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文档简介
1、选修3“第一章:静电场复习学案专题1:电荷守恒定律库仑定律一、电荷及电荷守恒定律1 .元电荷:最小的电荷量,其值为e=L60X10-RC.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整 数倍.2 .电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从 物体的一部分转移到另一部分:在转移过程中,电荷的总量保持不变.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.(4)当两个完全相同的带电金属球相互接触时,同种电荷的电荷量平均分配,异种电荷 的先中和后平分.二点电荷及库仑定律1 .点电荷(1)是一种理想化的物理模型;(2)当带电体本
2、身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.2 .库仑定律(1)内容:直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.(2)公式:Q=女%,其中比例系数叫做静电力常量,=9.0X109N m2/C2.(3)适用条件:真空中:点电荷.1、电荷守恒、起电本质、库仑定律BD1.(元电荷)关于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟电子所带电荷量相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍D2.(点电荷)下而关于点电荷的说法正确的是()A.只有体积很小的
3、带电体才可看做点电荷B.只有做平动的带电体才可看做点电荷C,只有带电荷量很少的带电体才可看做点电荷D.点电荷所带电荷量可多可少D3.(库仑定律)关于库仑定律,下列说法正确的是()A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据Fuk,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则qi对q2的静电力大于q2对q1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律BC4.(接触起电)用一绝缘柄将一带正电玻璃棒“接触另一不带电玻喃棒,使之接触起 电,以下说法正确的是A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒上转移B.在此接
4、触起电过程中,玻璃棒上的电子向玻璃棒”上转移C.在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变D.此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律AB5.(感应起电)如图所示,A、8为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不 带电,在它们的下部贴有金属箔片,。是带正电的小球,下列说法正 确的是A.把。移近导体A时,A、8上的金属箔片都张开B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C, A、B上的 金属箔片仍张开C.先把C移走,再把A、3分开,A、8上的金属箔片仍张开D.先把A、8分开,再把C移走,然后重新让月、8接触,A上的金属箔片张开,而8 上的金属箔片闭合B5.(感应起电)使带电的金属球靠近不带
5、电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示 验电器上感应电荷的分布情况,正确的是BCD6、(电荷守恒、电荷分配)把两个完全相同的金属球A和8接触一下,再分开一段距 离,发现两球之间互相排斥,则A、8两球原来的带电情况可能是A.带等量异种电荷B.带等量同种电荷C.带不等量异种电荷D. 一个带电,另一个不带电A7.(电荷守恒、库仑定律)如图所示,半径相同的两个金属小球A、8带有电荷量大小相 等的电荷,相隔一定的距离,两球之间的相互吸引力大小为F.今用第三.个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、8两个球接触后移开,这时,O QA、8两个球之间的相互作用力大小是1133A.gFB.FC.|FD.JF
6、万有引力与库伦力的类比D8.(公式类比)如图所示,两个完全相同的绝缘金属壳a、b的半径为R,质量为?,两 球心之间的距离为/=3凡若使它们带上等量的异种电荷,电荷量为夕,那么两球之间的万有 引力F引,库仑力尸并分别为C. F q于, F卑=1 D. F 以=,尸界AD9.(通过类比,启发对重力场的再认识)由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比 定律,因此引力场和电场之间有许多相似的性质,在处理有关问题时可以将它们进行类 比,例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为在引力场中 可以用一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱.设地球质量为半径为R,地球 表而处重力加速度为g,引力常
