静电场专题复习-修订编选

静电场知识点复习静电场知识点复习 一、库仑定律一、库仑定律 元电荷：元电荷是指最小的电荷量，用 e 表示，大小为 e=。c 19 106 . 1 库仑定律：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。表达式：，其中静电力常量 2 21 r qkq F 。 229 /.100 . 9CmNk 二、电场二、电场 电场的产生：电荷的周围存在着电场，产生电场的电荷叫做源电荷。描述电场力的性质的物理量是 电场强度，描述电场能的性质的物理量是电势，这两个物理量仅由电场本身决定，与试探电荷无关。 电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力与它的电荷量的比值，叫电场强度。 定义式：，单位：或。方向：规定与正电荷在该点所受的静电力方向相同，则与负 q F E CN /mV / 电荷在该点所受静电力的方向相反。也是该点电场线的切线方向。 区别：（定义式，适用于任何电场） ；（点电荷产生电场的决定式） ；（电场强 q F E 2 r kQ E d U E 度与电势差间的关系，适用于匀强电场，d 是两点间距离在场强方向上的投影） 。 电场线：在电场中画出的一系列有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向，曲 线的疏密表示场强的大小。电场线是为了形象的描述电场而假想的、实际不存在的曲线。电场线从正 电荷或无限远出发， 终止于无限远或负电荷， 是不闭合、 不相交的曲线。 熟悉正、 负点电荷、 匀强电场、 等量异种电荷、等量同种电荷的电场线分布图（教材 13 页） 。 三、电势能、电势、电势差三、电势能、电势、电势差 电势能：由于移动电荷时静电力做的功与路径无关，所以电荷在电场中也具有势能，叫做电势能。 静电力做功与电势能变化的关系式为：，即静电力所做的功等于电势能的变化。所以，当 P EW 静电力做多少正功，电势能就减小多少；当静电力做多少负功，电势能就增加多少。静电力做功与电 势差的关系式为：。说明：电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置 ABAB qUW 时所做的功（通常选大地或无限远处电势能为零） 。电势能有正有负，但是标量。试探电荷在电场中某 点的电势能大小为：。qEP 电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势（由电场中这点的性 质决定，与试探电荷的 q、EP无关） 。定义式：。沿着电场线方向电势降低，或电势降低最快 q EP 的方向就是电场强度的方向。 电势差与电势的关系式为：；电势差与静电力做功的关系式为：；匀强 BAAB U q W U AB AB 电场中电势差与电场强度的关系为：。同一点的电势随零电势点的不同而不同（通常选大地EdU 或无限远处电势为零） ，而两点间的电势差与零电势点的选取无关。 等势面：电场中电势相等的点构成的面。性质：沿同一等势面移动电荷时静电力不做功；电场线与 等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面；在相邻等势面间电势差相等的情况下，等势 面的疏密表示电场的强弱（密强弱疏） 。会画点电荷电场和匀强电场的等势面。 注：注：WAB、q、UAB、EP、等都是标量，但都有正有负，计算时带正负号代入等都是标量，但都有正有负，计算时带正负号代入。 四、电容器和电容四、电容器和电容 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器（容纳电荷） 。 电容：电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值，叫做电容器的电容，表示电容器 容纳电荷本领的物理量。定义式：，国际单位制中单位为法拉，。 U Q C PFFF 126 10101 平行板电容器的决定式为：。 kd s C 4 平行板电容器应用的两种情况：电容器始终与电源相连（U 不变） ，；EQCd 不 变 。 电 容 器 充 电 后 与 电 源 断 开 （ Q 不 变 ），；EQCS不变EUCd 。 （会熟练推导）EUCS 五、带电粒子在电场中的运动五、带电粒子在电场中的运动 带电粒子是否考虑重力：微观粒子（如质子、电子、粒子等）不计重力；宏观微粒（如带电小球、 质点、油滴等）考虑重力。 带电粒子的加速：一平行金属板两板间电压为 U，一带电粒子（q、m)仅受静电力作用从静止开始， 从一板运动到另一板的速度大小？（） 2 0 2 1 mVqU 带电粒子在电场中的偏转 ： 水平放置的平行金属板，板长为 ，板间电压为（上正下负） ，板间距 离为， 一电荷量为lUdq 的带正电粒子（不计重力）以初速度垂直电场方向从左侧 0 V 射入板间，且能从右侧飞出。 带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，轨迹如图。 水平方向： 竖直方向： tvL 0 0 mdv quL atvy 2 0 2 2 22 1 mdv qUL aty 2 00 tan mdv qUL v vy 若是如图所示的运动，则 2 01 2 1 mvqU dU UL mdv qUL aty 1 2 2 0 2 2 422 1 dU UL mdv qUL v vy 1 2 00 2 tan 阶段性测试题一阶段性测试题一 L v0 y v v0 vy U1 L v0 y v v0 vy L y 第一章静电场第一章静电场 一、选择题 1下列物理量中，属于矢量的是() A电势B电场强度 C功率D电势能 解析 ： 矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量，电场强度是矢量，B 选 项正确 答案：B 2下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是() A元电荷最早由库仑通过油滴实验测出 B牛顿通过扭秤实验测定出了万有引力常量G C法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场 D安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 解析：元电荷最早是由密里根通过油滴实验测出的，A 选项错误；卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引 力常量G，B 选项错误；法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场，C 