；d.导体外表面越尖锐的位置，电荷密度越大，凹陷处几乎没有电荷。 （5）静电屏蔽：由于静电感应，1.导体外表面感应电荷的电场与外点场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部；2.接

2、导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。 （6）库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。F=kQ1Q2r 2 ,k=9×109Nm2/C2 。条件：点电荷、真空。 （7）电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。静止电荷产生的电场称为静电场。 （8）电场强度：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值。E=Fq ，单位N/C或V/m。这是电场强度的定义式，而非决定式，场强大小决定于电场本

3、身，与F、q无关。方向为正电荷在电场中所受的电场力的方向。 （9）点电荷场强计算式：E=kQr 2 （10）电场线：画在电场中的有方向曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的场强方向，电场线是假想的线。电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。电场线在电场中不相交不相切。同一电场中，电场线越密集的地方场强越大。 实用标准文档 文案大全 2.电场能的性质 （1）电势：=Epq ，描述电场能的性质，由电场本身决定，标量，正负只表示大小，电势为零的地方场强不一定为零。 （2） 电势差：UAB=WABq ，描述电场做功的本领，由电场本身的两点间差异决定，标量，正负只表示电势的高低，零场强区域两点间

4、电势差一定为零，电势差为零的两点间场强不一定为零。 （3）电势能：EP=q ，描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领，由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关，有相对性，正电荷在正电势位置有正电势能：正正得正，正负得负，负负得正。场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零。 （4）各物理量关系：匀强电场中UAB=Ed（d为AB间沿场强方向的距离），电势沿着场强方向降低最快；UAB=A -B , =Epq , UAB=WABq , WAB=EPA-EPB 。 （5）静电力做功：W=Eqd ，WAB=EPA-EPB ，静电力做多少正功，电势能就减少多少，做多少负功，电势能就增加多少。

5、 3.电容器，带点粒子在电场中的运动 （1）电容：C=QU ，单位法拉（F），1F=106F（微法）=1012pF（皮法）。平板电容器的电容C=rS4kd （2）带电粒子在匀强电场中运动：只有电场力做功、初速度为零，有12mv2 - 12mv02=qU 实用标准文档 文案大全 二、常规题型 例1.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（ A ） A. 2.4×10-19C B. -6.4×10-19C C. -1.6×10-18C D. 4.0×10-17C 元电荷1.6×10-19C，整数倍 练习1.在电场中把元电荷作为电量的单位，下列说法正

6、确的是（ D ） A. 质子是元电荷 B. 电子是元电荷 C. 物体所带的电荷量叫做元电荷 D. 电子所带的电荷量叫做元电荷 练习2.两金属小球所带电荷量分别为+3Q和-Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为（ B ） A. +3Q B. +2Q C. +Q D. -Q 练习3.（2012?浙江）用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套，将笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（ ABC ） A. 摩擦使笔套带电 B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异号电荷 C.

7、圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 实用标准文档 文案大全 例2.不带电的金属球A与带正电的金属球B接触后也带正电，原因解释正确的是（ C ） A. B有部分正电荷转移到A球上 B. A有部分正电荷转移到B球上 C. A有部分电子转移到B球上 D. B有部分电子转移到A球上 带正电物体夺得电子的本领大于不带电的金属球，带正电的物体夺得电子，金属球失去电子带正电 练习1.如图所示，将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近，当导体BC达到静电平衡后，则下列说法正确的有（ BCD ） A. 用导线连接BC两端，导线中有瞬

8、时电流通过 B. 用手摸一下导体B端可使导体带正电 C. 导体C端电势等于B端电势 D. B和C端感应电荷在导体内部产生的场强大小沿BC方向逐渐减小 导体BC发生静电感应现象，静电平衡之后，内部场强处处为0，等势体、等势面，A错C对。B离A较近，导体处于正电荷的电场中，导体的电势为正，高于大地，用手触摸一下，大地的电子会定向移动到导体上，所以应该带负点，B错。感应电荷的电场电场强度与A电荷的电场强度大小相等方向相反，合场强为零，根据E=kQr 2 ,A的场强延BC逐渐减小，所以BC的感应电荷的电场电场强度也逐渐减小，D对。 练习2.如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金

