静电场学考复习

1、 静电场学考复习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：qFE 2rQkE dUE 221rQQkF qEF AOAU qAA qWUABAB BAABU 电势能：AAq BAABBAABABqqUW )(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；静电平衡电容器场强的叠加原理：中和均分场源场源性质性质描述描述作用作用静电荷静电荷电容器电容器力的性质力的性质能的性质

2、能的性质场强场强E电势电势电场线电场线等势面等势面（相互垂直）（相互垂直）导体导体带电粒子带电粒子静电感应、静电平衡静电感应、静电平衡加速加速偏转偏转适用范围适用范围电荷的意义电荷的意义FEq2QEkr定义式，适用于定义式，适用于一切电场一切电场仅对点电荷的仅对点电荷的电场适用电场适用q是检验电荷，是检验电荷，E与与q无关无关Q是场源电荷，是场源电荷，E与与Q成正比成正比FEq2QEkr：dUE dUE 仅对匀强电场仅对匀强电场适用适用d为沿电场线为沿电场线方向的距离方向的距离2.场强与电势的关系场强电势物理意义描述电场力的性质描述电场能的性质方向性矢量标量确定性唯一确定不唯一，与零电势点选择

3、有关共同点取决于电场本身，与是否放入电荷无关联系沿场强方向电势降落最快场强的大小与电势的高低无直接的关系；场强的大小与电势的高低无直接的关系；但是场强的大小与电势差存在一定的关系但是场强的大小与电势差存在一定的关系注意：注意：3 3、判断电场强度大小的方法。、判断电场强度大小的方法。(3(3）根据公式判断：）根据公式判断：定义式定义式q qF FE E= 真空中点电荷形成的电场真空中点电荷形成的电场2 2r rQQkE E=匀强电场匀强电场E=U/d(1 (1）根据电场线判断：）根据电场线判断： 电场线密集的地方场强大，电场线密集的地方场强大，电场线稀疏的地方场强小。电场线稀疏的地方场强小。

4、(2(2）根据等势面判断：（等差）等势面密的地方）根据等势面判断：（等差）等势面密的地方场强大，疏的地方场强小场强大，疏的地方场强小 。方法一方法一: :根据规定，正电荷所受电场力根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；的方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电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；是该点的场强方向；方法三方法三: :电势降低最快的方向就是场强电势降低最快的方向就是场强的方向。的方向。 4、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：是非题n(A)若将放在电场中某点的电荷q改为-q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来

5、相反n(B)若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零 n(C)无论什么电场，场强的方向总是由高电势面指向低电势面 n(D)已知 A、B为某一电场线(直线)上的两点，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较 n(E)沿电场线方向，场强一定越来越小 n(F)若电荷q在A处受到的电场力比在B点时大，则A点电场强度比B点的大 n(G)电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向5.如何判断电势的高低？ n将q、P带符号代入=P/q计算，若0(0)，则电势变高(低)；n根据电场线方向，顺(逆)着电场线方向，电势越来越低(高)；n根据电势差，若UAB0(0

6、），则AB(AB)；n根据场强方向，场强方向即为电势降低最快的方向6.怎样比较电势能的多少？ n可根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正(负)功，则电势能减少(增加)；n将q、带符号代入P=q计算，若P0(0，则电势能增加(减少)例例：如图所示，三个完全相同的的金属小球如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，位于等边三角形的三个顶点上，a和和c带正电，带正电，a所所带电量的大小比带电量的大小比b小。已知小。已知c受到受到a和和b的静电力的合的静电力的合力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是 A. F1 B

7、. F2 C. F3 D. F4cabF4F3F2F17、场强的叠加、场强的叠加n例 1 现将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为6.010-7J将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，电场力做功为-810-7J，则正确的结果是 nAMN0nBNM0nCNM0nDMN0Cn2以下说法中至少有一个是正确的 nA将一电荷匀速地从电场中的A点移至B点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量nB电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，但电荷的动能不一定减小nC把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大nD若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有