7、量为G,如果一个质量为m的物体位于距离地心2R处 的某点,则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是A- G券B. G温C. G儡d-4 2、库仑力作用下的平衡问题1 .分析库仑力作用下的平衡问题的思路(1)确定研究对象.依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”(2)对研究对象进行受力分析.有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力.(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0, F,=0)或用平衡条件推论分析.2 .三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库 仑力必须大小相等,方向相反.(2)规律:“三点共线”、“两同夹异
8、”、“两大夹小”、“近小远大”A9.(三个自由点电荷的平衡问题)两个可自由移动的点电荷分别放在A、8两处,如图所示.A处电荷带正电荷量Q, 8处电荷带负电荷量。2,且。2=40,另取一个可以自由移动的点电荷03,放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则且放于A左方 且放于B右方 且放于A、8之间 且放于B右方e.Qi 一 » ABA.。3为负电荷,B. 0为负电荷,C. 0为正电荷,D.。3为正电荷,Av B电荷固定的(略)C10.(库仑力下的平衡问题)用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横 杆上的P2、
9、尸3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作 用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度e显示出 来.若物体。的电荷量用。表示,小球的电荷量用g表示,物体与小球 间距离用4表示,物体和小球之间的作用力大小用E表示.则以下对该实验现象的判断正确的是A.保持。、g不变,增大4 B.保持Q、不变,减小/ C.保持。、不变,减小小D.保持外4不变,减小则6变大,说明尸与“有关 则6变大,说明尸与,/成反比 则6变小,说明F与g有关 则6变小,说明F与。成正比BC11 .(库仑力下的平衡问题)两个质量分别是加、加2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为卬、/
10、时,两丝线张开一定的角度仇、仇,如图4所示,此时两个小球处于同一水平而上,则下列说法正确的是A.若则B.若?1=,2,贝I】仇=&C.若 me。,贝l仇 d.若g】=m,则B12.(库仑力下的平衡问题)两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分 别为孙和"小带电荷量分别为和夕2,用绝缘线悬挂后,因静电力 而使两悬线张开,分别与铅锤线方向成夹角 和£,且两球处于同一水木平线上,如图所示,则造成 >£的可能原因是:/ WA. m>niixB. /wiO/n:Qmx 加卜C. qi>q2;D. q<qz.B13.(库仑力下的平
11、衡问题)如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为+。,半径为R, 放在绝缘水平桌而上.圆心为。点,过。点作一竖直线,在此线上取一点A,使A到。点 的距离为R,在A点放一检验电荷+夕,则+q在A点所受的电场力为丁A.方向向上B舌%方向向上广一C.奈,方向水平向左D.不能确定14、(动量守恒、电量守恒)如图所示,水平光滑的绝缘细管中,两相同的带电金属小球相 向运动,当相距L时,加速度大小均为小已知A球带电荷量为+q, 8球带电荷量为一3%当两球相碰后再次相距为L时,两球加速度大小为多大?A B答案:屋二字,.15、(整体法、库仑力下的平衡问题)如图所示,上、下两带电小球的质量均为m ,所带 电荷量
12、分别为q和一q ,两球间用绝缘细线连接,球上又用绝缘细线悬挂在天花板上,在 两球所在空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E ,平衡时细线都被拉紧.(平衡时的 可能位置是图中的哪一个?D16.(整体法、库仑力下的平衡问题)(2011 上海单科16)如图,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状 态.地面受到的压力为N,球b所受细线的拉力为E剪断连接球b g的细线后,在球上升过程中地而受到的压力"A.小于N B.等于N"7C.等于 N+F D.大于 N+ErXJrJnz专题2电场力的性质知识点:一、电场强度L静电场(1)静电荷产生的电场叫静电
13、场.(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.2. 电场强度(1)定义:电场中某点的电荷受到的电场力厂跟它的电荷量9的比值叫做该点的电场强度.(3)定义式:E=(.(4)标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,(5)电场强度的登加遵从平行四边形定则.3.场强的三个表达式的比较定义式决定式关系式表达式E = F/qE=kQ/r2E=U/d适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小及方向与检验 电荷的电荷量及存在与 否无关.Q:场源电荷的电荷量.r:研究点到场源电荷的 距离,用于均匀带电球体 (或球壳)时,r是球心到 研究点的距离,Q是整个 球体的