选项正确；库仑总 结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，D 选项错误 答案：C 3关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是() A电场强度大的地方，电势一定高 B电场强度不变，电势也不变 C电场强度为零处，电势一定为零 D电场强度的方向是电势降低最快的方向 解析：电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小 和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项 A、B、C 错误，选项 D 正确 答案：D 4在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则() A该电荷电势能一定减少B该电荷电势能一定增加 Cb点的电势一定比a点高Db点的电势一定比a点低 解析：正电荷从a点移到b点，电场力做负功，正电荷电势能增加，电势升高，ba，故选项 B、C 正确，A、D 项错误 答案：BC 5如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点下列说法正确的是() AM点电势一定高于N点电势 BM点场强一定大于N点场强 C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D将电子从M点移动到N点，电场力做正功 解析 ： 沿电场线方向，电势降低，所以M点电势比N点电势高，A 项对 ；N点电场线密，则场强大，故 B 项错；M点电势高，正电荷在M点的电势能大，故 C 项对；电子在N点电势能大，将电子从M点移到N 点，电场力做负功，故 D 项错 答案：AC 6.如图所示，平行板电容器经开关 S 与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S 是闭合的，a 表示a点的电势，F表示点电荷受到的静电力， 现将电容器的B板向下稍微移动， 使两板间的距离增大， 则() Aa变大，F变大 Ba变大，F变小 Ca不变，F不变 Da不变，F变小 解析：从题意可知在使B板下移的过程中，电容器两端的电压不变，当板间距离增大时，由E 可知 U d 板间场强E减小， 故电荷受到的静电力减小， 又因为UaAEdaA， 所以UaA减小则UaB增大， 由UaBa0 可知，a增大，故选项 B 正确 答案：B 7中子内有一个电荷量为e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在 2 3 1 3 半径为r的同一圆周上，如图所示在下图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的 是() 解析 ： 电荷量为e的上夸克受另两个下夸克的吸引力， 合力的方向一定竖直向下 对其中一个下夸克， 2 3 受力如右图所示，由于F1的水平分力与F2大小相等，方向相反，故F1与F2的合力竖直向上 答案：B 8.一带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列 说法正确的是() A粒子带正电 B粒子带负电 C粒子所受电场力是恒定的 D带电粒子做匀变速运动 解析：由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故 A 错 B 对 又由于该电场是匀强电场， 粒子仅受电场力作用， 则粒子所受电场力恒定， 做匀变速曲线运动， 故 C、D 均对 答案：BCD 9 静电场中， 带电粒子在电场力作用下从电势为a的a点运动至电势为b的b点 若带电粒子在a、b 两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷 为() q m AB v2 av2b ba v2 bv2a ba CD v2 av2b 2ba v2 bv2a 2ba 解析：由电势差公式以及动能定理：WqUabq(ab)m(vv)，可得比荷为 . 1 2 2b2a q m v2 bv2a 2ab 答案：C 10在静电场中，下列说法正确的是() A沿着电场线方向，电势一定越来越低 B电场强度为零的点，电势一定为零 C电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 D只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动 解析：沿着电场线方向，电势一定越来越低，且电势沿电场线方向降低得最快，A 对；电场强度的大小 与电势的高低无必然关系，电场强度为零的点，电势不一定为零，电场强度相同的地方，电势不一定 相同，B、C 错；电荷的运动方向除了与电场力方向有关外，还与它的初速度方向有关，D 错 答案：A 11在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B 两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有() A电势能逐渐减小 B电势能逐渐增大 Cq3受到的电场力逐渐减小 Dq3受到的电场力逐渐增大 解析 ： 中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处 的过程中，电场力做正功，电势能减小，A 对，B 错；中垂线上由C到D，电场强度先变大后变小，q3 受到的电场力先变大后变小，C、D 错 答案：A 12如图，一对面积较大的平行板电容器水平放置，带等量异种电荷，B板固定且接地，A板用绝缘线 悬挂，P为两板中点下列结论正确的是() A若在两板间充满电介质，P点电势将升高 BA、B两板电荷分别在P点产生电场的场强大小相等，方向相同 C若将A板竖直向下平移一小段距离，电容器储存的电能减小 D若将A板竖直向上平移一小段距离，线的拉力将变大 解析：B板接地，B0，PB间的电势差PUPB，在两板间充满电介质，r变大，根据平行板电容 器电容的决定式C， 可知C增大， 电容器的电荷量Q不变， 根据U 得， 两板间电势差变小，E rS 4kd Q C ， 电场强度变小 ；B板接地，B0， 根据电场强度和电势差的关系可知，PB间的电势PUPBEdPB，P U d 点电势将降低，故 A 选项错误 ；A、B板带等量异种电荷，根据电场的性质可知，A、B两板电荷分别在P 点产生电场的场强大小相等， 方向相同， 故B选项正确 ； 将A板竖直向下平移一小段距离， 根据C， rS 4kd 可知d减小，C增大，电容器的电荷量Q不变