9、属棒C、D放在两球之间，则下列叙述错误的是（ BC ） A. 若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分 B. 若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地 C. 由于C、D不带电，所以C棒的电势一定等于D棒的电势 D. 若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有电子流从y流向x 若将B球接地，B所带的负电荷一部分流入大地，由于静电感应，B所带的负电荷还将保留一部分，A对B错。金属球A、B间的电场从A指向B，因为沿着电场线电势降低，故C棒的电势高于D棒的电势，C错。由于C棒处在电场中，其x端感应出负电荷，D棒的y端感应出正电荷，若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向

10、x的电子流，D对。 实用标准文档 文案大全 练习3.如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是（ A ） A. 先把两球分开，再移走棒 B. 先移走棒，再把两球分开 C. 棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 D. 以上说法都不对 棒接近两球时，两球的异种电荷向两端移动，把两球分开，再移走棒，两球由于感应起电带上异种电荷,A对。先移走棒，两球的电荷就中和了，不会带电，B错。棒电荷量不变，两球的电荷可以移动，C错。D错。 例3.一根套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球A通过绝缘细线系在细环上，另一带正电的小球B固定在绝缘支架上，

11、A球处于平衡状态，如图所示现将B球稍向右移动，当A小球再次平衡（该过程A、B两球一直在相同的水平面上）时，细环仍静止在原位置，下列说法正确的是（ AC ） A. 细线对带电小球A的拉力变大 B. 细线对细环的拉力保持不变 C. 细环所受的摩擦力变大 D. 粗糙杆对细环的支持力变大 练习1.有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量+7Q、B带电荷量-Q、C不带电，将A、B分别固定起来，然后让C球反复很它次与A、B球接触，最后移去C球，则A、B球间的库仑力变为原来的（ B ） A.35 8倍 B.47倍 C.7 4倍 D.无法确定 实用标准文档 文案大全 练习2.如图所示，在光滑绝缘水平面上

12、放置3个电荷量均为q（q0）的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（ C ） A.1+ 5kq22k0l 2 B.1- kq2k0l 2 C.1- 5kq24k0l 2 D.1- 5kq22k0l 2 对外侧小球受力分析，设压缩量为x，k0x=kq2l 2+ q2(2l) 2 ，解得x=5kq24k0l 2 ，此时弹簧是伸长状态，所以原长=l-x 练习3.如图，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B当B到

13、达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中B的电量分别为q1和q2，分别为30°和45°则q2q 1 为（ C ） A.2 B.3 C.2 3 D.33 设A电量q0，质量m，受力分析，两种情况都受三个力而平衡 库伦力F=kq0qr 2 = mgtan，r=Lsin，整理得q=mgL2kq 0tansin2 所以q2q 1=tan45°tan245° tan30°tan230 ° =23 例4.在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（ C ） A. 电场强度的方向一定

14、是由A点指向B点 B. 电场强度的方向一定是由B点指向A点 C. 电子在A点的电势能一定比在B点高 D. 电子在B点的电势能一定比在A点高 实用标准文档 文案大全 练习1.A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为（ B ） A.-F2 B.F2 C.F D.-F 无论B处点电荷是正还是负，A处的正电荷和C处的负电荷受力方向相同，C受力应该为正，A处F=kqQr 2，C处F= k2qQ(2r) 2 = F2 练习2.一带

15、负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ D ） A. B. C. D. 做曲线运动，受力方向应该指向轨迹弯曲内侧，AC错，速率是递减的，电场力应该做负功，B错D对。 练习3.（2013，安徽）如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间，z0的空间为真空将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h2 处的场强大小为（k为静电力

16、常量）（ D ） A.k4qh 2 B.k4q9h 2 C.k32q9h 2 D.k40q9h 2 由于导体远端在无限远处，对- h2处影响可以忽略不计，所以导体在h2处和- h2处产生的场强可看作是近端感应电荷产生的场强，在z轴- h2处，合场强为0，q在- h2处产生的场强为E1=kq(32h) 2 =4kq9h 2 , 故感应电荷在- h2处产生的场强为E2=-4kq9h 2 ，所以感应电荷在h2处产生的场强为4kq9h 2 ，q在h2处产生的场强为kq(h2) 2=4kqh 2，所以h2处的合场强为4kq9h 2 + 4kqh 2 = k40q9h 2 。D对。 实用标准文档 文案大全