14、带电荷量.U:电场中 两点的电 势差.d:两点沿 电场方向 的距离.二、电场线1 .定义:为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一族曲线, 曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,硫密表示场强的大小.2 .特点:(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处:(2)电场线在电场中不相交:(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大:(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;(5)沿电场线方向电势逐渐降低;(6)电场线和等势而在相交处互相垂直.3 .几种典型电场的电场线.练习:电场强度电场线C1.(电场强度)关于电场强度的概念,下列说法正确的是A.由E=
15、(可知,某电场的场强E与q成反比,与产成正比B.正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点场强方向与放 入试探电荷的正负有关C.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关D.电场中某一点不放试探电荷时,该点场强等于零BCD2.(公式对比)下列关于电场强度的两个表达式E=F/g和/的叙述,正确的是A. 是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量B.七=厂例是电场强度的定义式,E是放入电场中电荷所受的电场力,是放入电场中电 荷的电荷量,它适用于任何电场C.七=40户是点电荷场强的计算式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强 电场D.从
16、点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式/=畔,式等是点电荷利产生的电场 在点电荷矶处的场强大小,而赞是点电荷3产生的电场在©处场强的大小CD3.以下关于电场和电场线的说法中正确的是A.电场、电场线都是客观存在的物质,因此电场线不仅能在空间相交,也能相切B.在电场中,凡是电场线通过的点,场强不为零,不画电场线区域内的点场强为零C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大D.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在BC4.如图是某静电场的一部分电场线分布情况,下列说法中正确的是/ 8A.这个电场可能是负点电荷的电场/ /B. A点的电场强度大于8点的电场强度I 0
17、1C. A、8两点的电场强度方向不相同勺2 /D.负电荷在8点处受到的电场力的方向沿3点切线方向电场强度的叠加与计算1、多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和, 这种关系叫电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边形定则.2、运算法则,平行四边形定则.C5.(电场强度的矢量合成)在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的如b两点, 其中两点电势和场强都相同的是A.体中心、各而中心和各边中点D6.(电场强度的矢量合成)(2011 重庆理综19)如图所示,电荷量为+q和一g的点电荷分 别位于正方体的顶点,正方体范国内电场强度为零的点有B体中心和各边中点C各面中心
18、和各边中点D.体中心和各而中心C5.(电场强度的矢量合成、静电平衡特点)一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆如图所示,金属球上感应电荷产生 的电场在球内直径上从c三点的场强大小分别为瓦、Eb、及, 三者相比A. 最大B.瓦最大C. Ec 最大D. Ea - Eb = EcA7.(电场强度的矢量合成)如图所示,有一带电荷量为+4的点电荷与均匀带电圆形薄板 相距为24此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中"点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是A.晶十号B.端-您C. 0D.呼A8.(电场强度的矢量合成)两带电荷量分别为G(小>0)和会的点
19、电荷放在x轴上,相距为 /,两电荷连线上电场强度上与x的关系如图所示,则下列说法正确的是A.碓>0且B.钝v0且夕】=1夕21C. <?2>0 且 q、>q? D. qi<0 且 q<qi两个等量点电荷电场的分布特点1.等量点电荷的电场线比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图11 连线中点。处的场强最小,指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从 左到右)沿连线先变小,再变大沿连线先变小,再变大沿中垂线由。点向外场 强大小。点最大,向外逐渐减小。点最小,向外先变大后变小关于。点对称的A与A'、B与B的场强等大同向等大反向2、一般情况下,带电
