高中物理专题-静电场复习

高中物理专题—静电场复习目录CONTENTS静电场基本概念与性质库仑定律与电荷间相互作用电场线与等势面描绘及应用带电粒子在静电场中运动规律静电场能量问题探讨静电场与现代科技应用联系01静电场基本概念与性质电荷电场电场线电荷与电场电荷是物质的一种属性，分为正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电荷周围存在电场，电场对放入其中的其他电荷有力的作用。为了形象地描述电场而引入的线，电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的强弱。电势描述电场的能的性质的物理量，其大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。电势具有相对性，其大小与零电势点的选择有关。电场强度描述电场的力的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中受到的电场力。电场强度的方向为正电荷在该点所受电场力的方向。等势面电势相同的各个点构成的面叫做等势面。沿着等势面移动电荷，电场力不做功。电场强度与电势导体绝缘体静电场中的导体和绝缘体在静电场中，绝缘体内部和外部的电场强度均不为零。绝缘体不具有静电感应现象，其电荷分布与带电体的位置无关。在静电场中，导体内部电场强度为零，电荷分布在导体的外表面。导体具有静电感应现象，即当导体靠近带电体时，导体会出现与带电体异号的电荷分布。02库仑定律与电荷间相互作用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。真空中的点电荷。当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。库仑定律及其适用范围适用范围库仑定律内容同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电荷间的相互作用力是通过电场发生的。电荷间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小。电荷间相互作用力分析1234例题1例题2解析解析典型例题解析两个点电荷甲和乙同处于真空中．甲的电荷量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的____倍．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，所以甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的1倍。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和B固定起来，然后让C球反复与A球和B球接触，最后移去C球，则A、B球间的库仑力变为原来的()带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．将A、B固定起来，然后让C球反复与A球和B球接触，最后移走C，所以A、B、C最终带电量$q=frac{7Q-Q}{3}=2Q$。原来A、B球之间的相互吸引力的大小是$F=kfrac{7QcdotQ}{r^{2}}$。最后A、B球之间的相互作用力的大小是$F^{prime}=kfrac{2Qcdot2Q}{r^{2}}=frac{4}{7}F$，故D正确。03电场线与等势面描绘及应用电场线定义电场线是描述电场分布情况的曲线，其切线方向表示该点电场强度的方向。绘制方法在电场中引入试探电荷，根据其受力情况描绘出电场线。电场线的疏密程度反映了电场的强弱，电场线越密集的地方电场强度越大。电场线概念及绘制方法等势面定义等势面是电势相等的各个点所构成的面。绘制方法根据电势的定义，引入试探电荷，测量其在不同位置的电势能，将电势能相等的点连接起来即得到等势面。等势面的形状和分布反映了电场的性质。等势面概念及绘制方法01020304判断电场方向判断电势高低分析电荷运动计算电势能利用电场线和等势面分析问题根据电场线的切线方向可以确定电场的方向。根据等势面的分布情况可以判断各点电势的高低。通过等势面可以确定电荷在电场中的电势能，进而计算相关物理量。结合电场线和等势面可以分析电荷在电场中的受力情况和运动轨迹。04带电粒子在静电场中运动规律直线运动01当带电粒子初速度方向与电场力方向平行时，粒子做匀变速直线运动。类平抛运动02当带电粒子初速度方向与电场力方向垂直时，粒子做类平抛运动，可分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动。偏转运动03当带电粒子以一定角度斜射入匀强电场时，粒子的运动轨迹为抛物线，可做类似斜抛运动的分析。带电粒子在匀强电场中运动规律在非匀强电场中，由于电场力的大小和方向可能随时变化，带电粒子一般做变速曲线运动。变速曲线运动运动轨迹分析能量转化通过分析带电粒子的受力情况和初速度，可以确定粒子的运动轨迹和速度方向的变化。在非匀强电场中，带电粒子的动能和电势能之间可以相互转化，总能量保持不变。030201带电粒子在非匀强电场中运动规律例题1解析例题2解析典型例题解析根据类平抛运动的规律，可分别求出粒子在垂直电场方向和沿电场方向上的位移和时间，进而求出偏转距离和末速度。一带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，已知电场强度、粒子的初速度和入射角度，求粒子的偏转距离和末速度。通过分析粒子的受力情况和初速度，可以确定粒子的运动轨迹为曲线。利用微元法或动能定理等方法，可以求出粒子在任意位置的速度和末速度。一带电粒子在非匀强电场中运动，已知电场的分布函数、粒子的初速度和位置，求粒子的运动轨迹和末速度。05静电场能量问题探讨电荷在电场中具有的势能，与电荷的电量和电场中的位置有关。电势能电场中两点的电势之差，等于将单位正电荷从一点移动到另一点时电场力所做的功。电势差电场中电势相等的各个点构成的面，等势面上移动电荷时电场力不做功。等势面电势能、电势差和等势面关系

静电场能量守恒定律应用静电场能量守恒定律在静电场中，电荷之间的相互作用力做功等于电势能的变化量。应用场景求解电荷在电场中的运动轨迹、计算电场力做功等问题。解题技巧利用能量守恒定律，结合动能定理、功能关系等知识点进行综合分析。解析解析根据点电荷的受力情况和初速度，利用牛顿第二定律和运动学公式求解运动轨迹和速度。解析根据库仑定律计算两个点电荷之间的相互作用力，利用电势能公式计算电势能。例题3分析静电场中的能量转化问题。求解点电荷在匀强电场中的运动轨迹和速度。例题1例题2计算两个点电荷之间的相互作用力和电势能。结合能量守恒定律和动能定理，分析静电场中电荷运动过程中的能量转化情况。典型例题解析06静电场与现代科技应用联系利用高压静电场使涂料微粒带电，在电场力作用下涂料微粒飞向并吸附在接地工件表面。静电喷涂原理广泛应用于汽车、家电、家具等行业，具有高效、节能、环保等优点。静电喷涂应用静电喷涂技术原理及应用含尘气体通过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。静电除尘原理在电力、冶金、化工等工业生产中广泛应用，用于去除气体中的固体颗粒，净化环境。静电除尘应用静电除尘技术原理及