17、 例5.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OM=MNP点在y轴右侧，MPON则（ AD ） A. M点的电势比P点高 B. 将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 C. M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势 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 电场线应与等势线垂直，过P点做等势线，应该是一条曲线经过MN之间，M电势比P高，A对。负电荷沿电场力方向移动，电场力做负功，B错。MN比OM的电场线密度大，电势差应该小，C错。O点电场力方向沿Y轴向上，D对。 练习1.（2010，广东）如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表

18、述正确的是（ BD ） A. a点的电势高于b点的电势 B. 该点电荷带负电 C. a点和b点电场强度的方向相同 D. a点的电场强度大于b点的电场强度 练习2.（2009，北京）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则（ A ） A. EPEQ，PQ B. EPEQ，PQ C. EPEQ，PQ D. EPEQ，PQ 练习3.（2008，四川）如图，在真空中一条竖直向下的电场线上有两点a和b一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b点时速度恰好为零则下面说法正确的是（ AC ） A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. 质

19、点在b点所受到的合力一定为零 C. 带电质点在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电势高于b点的电势 由于质点运动过程中初末速度均为零，因此质点所受电场力向上，而且先加速后减速，故在a点电场力大于重力，所以a点电场强度更大，A对。b点电场力小于重力，合力不为0，B错。电场力做正功，电势能减小，C对。沿电场线方向电势降低，D错。 实用标准文档 文案大全 vA A B vB E P vo 例6.一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是（ C ） A加速度的大小增大，动能、电势能都增加 B加速度的大小减小，动能

20、、电势能都减少 C加速度增大，动能增加，电势能减少 D加速度增大，动能减少，电势能增加 B点电场线密集，受电场力大，加速度大，电场力做正功，动能增加、电势能减少 练习1.如果把1.0×108的正电荷，从无穷远移至电场中的A点，需要克服电场力做功1.2×104，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少? （1）克服电场力做功，电势能增加，EP=1.2×104，电势=EP q=1.2×104V （2）电势是由电场本身决定的，与电荷无关，所以移入q前电势仍然是1.2×104V 练习2.如图所示，一个带负电

21、的油滴以初速vo从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中，若油滴到达最高点时速度大小仍为 vo，则油滴最高点的位置是（ A ） AP点的左上方 BP点的右上方 CP点的正上方 D上述情况都可能 最高点位置根据电势来判断，变高在左上，不变在正上，变低在右上 根据动能定理WE-mgh=0，电场力做正功，电势能降低，因为油滴带负电，在电势越高的地方电势能越低，所以在左上 练习3.如图所示，将一质量为m，电荷量为+Q的小球固定在绝缘体的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴移动.杆长为L,杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场的方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求

22、杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化量 根据动能定理：mgL+EQL=Ek 电势能减少EQL 实用标准文档 文案大全 练习4.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是 （ BCD ） A带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a、b两点的受力方向 C带电粒于在a、b两点的速度何处较大 D带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 受力方向只想轨迹内侧，电场线密集的地方受力大，根据受力方向，电场力做正功电势能降低 练习5.如图所示，匀强电场方向水平向

23、右，一带电微粒沿直虚线在电场中斜向上运动，则该微粒在从A运动到B的过程中，其能量变化为（ BC ） A动能增大，电势能减小 B动能减小，重力势能增大 C动能减小，电势能增大 D动能增大，电势能增大 受力分析可知受到电场力水平向左，电场力重力的合力方向与速度方向正好相反，电场力重力都做负功，动能减小，电势能重力势能增大。 例7.电场中有a、b两点，a点电势为4V，若把电量为2×10-8C的负电荷，从a移到b的过程中，电场力做正功4×10-8J，则（ D ） Aa、b两点中，a点电势较高。 B.b点电势是2V Cb点电势是-2V D.b点电势是6V Uab=Wab q=-2V=