20、粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合,只有同时满足以下三 个条件时,两者才会重合:电场线为直线:电荷初速度为零或速度方向与电场线平行:电荷仅受电场力或所受其他力的合力的方向与电场线平行.A9.(等量点电荷电场的分布)两个等量正点电荷位于x轴上,关于原点。呈对称分布,下 列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图象是B10.(等量点电荷电场的分布)在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Qi,一个带负电荷 Q"且Qi=2Q2,用Ei和E?分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在x轴上() A. Ei=E2的点有一处,该处合场强为零B. E1=E2的点有两处,其中一处合场强为零,另一处合场强
21、为2E?C. Ei=E2的点有三处,其中两处合场强为零,另一处合场强为2日D. E|=E?的点有三处,其中一处合场强为零,另两处合场强为2EACD1L (等量点电荷电场的分布)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强 弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:。是电荷连线的中点,尸是连线中垂线上相对。对称 的两点,8、C和A、。也相对。对称.则 A. B、C两点场强大小和方向都相同 B. A、。两点场强大小相等,方向相反 C. E、0、F三点比较,。点场强最强 D. B、0、。三点比较,。点场强最弱甲乙A12、(等量点电荷电场的分布)如图所示,a、b两点处分别固定
22、有等量异种点电荷+。和 一。,C是线段4的中点,4是“。的中点,e是。的垂直平分线上的一点,将一个正点电 荷先后放在A c、e点,它所受的电场力分别为a、凡、F-, 则下列说法中正确的是A. 匕、匕的方向都是水平向右 0B. Fd、及的方向水平向右,久的方向竖直向上odebC. Fd、匕的方向水平向右,Fc=0D. Fd、及、入的大小都相等AB13、(等量点电荷电场的分布)如图所示,M、N为两个固定的等量同种正电荷,在其连 线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷(重力不计),下列说法中正确的是A.从P到0,可能加速度越来越小,速度越来越大.B.从P到O,可能加速度先变大,再变小,速度越来越大
23、187;c.越过o点后,加速度一直变大,速度一直变小发L之+ Q 0+QD.越过O点后,加速度一直变小,速度一直变小;BC14.(等量点电荷电场的分布)如图所示,两个带等量正电荷的小球A、8(可视为点电荷), 被固定在光滑的绝缘水平而上.P、N是小球连线的中垂线上的两点,且PO=ON,现将一个 电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点),由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程 中,下列关于小球C的速度、加速度的图象中,可能正确的是电场线与粒子运动轨迹问题的方法1 .由轨迹弯曲方向判断电场力的方向.2 .由电场线的疏密判断加速度的大小.3 .根据动能定理分析速度的大小.D15.(粒子轨迹)一带负
24、电荷的质点,在电场力作用下沿曲线从运动到c,已知质点 的速率是递减的.关于点电场强度E的方向,下列各图所示中可能正确的是(虚线是曲 线在b点的切线)BCD15.(粒子轨迹)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 线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,八b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图可以作出的正确判断是A.带电粒子所带电荷的正、负B.带电粒子在八b两点的受力方向C.带电粒子在八人两点的加速度何处较大D.带电粒子在小两点的速度何处较大C17.(粒子轨迹)一负电荷从电场中的A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动 到3点,它运动的速度
25、一时间图象如图所示,则A、8两点所在区域的电场线分布情况可能 是下列图中的带电体的力电综合问题的分析方法1 .基本思路(1)受力分析:场力、弹力、摩擦力(2)运动情况分析:平衡、加速、减速;直线还是曲线(3 )采用基本的解题方法:牛顿第二定律和运动学知识求解:用能量转化的观点:动能定 理和功能关系.2 .对带电粒子进行受力分析时应注意的问题要掌握电场力的特点.在匀强电场中,所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同.是否考虑重力要依据情况而定.基本粒子:如电子、质子、。粒子、离子等,除有说明或暗示外,一般不考虑重力 带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃
26、、小球等,除有说明或暗示外,一般都不能忽略重力.C18.(力电综合、图解)在匀强电场中,有一质量为机,带电荷量为g的带电小球静止在。 点,然后从。点自由释放,其运动轨迹为一直线,直线与竖直方向的夹角为 仇如图,那么关于匀强电场的场强大小,下列说法中正确的是A.唯一值那哈B.最大值是山|c,最小值是叩:D.不可能是拳19 .(力电综合、平衡)一根长为/的丝线吊着一质量为带电荷量为g的小球静止在水 平向右的匀强电场中,如图9所示,丝线与竖直方向成37。角,现突然将该 电场方向变为竖直向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为 g, cos 370=0.8, sin 37
