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文档简介
1.4电场2
静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷
守恒定律,库仑定律
三个自由点电荷的平衡问题:”三点共线,两同夹异,两大夹小”:
中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的;而3+75面7=75加
只要有电荷存在周围就存在电场
力的特性:电场中某位置场强:E=£E=gE=U
qrd
某点电势夕描述电场能的特性:(相对零势点而言)
q
理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记,
特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律
能判断:电场力的方向n电场力做功n电势能的变化(这些问题是
基础)
两点间的电势差U、Uw(有无下标的区别)
静电力做功U是(电能一其它形式的能)电动势E是(其它形式的能=>
电能)
UAB=2a=%-%=Ed(与零势点选取无关)
q
电场力功W=qu=qEd=F电SE(与路径无关)
等势面(线)的特点,处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势
面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等
势面的特点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只
分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端
放电
静电感应,静电屏蔽
电容器的两种情况分析
始终与电源相连U不变;当d增nC减nQ=CU减nE=U/d减仅变
s时,E不变。
充电后断电源q不变:当d增nc减nu=q/c增nE=u/d=W£=刎里不
d£S
变(9面电荷密度)仅变d时,E不变;
S
带电粒子在电场中的运动:①加速W=qujj“=qEd=gmv2
v=pqu加
Vm
②偏转(类平抛)平行E方向:L=v0t
IJX育.V-1--1qE12_1qU偏2_U儡L-qU偏L-
22m2md4dU加2mvj
.nV±atU偏L
V。Vo2dU加
速度:Vx=voVv=attg/=匕=且(夕为速度与水平方
v。v。
向夹角)
12
2
位移:Sx=VotSv-\attga=/L=-^L(a为位移与水平
vj2v0
方向的夹角)
③圆周运动
④在周期性变化电场作用下的运动
结论:①不论带电粒子的m、q如何,在同一电场中由静止加速后,
再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们
的运动轨迹相同)
②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于0点,粒子好象从中心点
射出一样(即b=q^=L)
tana2
证:tg^=&=£tga=tg£=2tga(a4的含义?)
VvoVvoVvolt2v
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60X1019C);
带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQQ/d(在真空中)F:点电荷间的作用力(N),
k:静电力常量1<=9.0><10%・1112/仁,Q,.Q2:两点电荷的电量(C),r:
两点电荷间的距离(m),方向在它们连线上,作用力与反作用力,同
种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C)是矢
量(电场的叠加原理)q:检验电荷的电
量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场£=1^/¥{r:源电荷到该位置的距
离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=UAB/C1(UAB:AB两点间的电压
(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电
场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C))
7.电势与电势差:几=%一夕”UAB=WAli/q=-AEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=qEd{W.小带电体由A到B时电场力所
做的功(J),q:带电量(C),
Um电场中A,B两点间电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电
场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)
9.电势能:L=q6A{E/带电体在A点的电势
能(J),q:电量(C),能:A点的电势(V))
10.电势能的变化△{带电体在电场中从A位置到
B位置时电势能的差值}
11.电场力做功与电势能变化△£AB=TAB=-qU,1B(电势能的增
量等于电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),
U:电压(两极板电势差)(V)}
13.平行板电容器电容C=£S/4nkd(S:两极板正对面积,d:两
极板间的垂直距离,£:介电常数)
电容器两种动态分析:①始终与电源相接u不变;②充电后与电源断
开q不变.距离d变化时各物理量的变化情况
14.带电粒子在电场中的加速(V°=0):W=AEK或qU=mV,/2,Vt
=(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V。进入匀强电场时的偏转(不
考虑重力作用的情况下)
类平抛运动:垂直电场方向:匀速直线运动L=V°t(在带等量异
种电荷的平行极板中:E=U/d)
平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d
=a1?/2,a=F/m=qE/m
注:①两个完全相同的带电金属小球接触时一,电量分配规律:原带异
种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;
②静电场的电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切
线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,
电场线与等势线垂直;变化电场的电场线是闭合的:电磁场.