24、a-b，所以b=6V 实用标准文档 文案大全 E 1 2 3 + Q A B C E A v -q 练习1.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面3上具有动能为20 J，当它运动到等势面1上时速度恰好为零，令2 =0，那么当电荷的电势能为4 J时，其动能大小为（ C ） A.16 J B.10 J C.6 J D.4 J 根据动能和势能的总和是守恒的,因为在等势面2上电势为0,电势能也是0, 而其动能是等势面1和等势面3两个动能之和的一半,即为10焦耳,所以在每个 等势面上,动能和势能总和为10焦耳,所以当电势能为4,动能就是6焦耳 练习2.如图所示

25、，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆交于B、C两点，质量为m，带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知 q远小于Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为3gh，求：小球由A到B过程中电场力做的功 A、C两点的电势差. （1）设电场力做功WAB，由动能定理得WAB+mgh=12mVB2 ,代入VB得WAB=12mgh （2）C点电势与 B点相等，UAC =UAB=WAB-q=-mgh2q 练习3.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个带电量为-q的油滴，从A点以速度v竖直向上射入电场。已知油滴质量为m，重力加速度为g。当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大

26、小恰为v/2，则：（1）电场强度E为多大？（2）A点与最高点的电势差为多少？ （1 ）竖直方向上v=gt，水平方向上，Eq=ma，at=v/2，三式联立得E=mg2q （2）设最高点为B，高为h，根据动能定理，UABq-mgh=12m(v2)2- 12mv2 h=v 22g，得UAB=mv28q 实用标准文档 文案大全 E O q q A B E 600 例8.关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的是（ C ） A.电场强度越大，则任意两点间的电势差也越大 B.任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 C.沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等 D.电势降低的方向必定是电场强

27、度的方向 关键字，匀强电场。 练习1.如图所示，两带电小球，电量分别为q和q，固定在一长为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕O点垂直于杆的轴转1800角，则过程中电场力做功为 （ C ） A.0 B.qEL C.2qEL D.4qEL 练习2.如图所示，电荷量为5×103C的点电荷在匀强电场中沿半径为10的半圆弧由A点运动到B点，已知电场强度E = 1.0×103 V/m，则此过程中电荷的电势能将如何变化？变化多大？ 电荷带负电，电场力向左，做正功W=Fd，F=Eq，带入数据得W=0.25J 所以电势能增大0.25J 练

28、习3.如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10-6C 的负电荷由A点沿水平线移至B点，电场力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm。问：（1）A、B两点间的电势差多大？（2）匀强电场场强多大？方向如何？ （1）U=W/q=2V （2）电场力做正功，说明A点电势能高，电荷为正，所以A点电势高 所以场强方向由上指向下，E=U/d=200V/m 实用标准文档 文案大全 A B 2 1 例9.如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为10V，则 （ ABC ） AB点的

29、电势为0V B电场线方向从右向左 C微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D微粒的运动轨迹可能是轨迹2 正电荷动能损失，克服电场力，所以电场力方向向左，B正确。U=W/q=10，所以A点电势比B点低10V，B点电势为0V，A正确。受力方向指向轨迹内侧，C对，D错。 练习1.在匀强电场中，如图所示分布着A、B、C三点，当把一个电量q=10-5C的正电荷从A点沿连线移到B点时，电场力做功为零，从B移到C点时电场力做功为1.73×10-3J，试判断该电场的方向，并求出场强的大小 A到B做功为零，电场线垂直与AB，正电荷B到C电场力做负功，所以电场方向 垂直AB向右下。 Eql=1.73×1

30、0-3，l=BC×cos30°，解得E=1000V/m 练习2. 在方向水平的匀强电场中，一个不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m电荷量为q的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直到细绳与场强方向平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为，如图所示，求： （1）匀强电场的场强； （2）小球经过最低点时细线对小球的拉力。 （1）根据动能定理mglcos-Eql（1+sin）=0 所以E= mgcosq(1+sin) （2）运动到最低点时，根据动能定理 mgl-Eql=12mv2 ，受力分析，T-mg=mv2l，解得 T=3mg-2mg