27、76;=0.6),求:(1)匀强电场的电场强度的大小;小球经过最低点时丝线的拉力.答案翳翔陪20 .(力电综合、运动)如图所示,一带电荷量为q= -5X 10 ' C,质量为m=0,l kg的小 物块处于一倾角为8=37。的光滑绝缘斜而上,当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时, 小物块恰处于静止状态.(gJR 10nVs2) 求:(1)电场强度多大?(2)若从某时刻开始,电场强度减小为原来的看物块下滑距离L=L5 m时的速度大小?答案.(1)150 N/C (2)3 m/s21 .(力电综合、圆周)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直而内,管口 B、C的连线水平
28、.质量为,的带正电小球从8点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个 空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方 向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口 C处离开圆管后, 又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点时的速度大小:(2)小球受到的电场力大小:(3)小球经过管口。处时对圆管壁的压力.答案(1)击靛木mg (3) 3侬,方向水平向右专题3电场能的性质知识点: 一、电场力做功与电势能1、电场力做功特点:(1)电场力做功的特点是:电场力做功与路径无关,只与初末
29、位置有关.(2)在匀强电场中,电场力做的功卬=瓦/ 其中"为沿电场线方向的位移.(3)电场力做的功等于电势能的减少量双18 =昂|一耳82. 电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能 位置时电场力所做的功.(2)电势能的相对性:电势能是相对的,与零势能而的选取有关二、电势1 .电势(1)定义式:0=,标量(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.(4)沿着电场线方向电势逐渐降低.2 .等势而特点(1)电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势而垂直.(2)在等势而上移动电荷时电场力不做功.(3)电场线总是从电势高
30、的等势而指向电势低的等势面.(4)等差等势而越密的地方电场强度越大;反之越小.(5)任意两等势面不相交.几种常见的典型电场的等势而比较电场等势而(实线)图样重要描述匀强电场电士 « »瞥芝势面- A - 4垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球而等量异种点电荷的 电场, 潼连线的中垂线上的电势为零等量同种正点电荷 的电场*1连线上,中点电势最低,而在中 垂线上,中点电势最高3、电势是描述电场本身的能的性质的物理量,由电场本身决定,而电势能反映电荷在电场 中某点所具有的电势能,由电荷与电场共同决定.二者关系:夕二系三、电势差1 .电势差:公式:U八号单位:伏
31、“)2 .电势差与电势的关系:Urb=(pa-(PB,3 .电势差U.由电场中A、8两点的位置决定,与移动的电荷外电场力做的功无关, 与零电势点的选取也无关.4 .匀强电场中,电势差与电场强度的关系练习:基本概念,基本公式C1.(电场强度、电势、等势面)在静电场中,下列说法正确的是A.电场强度处处为零的区域内,电势一定也处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同C.电场强度的方向总是跟等势而垂直D.电势降低的方向就是电场强度的方向BC2.(电势差、电场力做功)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是A.电势差的公式口出=号说明两点间的电势差U八8与电场力做功Ww成正比,与移动 电荷
32、的电荷量q成反比B.把正电荷从A点移到5点电场力做正功,则有以心0C.电势差的公式Uab=詈中,心8与移动电荷的电荷量q无关D.电场中A、3两点间的电势差匕仍等于把正电荷夕从A点移动到B点时电场力所做 的功C3.(电场线、电势、电场强度)如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的 方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离,用6、如、6和Ea、Eh、&分别表示 a、b、c三点的电势和电场强度,可以判定A. Ea=Eb=E<B. Ea>Eb>E<a h cC <pa><Pb><PcD Pa = <Pb = <
33、;PcAD4.(电场力功、电势能)一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A点运动到B点,在 此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,贝IJA、B两点电场强度Ea、Eb及该电 荷在A、B两点的电势能£A、之间的关系为A. Ea=EbB. EaEbC. S. = £BD. £A>£BC6.(等势面)图中虚线所示为静电场中的等势而1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差 相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为一8 eV,它的动能应为()A