③常见电场的电场线分布要求熟记,特别是等量同种电荷和等量异
种电荷连线上及中垂线上的场强
④电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力
与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
⑤处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面
附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特
点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于
导体外表面;
⑥电容单位换算:1F=106UF=1012PF;
⑦电子伏(eV)是能量的单位,leV=1.60X10<9J;
⑧其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面
电场力大于重力,小球由静止释放,到
达图中竖直虚线前小球做(C)
A.平抛运动
m@------*。
B.圆周运动一--二£
(■
C.匀加速直线运动----------;_k
4-1
D.匀变速曲线运动
2.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和3,
其运动轨迹如图4-2所示,不计空气阻力。要使两球在空中相
遇,则必须(C)
A.先抛出A球
B.先抛出B球
C.同时抛出两球
D.使两球质量相等
4.如图4-3所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴飞速转
动,下列说法中正确的是(B)
A.物块处于平衡状态
B.物块受三个力作用
C.在角速度一定时,物块到转轴距离越远,物块越不容易脱离圆
盘
D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离
圆盘
5.如图所示,/为静止于地球赤道上的物体,刀为绕地球做椭圆轨道
运行的卫星,。为绕地球做圆周运动的卫星,P为B、。两卫星新厂、8
道的交点.已知从B、。绕地心运动的周期相同.相对于地心,[工
下列说法中不耐的是(A)
A.物体/和卫星。具有相同大小的加速度生4
B.卫星。的运行速度大于物体力的速度
C.可能出现:在每天的某一时刻卫星〃在4的正上方
D.卫星〃在尸点的运行加速度与卫星。相同
示,半径为笈的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个
光滑小球,现给小球一个冲击使其在瞬时得到一个水平初速及,若
否,则有关小球能够上升到最大高度(距离底部)曲说法中
正确的是(BC)
A.一定可以表示为另
4-5
B.可能为0
3
C.可能为A
D.可能为三〃
3
不计重力,下列说法正确的是(d)
A.该电荷一定由电场线疏处向电场线密处运动
B.点电荷的运动轨迹必定与电场线重合
C.点电荷的速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致
D.点电荷的加速度方向必定和通过点的电场线的切线方向一致
I将一个质量为勿带电荷为q的小金属块(金属
块可以看成为质点)放在水平面上并由静止释放,金属块将在水平
面上沿远离Q的方向开始运动.则在金属块运动的整个过程中
(ab)
A.金属块一定带负电
B.金属块的电势能不断减少i__6
6-4
C.金属块的速度不断增加
D.电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热
时偏移量为月偏转板间的距离为
压为火板长为L,为了提高偏转灵敏度(每单
的偏移量)可采取的措施有(
A.增大偏转电压也
B.使U\变大些,〃变小些
C.尽可能使L小些
D.尽可能使d小些
二.本题共2小题,共18分.把答案填在相应的横线上或按题目要
求做答.
■■匀强电场中有A.B.C三点,构成边长为ipcm的等边
三角形,如图6—7所示。带电厅一2X10FC的微粒从才沿直线移
至IJ〃的/\
过程中电场力始终不作功,由方移到。的过程中电场-丁-/耳
,6—7
力做功为一4QX10-4J.由此可知A.。两点的电势
差kV,场强方向为,场强大
小为V/m.
[例1](2012•宿州模拟)如图6-1-9
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,虚线是某带二^宅二
电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b
■---Y■—
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,根据此图下列
判断错误的是()图6—
1-9
A.带电粒子所带电荷的正、负
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
2.如图6—1—4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()
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.A点的电场强度小于B点的电场强度
C.A、B两点的电场强度方向不相同
D.负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向
图6—1—4
解析:本题考查了对电场线的正确理解。负点电荷的电场线是自四周
无穷远处从不同方向指向负点电荷的直线,故A错。电场线越密的地
方电场强度越大,由图可知EA>EB,故B错。电场强度的方向沿切
线方向,故C正确。B点的切线方向即B点电场强度方向,而负电荷
所受电场力方向与其相反,故D错。
答案:C
2.如图6—1—5所示,在光滑绝缘水平qk。q腐。通
上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同2r
小球。小球之间用劲度系数均为Ao的图6—1一5
轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时,每根弹
簧的长度为人已知静电力常量为M若不考虑弹簧的静电
感应,则每根弹簧的原长为)
」_5kq2
A.+2k^B.
5kq25kq[
C.D.
解析:根据对称性,任选两边小球中
的一个为研究对象,该小球在水平方?
向受三个力的作用,如图所示。应用库仑定律、胡克定律和
平衡条件得:40"=碎+无(方,得工=第%;
5kg2
所以l0=l—X=l4k^°
4.(2011•重庆高考)如图6—1—7所
电量为+q和一q的点电荷分别
位于正方体的顶点,正方体范围
内电场强度为零的点有()
A.体中心、各面中心和各边中点
B.体中.心和各边中点
C.各面中心和各边中点
D.体中心和各面中心图6—1—
7
解析:由点电荷的电场强度公式和叠加规律可知,各面顶点上的4个
点电荷在过所在面的中心的垂线上各点的合电场强度为零,所以,体
中心和各面中心的合电场强度一定为零。由点电荷的电场强度公式和
叠加规律可知,各边中心的合电场强度不为零,选项D正确。
答案:D
4.如图6—1—8所示,有一带电荷量为.)°7
+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相iW'/
距为2d,此点电荷到带电薄板的垂图6—1一8
线通过板的圆心。若图中。点处的电场强度为零,则图中〜
点处的电强度大小是()
A•端+塔B.A券一母
C.0D.礁
解析:点电荷在。点产生的电场强度大小E=A为,方向向左,
由题意,带电薄板在。点产生的电场强度大小E=碳,方向向
右。根据对称性,带电薄板在b点产生的电场强度大小E=k+,
方向向左,点电荷在6点产生的电场强度大小E=",方向向
左,根据电场强度的叠加原理,可知A正确。„
5.一负电荷从电场中的A点由静止释放,只受电J
场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的“'
速度一时间图像如图6—1—10所示,则A、
B两点所在区域的电场线分布情况可能是
图6—1—10
下列图6—1—11中的)
图6—1—11
解析:由速度一时间图像可知,电荷的速度越来越大,且加速度也是
越来越大,故电荷在运动过程中,应受到逐渐增大的吸引力作用,所
以电场线的方向应由B指向A。由于加速度越来越大,所以电场力越
来越大,即B点的电场强度应大于A点的电场强度,即
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