31、cos1+sin 实用标准文档 文案大全 练习3.如图所示，水平方向的匀强电场场强为E，有一带电物体P自O点竖直向上射入，它的初动能EK0=4J，当P上升至最高点M时，其动能EKm=6J，那么当它折回通过与O在同一水平线上的O时，其动能EK为？ A10J B12J C24J D28J 竖直方向动能不变，为4J，由O到M，水平方向动能增加了6J，初速度 为0的匀加速运动在相同时间内的位移比为1：3：5。 所以由M到O，水平方向动能又增加18J，所以最后动能为4+6+18=28J 例10.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷达到静电平衡后（ B ） A. a端的电势比b端

32、的高 等势体处处电势相等 B. b端的电势比d点的低 C. a端的电势不一定比d点的低 D. 杆内c处场强的方向由a指向b 内部场强为零 练习1.在两块带等量异性电荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属板放置一个原来不带电的金属棒AB，如图所示当达到静电平衡后，以下说法中正确的是（ BD ） A. 金属棒上A端电势高于B端电势 等势体处处电势相等 B. 金属棒上A、B两端电势相等 C. 由于静电感应，金属棒的A端带正电荷 D. 由于静电感应，金属棒的A端带负电荷 练习2.工人在高压作业时穿的工作服中间夹有一层细金属丝编织的网，关于这层细金属网的作用，以下说法正确的是（ B ） A. 使人体所在空

33、间保持电势为零 B. 使人体所在空间保持场强为零 C. 使人体所在空间保持电势差恒定但不为零 D. 使人体所在空间为一匀强电场 实用标准文档 文案大全 练习3.如图所示，在两个固定电荷+q和-q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是1、2、3、4，则（ B ） A. 4321 B. 4=32=1 C. 4321 D. 4=32=1 例11.下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是( BCD ) 练习1.平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离下图

34、表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系，正确的是( C ) 由于平行板电容器充电后断开电源，电容器所带电荷量保持不变，两极板间电场强度EU dQ Cd4kQr S，E随两极板间距离d的增大保持不变，C正确，A、B、D错误 练习2.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是( B ) AC和U均增大 BC增大，U减小 CC减小，U增大 DC和U均减小 由平行板电容器电容决定式CrS4 kd知，当插入电介质后，r变大，则在S、d不变的情况下C增大；由电容定义式CQ U得UQ C，又电荷量Q不

35、变，故两极板间的电势差U减小，选项B正确 实用标准文档 文案大全 练习3.如图所示，把一个平行板电容器接在电压U10 V的电源上现进行下列四步操作：(1)合上K；(2)在两板中央插入厚为d2的金属板；(3)断开K；(4)抽出金属板则此时电容器两板间的电势差为( D ) A0 B10 V C5 V D20 V 根据CrS4 kd分析每一步操作造成的影响如下： (1)合上K，电源对电容器充电，电容器两端电压为U，设电容为C， 则带电荷量Q1CU，板间形成一个匀强电场，电场强度为E1U d. (2)插入金属板，板的两侧出现等量异号的感应电荷，上、下形成两个匀强电场区域，其宽度均为d4.由于整个金属板

36、为等势体，则M板与金属板之间、金属板与N板之间的电势差均为U2，因此，其电场强度增为原来的2倍，即E22E1.显然，在插入过程中，电源必须对M、N两板继续充电，使板上电荷量增为原来的2倍，即Q22Q1. (3)断开K，M、N两板的电荷量保持不变，即Q3Q22Q1. (4)抽出金属板，电容器的电容仍为C，而电荷量为2Q1，所以两板间电势差变为2Q1 C2U20 V. 练习4.如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×108C，A极板接地求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3

37、)距B板2 cm的M点处的电势 (1)由电容定义式CQU6×108 60 F1×109 F (2)两板之间为匀强电场EU d603×10 2V/m2×103 V/m，方向竖直向下 (3)M点距A板间距离为dAMddBM1 cm A与M间电势差UAMEdAM20 V 又UAMAM，A0可得M20 V. 实用标准文档 文案大全 例12.如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为q的小球在B板下方距离B板H处，以初速度v0竖直向上运动，从B板小孔进入板间电场 (1)带电小球在板间做何种运动？ (2)欲使小球刚好打到A板，A