8、的电势能必定相同A B Dn3如图1所示，在点电荷+Q形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则 nA等势面电势AB，粒子动能EKAEKBnB等势面电势AB，粒子动能EKAEKBnC等势面电势AB，粒子动能EKAEKBnD等势面电势AB，粒子动能EKAEKBA4. 已知ABC处于匀强电场中。将一个带电量q= -210-6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W1= -1.210-5J；再将该点电荷从B移到C，电场力做功W2= 610-6J。已知A点的电势A=5V，则B、C两点的电势分别为_V和_V。试在右图中画出通过A点的电场线。A AB BC C

9、D D解：先由W=qU求出AB、BC间的电压分别为6V和-3V，再根据负电荷AB电场力做负功，电势能增大，电势降低；BC电场力做正功，电势能减小，电势升高，知B= -1VC=2V。沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的，因此AB中点D的电势与C点电势相同，CD为等势面，过A做CD的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方。理解电容概念和影响平行板电容器电容的因素。其理解电容概念和影响平行板电容器电容的因素。其代表性问题是，在自动控制中的电容式传感器问题。代表性问题是，在自动控制中的电容式传感器问题。n1、传感器是把非电学里（如速度、温度、压力等）的、传感器是把非电学里（如速度

10、、温度、压力等）的变化转换成电学里变化的一种测定液面高度的电容式变化转换成电学里变化的一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（两者的关系是（ ）nAC增大表示增大表示h增大增大nBC增大表示增大表示h减小减小nCC减小表示减小表示h减小减小nDC减小表示减小表示h增大增大导电液体金属芯线电介质AC电容器问题电容器问题2 2、如图所示，、如图所示，A A、B B为两块竖直放置的平行金属板，为两块竖直放置的平行金属板，G

11、 G是是静电计，电键静电计，电键K K合上后，静电计指针张开一个角度。下述合上后，静电计指针张开一个角度。下述哪些做法可使指针张角增大？哪些做法可使指针张角增大？( )( )A A、使、使A A、B B两板靠近些；两板靠近些； B B、使、使A A、B B两板正对面积错开些；两板正对面积错开些；C C、断开、断开K K后，使后，使B B板向右平移拉开一些；板向右平移拉开一些； D D、断开、断开K K后，使后，使A A、B B正对面错开些。正对面错开些。CDCD3 3、 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K K闭合时，该微粒恰好能保持静止。

12、在闭合时，该微粒恰好能保持静止。在保持保持K K闭合；闭合；充充电后将电后将K K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？粒向上运动打到上极板？A.A.上移上极板上移上极板M M B. B.上移下极板上移下极板N N C.C.左移上极板左移上极板M M D. D.把下极板把下极板N N接地接地 K KM MN N答案：答案：选选B B，选选C C。 提出问题提出问题:一个电子的质量为一个电子的质量为0.9110- -30 kg, 电荷量电荷量e=1.610- -19 C，当它位于当它位于E=5104V/m的电场中时的电场中时:受

13、到的重力受到的重力G为多大？为多大？受到的电场力受到的电场力F为多大？为多大？F/G=？你会发现什么？你会发现什么？G=mg=910- -30NF/G=11015F=qE=810- -15N说明说明:电子、质子、离子等微观电子、质子、离子等微观带电粒子带电粒子所受重力所受重力一般远小于电场力，一般远小于电场力，重力可以忽略重力可以忽略（有说明或暗（有说明或暗示除外）。示除外）。注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、二、带电粒子的带电粒子的偏转偏转_+U1-qmv v0 0一、一、带电粒子的带电粒子

14、的加速加速v v0 0+-U2 d lv v-qmv v0 0yv vy y20121mvqU0vlt 垂直垂直电场方向电场方向:mFamqEmdqU平行平行电场方向电场方向:2221aty 偏移距离偏移距离dmvql U202220tanvvy偏转角偏转角dmvqlU202tanyx 2l类平抛运动类平抛运动 1、如图，电子在电势差为、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是变大的是 A、U1变大、变大、U2变大变大 B、U1变小、变小、U