34、. 8 eVB. 13 eVC. 20 eVD. 34 eV电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹CD8.(粒子轨迹)(2012,山东理综19)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在 电场力作用下的运动轨迹,人氏c三点是实线与虚线的交点.则该 粒子A.带负电B.在c点受力最大C.在8点的电势能大于在c点的电势能D.由a点到点的动能变化大于由b点到c点的动能变化BD9.(粒子轨迹)如图所示,虚线为某点电荷电场的等势而,现有两个比荷(即电荷量与质量之比)相同的带电粒子(不计重力)以相同的速率从同一等势面的点进 入电场后沿不同的轨迹1和
35、2运动,则可判断A.两个粒子电性相同B.经过、“两点时,两粒子的加速度的大小相同C.经过从"两点时,两粒子的速率相同D.经过j e两点时,两粒子的速率相同A.速率先增大后减小C.电势能先减小后增大B.速率先减小后增大D.电势能先增大后减小AC6.(粒子轨迹)如图所示,带正电的点电荷固定于。点,电子在库仑力作用下,做以。 为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q 最近的点.电子在从M经P到达N点的过程中C9.(粒子轨迹)(2012.天津理综.5)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势而如图中 虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞
36、行, 最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中A.做直线运动,电势能先变小后变大.、B.做直线运动,电势能先变大后变小 ovC做曲线运动,电势能先变小后变大A 一.D.做曲线运动,电势能先变大后变小二、-10年AB10、(粒子轨迹)(2011 .江苏单科.8)一粒子从A点射入电场,从8点射出,电场的等势而和粒子的运动轨迹如图6所示,图中左侧前三个等势而彼此平 行,不计粒子的重力.下列说法正确的有A.粒子带负电荷B.粒子的加速度先不变,后变小C.粒子的速度不断增大D.粒子的电势能先减小,后增大电势差与电场强度的关系1 .匀强电场中U = Ed,2 .在非匀强电场中U = Ed虽不能直接应
37、用,但可以做定性判断.Bll、a b、c、4是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形 所在平面平行.已知点的电势为20 V, b点的电势为24 V, 4点的电势为4 V,如图所 示,由此可知c点的电势为rdhi24VD. 24 VC. 12 V电势高低及电势能大小的判断与比较1 .比较电势高低的方法(D沿电场线方向,电势越来越低.(2)由勿的正负判断,(3)取无穷远处电势为零,靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2 .电势能大小的比较方法(1)做功判断法(2)场电荷判断法(3)电场线法(4)公式法瓦D13、如图所示,xOy平面内有一匀强电场,场强为E,方向未知,电场
38、线跟x轴的负方向 夹角为仇电子在坐标平面xOy内,从原点。以大小为曲、方向沿x轴正方向的初速度射 入电场,最后打在y轴上的M点.电子的质量为加,电荷量为e,重力不计.则A.。点电势高于M点电势B.运动过程中,电子在M点电势能最大C.运动过程中,电子的电势能先减少后增加D.电场力对电子先做负功,后做正功电场中的功能关系1.功能关系(D若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;2-电场力做功的计算方法(1)匀强电场中用w=F/COS。计算,可变形为:W = qElcos a.(2)由W = 来计算,适用于任何形式的静电场.(3)由
39、动能定理来计算:W电场力+ W其他力=AEk.(4)由电势能的变化来计算:= Em - EpB.D14.(电场力做功、重力做功)下列说法中错误的是A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即1弘8 =,叫自8B.电场力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即=C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功,则重力势能增加D.电场力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能增加AB15.(电场力做功、电势能)如图所示,、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确 的是A.把正电荷从移到,电场力做正功,电荷的电势能减小B.把负电荷从移到九电场力做负功,
40、电荷的电势能增加.4C.把负电荷从“移到,电场力做正功,电荷的电势能增加。bD.不论正电荷还是负电荷,从到b电势能都逐渐降低AD16.(几个功能关系)如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动 过程中克服重力做的功为3.0J,电场力做的功为2.0J.则下列说法正确的是A.粒子带正电BEB.粒子在A点的电势能比在8点少2.0 JC.粒子在A点的机械能比在3点少LOJD.粒子在A点的动能比在3点多LOJD17、(几个功能关系)在电场和重力场都存在的空间中,一带电小球从A点运动到8点, 电场力做了 10 J的功,重力做了 6 J的功,克服阻力做了 7 J的功,则此过程中带电小球 的A.