38、、B间电势差为多少？ (1)带电小球在电场外只受重力的作用做匀减速直线运动，在电场中受重力和电场力作用做匀减速直线运动 (2)整个运动过程中重力和电场力做功，由动能定理得 mg(Hh)qUAB012mv20 解得UABmv202g?Hh?2 q 练习1. 如图所示，水平放置的两平行金属板，板长l=10 cm，两板相距d=2 cm.一束电子以v04.0×107 m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L=45 cm、宽D=20 cm的荧光屏上(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量m9.0×1031 kg，电荷量e1.6×1019

39、 C)求： (1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压(设从静止加速)； (2)为使带电粒子能射到荧光屏的所有位置，两板间所加电压的取值范围 (1)设加速电场的电压为U1，由动能定理可得eU112mv200 化简得U1mv202 e 代入数据得U14.5×103 V. (2)如图所示，设电子飞出偏转电场时速度为v1，和水平方向的夹角为，偏转电压为U2，偏转位移为y，则： y1 2at2U2e2 dm(lv 0)2 tan vyv 0U2eldmv2 0yl /2 由此看出，电子从偏转电场射出时，不论偏转电压多大，电子都像是从偏转电场的两极板间中线的中点沿直线射出一样，射出电场后电子做

40、匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上，结合图可得 tan D/2Ll 2D2L l U2Ddmv20el?2Ll ? 代入所有数据得U2360 V 因此偏转电压在360 V360 V范围内时，电子可打在荧光屏上的任何位置 实用标准文档 文案大全 练习2.带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是( BD ) A微粒在01 s内的加速度与1 s2 s内的加速度相同 B微粒将沿着一条直线运动 C微粒做往复运动 D微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同 带正电的微粒放在电场中，第1 s内加速运动，第2 s内减速至

41、零，故B、D对 练习3.如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行一电荷量为q、质量为m的小球穿在环上，可沿环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，求： (1)速度vA的大小； (2)小球运动到与A点关于圆心对称的B点时，对环在水平方向的作用力的大小 (1)在A点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得： qEmv2A r 所以小球在A点的速度vA qErm. (2)在小球从A到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即 2qEr12mv2B12mv2A 小球在B

42、点时，根据牛顿第二定律，在水平方向有FBqEmv 2Br 解以上两式得小球在B点对环的水平作用力为：FB6qE. 实用标准文档 文案大全 三、重点题型 例1.如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个（ B ） A.等于kQ29r 2 B.大于kQ29r 2 C.小于kQ29r 2 D.等于kQ2r 2 由于两带电体带异种电荷，会相互吸引，所以金属球面上电荷分布会不 均匀，近处会更集中，因此所有电荷的平均距离要小于3r，所以静电力 大于kQ29r 2 ，电荷不会完全集中到最近的那一点，所以不会是kQ2r

43、2 例2.如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为l0。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为FkqQ4l0 2 (k为静电力常数)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷。 (1)求乙球在释放瞬间的加速度大小； (2)求乙球的速度最大时两个电荷间的距离。 由于初始时库伦力大于F，乙球先远离甲运动，速度线增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，回到B点速度减为0，再重复前面运动，如此往复。 （1）由牛顿第二定律得，kqQl0 2 F=ma，解得a=

44、3kqQ4ml0 2 （2）乙球速度最大时，是当库伦力与F相等、加速度a=0时，速度最大，设此时距离为x，有： kqQx 2 = F= kqQ4l0 2 ，解得x=2l0 实用标准文档 文案大全 例3.如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘丝线悬挂于O点，受水平向右的电场力偏转角而静止试求小球所在处的电场强度 受力分析，小球受到向右的电场力F=mgtan 所以电场强度E=Fq = mgtan q 方向水平向右 例4.一对等量正点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线）如图所示，则关于图中A、B两点电场强度分别是EA、EB，电势

45、分别是A、B，负电荷q在A、B时的电势能分别是EPA、EPB，下列判断正确的是（ ） AEAEB，AB，EPAEPB BEAEB，AB，EPAEPB CEAEB，AB，EPAEPB DEAEB，AB，EPAEPB 电场线越密集，场强越大，EAEB ，电场线由高电势指向低电势， AB ，E=q，负电荷在正电场中电势能为负，所以电势越高电 势能越小，EPAEPB ，A对。 例5.如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，则下列选项中能判断的是( BCD ) A带电粒子的电性 B带电粒子