41、机械能增加了 10J,动能减少了 7JB.机械能减少了 7J,动能增加了 10JC.电势能增加了 10J,动能增加了 9JD.电势能减少了 10J,重力势能减少了 6J静电场中的图象问题主要类型:。一图象;(2)0x图象;(3)Ef图象.B18. (v-t图)如图甲所示,是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点由静止释放,电荷仅在电场力的作用下,负电荷沿电场线从A运动到B 过程中的速度图线如图乙所示,比较A、B两点的场强大小和电势高低,可得()6 8 8、8 EEEE > > =< E , J " E. 9 9 9 9 > <
42、; < > % % % % A.B.CD.C19、(9图)(2010.江苏单科.5)空间有一沿x轴对称分布的 电场,其电场强度上随x变化的图象如图所示.下列说法中 正确的是A.。点的电势最低B.汹点的电势最高C.片和一.叫两点的电势相等D.占和X3两点的电势相等A20. 图)(2011 ,上海单科14)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布, 正确描述电势8随位置x变化规律的是图题4:电容器与电容 带电粒子在电场中的运动知识点:一、电容的充、放电和电容的理解1 .电容器的充、放电2 .电容(1)定义式:c=£(2)平行板电容器。=悬,二、带电粒子在电场中的运动1
43、.带电粒子在电场中加速处理方法:动能定理:卬=皿=/02一%加2 .带电粒子在电场中的偏转(垂直于电场线方向进入匀强电场)(1)类平抛运动.沿初速度方向做匀速直线运动,.能飞出电容器:,=.1b.不能飞出电容器:尸/产二鬻凡沿电场力方向,做匀加速直线运动屏、击心F qE Uq加速度:a=J=: m m nul离开电场时的偏移量:丫=*=燃离开电场时的偏转角:tane=£=3、飞出之后,匀速直线运动4、带电粒子在电场中的重力问题(D基本粒子:如电子、质子、a粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不 考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明
44、或有明确的暗示以外,一般都不 能忽略重力.练习: 平行板电容器的动态分析1 .对公式c : £的理解电容C=£,不能理解为电容C与。成正比、与U成反比,一个电容器电容的大小是由 电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关.2 .电容器两类问题的比较分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小一0变小、E变小C变小一U变大、E不变S交大C变大fQ变大、E不变C变大fU变小、E变小£r变大C变大f。变大、E不变C变大fU变小.E变小3、电容器的两类动态分析(1)明确是电压不变还是电荷量不变.(2)利用公式。=£、C=磊及
45、163;=进行相关动态分析.AL (电容器)关于电容器及其电容的叙述,正确的是A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电 无关B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D. 一个电容器的电荷量增加AQ=L0X10 6 c时,两板间电压升高10 V,则电容器的 电容无法确定B2.(电容器的动态分析)(2012.江苏单科2)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A. C和U均增大B. C增大,U减小C. C减小,U增大D.。和
46、U均减小AD3.(电容器的动态分析)(2012.海南单科.9)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、 电场强度大小和极板所带的电荷量分别用4 U、E和。表示.下列说法正确的是 A.保持U不变,将"变为原来的两倍,则E变为原来的一半 B.保持E不变,将”变为原来的一半,则U变为原来的两倍C保持4不变,将。变为原来的两倍,则U变为原来的一半D.保持"不变,将。变为原来的一半,则七变为原来的一半A4.(电容器的动态分析、控制变量)如图所示,设两极板正对面积为S,极板间的距离为/静电计指针偏角为夕实验中,极板所带电荷量不变,若A.保持S不变,增大力则。变大B.保持S不变,增大4,则
47、8变小C保持4不变,减小S,则6变小D.保持4不变,减小S,则。不变C5.(电容器的动态分析)一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个 正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、8表示 P点的电势,与表示正电荷在尸点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移 一小段距离xo的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是AD5.(电容器的动态分析)如图所示,平行板电容器的两极板A、8接于电池两极,一带 正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖AB直方向的夹角为6,下列说法中正确的是A.保持S闭合,将A板向8板靠
48、近,则6增大B.保持S闭合,将A板向8板靠近,则6不变C.断开S,将A板向8板靠近,则8增大D.断开S,将A板向B板靠近,则8不变AD6、(电容器的动态分析)如图所示,两块正对平行金属板N与电池相连,N板接地,在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷,如果M板向上平移一小段距离,则A .点电荷受到的电场力变小(-jAfB.M板的带电荷量增加1吓C. P点的电势升高邛D.点电荷在P点具有的电势能增加D7.(电容器的动态分析)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带 电量为。,尸是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是A.若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小