46、在a、b两点的受力方向 C带电粒子在a、b两点的加速度何处大 D带电粒子在a、b两点的加速度方向 物体做曲线运动，受力方向指向凹侧，电场力方向沿电场线，B对，加速度方向与受力方向相同，D对，电场线越密集电场力越大，所以加速度越大，C对。 实用标准文档 文案大全 例6.下列关于电势差的说法中正确的是（ AD ） A. 在图中，若AB=BC，则 UABUBC B. 在图中，若AB=BC，则 UAB=UBC C. 在图中，若AB=BC，则UABUBC D. 在匀强电场中，与电场线垂直的方向上任意两点间的电势差为零 根据电场线疏密，AB之间比BC之间平均场强大，U=Ed，AB=BC，所以UABUBC

47、，A对。 与电场线垂直是等势面，等势面上的点电势都相等，D对。 例7.（2012，安徽）如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为（ A ） A200V/m B 2003 V/m C100V/m D 1003 V/m 设OA中点为C，有UAC AC = UOC OC 可得C点电势C=3V ，C=B ，所以连接 BC是一个等势面，做OD垂直于BC，由几何关系知OD=1.5cm 所以E=Ud=200V/m 例8.（2012，福建）如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、

48、q2分别置于A、B两点，实线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（ C ） AA点电势大于B点电势 BA、B两点的电场强度相等 C q1的电荷量小于q2的电荷量 D q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能 将电荷移动到无穷远需要克服场强做功，说明Q带负电荷，则A电势应小于B，A错。A距Q更近，所以电场强度A大于B，B错。移动到无穷远克服的电场力做功相等，所以AB的电势能相等，D错，又EP=q ，由A选项已经知道AB0 ，所以q1q2，C对。 实用标准文档 文案大全 例9.如图所示，Q和-Q是两个等量异种点电荷，以点电荷

49、+Q为圆心做圆，A、B为圆上两点，MN是两电荷连线的中垂线；与两电荷连线交点为O，下列说法正确的是（ BD ） AA点的电场强度大于B点的电场强度 B电子在A点的电势能小于在B点的电势能 C把质子从A点移动到B点，电场力对质子做功为零 D把质子从A点移动到MN上任何一点，质子的电势能变化都相同 B处电场线比A处密集，所以A场强小于B，A错。同样距离，B势能降低更多，A势能高于B，电子带负点，所以在A出势能小，B对。做功=电势差×电量，质子带正电，在A点电势高，所以做功大于0，C错。MN是一条等势线，D对。 例10.（2012，海南）如图，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc

50、间的距离相等在O点处有固定点电荷已知b点电势高于c点电势若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（ C ） A两过程中电场力做的功相等 B前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 C前一过程中，粒子电势能不断减小 D后一过程，粒子动能不断减小 O点电荷带正电，越靠近o点电场强度越大，所以b到a电场力做功更大，电场力做正功，电势能减小，动能变大。 实用标准文档 文案大全 例11.如图直流电源的路端电压U182 V，金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它们分别和变阻器上触点a、b、c、d连接。ab、bc、cd段电阻之比为123。孔O1正对B和

51、E，孔O2正对D和G，边缘F、H正对。一个电子以初速度m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O1和O2后，从H点离开电场。金属板间的距离L12 cm，L24 cm，L36 cm。电子质量kg，电荷量C。正对的两平行板间可视为匀强电场，求： （1） 各相对两板间的电场强度； （2） 电子离开H点时的动能； （3） 四块金属板的总长度（ABCDEFGH）。 （1）电压之比等于电阻之比，U1:U2:U3=Rab:Rbc:Rcd=1：2：3，板之间的 距离比L1:L2:L3=1:2:3，E=Ud，所以三对极板间的场强E相等且等E=UL1+L2+L 3=1516.67 V/m （2）根据动能定理W=Ek-Ek0 ，Ek=W+Ek0 =qU+ 12mv02 =3.64×10-17J （3）由于各板间场强相等，电子受力方向不变，加速度恒定，可知电子做类平抛运动 竖直方向：L1+L2+L3=12at2=12 Fmt2 =12 Eq mt2 水平方向：x=v0t 解得x=0