49、 B.若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高+QC.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大 PD.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小-QIBD8.(电容器的动态分析)如图所示,当待测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动.如果测出了电容的变化,就能知道物体位移的变化.若电容器的电容器被板7号电介待测质板物体电容变大,则物体的位移可能的变化是A.加速向右移动B,加速向左移动C.减速向右移动D.减速向左移动带电粒子(带电体)在电场中的直线运动1 .带电粒子在匀强电场中做直线运动的条件(1)粒子所受合外力F合二0 ,粒子或静止,或做匀速直线运动.(2)粒子所
50、受合外力F合X0 ,且与初速度方向在同一条直线上,带电粒子将做匀加速直线 运动或匀减速直线运动.2 .用动力学方法分析F合u, E =力;V2 - y02 = 2cid.3 .用功能观点分析匀强电场中:卬=Eqd二qU二;炉-斗加非匀强电场中:卬二=Ek2-EuCD7.如图所示,电子由静止开始从A板向8板运动,当到达8极板时速度为。,保持两板间电压不变,则A.当增大两板间距离时,。也增大B.当减小两板间距离时,。增大C.当改变两板间距离时,。不变D.当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大BD8. (2012.课标全国.18)如图,平行板电容器的两个极板与水平地而成一角度,两极板与一直
51、流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒 子A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加二D.做匀变速直线运动匚二9、如图所示,一带电荷量为+小质量为小的小物块处于一倾角为37。的光滑斜而上,当整 个装置被置于一水平向右的匀强电场中时,小物块恰好静止.重力加速度取g,sin 37°=0.6, cos 37°=0.8.x-求:(1)水平向右电场的电场强度:一E /,(2)若将电场强度减小为原来的1/2,物块的加速度是多大:xir(3)电场强度变化后物块下滑距离为L时的动能.答案。% (3)0.3的10、如图甲所示,在真空中足够
52、大的绝缘水平地而上,一个质量为m=0.2kg、带电荷量为 =+2.0X10 6c的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数=0.1,从1=0 时刻开始,空间上加一个如图乙所示的电场.(取水平向右的方向为正方向,g取lOni/s?) 求:(1)4秒内小物块的位移大小;(2)4秒内电场力对小物块所做的功.£y(xi(rN/c)甲乙答案(1)8 m (2)1.6 J带电粒子在电场中的偏转1 .粒子的偏转角(1)以初速度比进入偏转电场:如图9所示,设带电粒子质量为小,带电荷量为夕,以速度。垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,偏转电压为Ui ,若粒子飞出电场时偏转角为07;.则tan”:,
53、式中0H端小W一代入得tan 0 -niVod结论:动能一定时tan 3与q成正比,电荷量一定时tan 6与动能成反比.(2)经加速电场加速再进入偏转电场若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压Uo加速后进入偏转电场的厕由动能定理 有:夕仇二,也J由式得:tan 6二盘)结论:粒子的偏转角与粒子的m无关,仅取决于加速电场和偏转电场.2 .粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)以初速度内进入偏转电场作粒子速度的反向延长线,设交于。点,。点与电场右边缘的距离为X ,则x = ycot 6 _ qU# ”隔1 I结论:粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的9处沿直线射出.(2)经加速电场加速再进入
54、偏转电场:若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压” 加速后进入偏转电场的,则由和得:偏移量y二线上面式偏转角正切为:tan 3二昌 2Uw结论:无论带电粒子的"hq如何,只要经过同一加速电场加速,再垂直进入同一偏转 电场,它们飞出的偏移量,,和偏转角8都是相同的,也就是运动轨迹完全重合.3、计算粒子打到屏上的位苣黑屏中心的距离丫的几种方法:(l)r = y + Jtan 6(d为屏到偏转电场的水平距离)(2)K= (| + J)tan 6” 为电场宽度)(3八培L , Y 2 + 4/ (4)根据三角形相似:;二二厂2All.如图所示,静止的电子在加速电压为5的电场作用下从。经P板
55、的小孔射出,又垂 直进入平行金属板间的电场,在偏转电压为5的电场作用下偏转一段距离.现使S力口倍, 要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该A.使S加倍PB.使S变为原来的4倍0 |Jc.使s变为原来的3倍二?广:一以D.使S变为原来的;.A12.如图所示,示波器的示波管可视为加速电场与偏转电场的组合,若已知加速电压为 5,偏转电压为U2,偏转极板长为L,极板间距为小且电子被加速前的初速度可忽略,则关于示波器灵敏度即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量(点)与加速电场、偏转电场的关系,下列说法中正确的是一A. L越大,灵敏度越高B. ”越大,灵敏度越高C. 5越大,灵敏度越高D. 5越大,灵敏度越高12.示波器的示意图如图,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转 电场.电子在穿出偏转电场后沿直线前进,最后打在荧光屏上.设加速电压S = 1640 V, 偏转极板长/=4m,金属板间距4=1 cm,当电子加速后从两金属板的中央沿板平行方向进 入偏转电场.求:(1)偏转电压S为多大时,电子束的偏移量最大?(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm,则电子束最 大偏转距离为多
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