高考物理复习电场强度和电场力
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专题52 电场强度和电场线1.电场中某点的电场强度E =Fq,与试探电荷q 及在该点所受的电场力F 均无关.2.电场强度的叠加:是矢量叠加,某点场强等于各电荷在该点产生的场强的矢量和;叠加的常用方法:补偿法、微元法、对称法、等效法等.3.电场线可以描述电场的强弱,也能描述电场的方向.电场线一般不会与带电粒子的运动轨迹重合.1.(2020·山东临沂市调研)某静电场的电场线如图1中实线所示,虚线是某个带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,下列说法正确的是( )图1A .粒子一定带负电B .粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度C .粒子在M 点的动能大于它在N 点的动能D .粒子一定从M 点运动到N 点 答案 B解析 由粒子的运动轨迹可知,粒子的受力方向沿着电场线的方向,所以粒子带正电,故A 错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,由图可知,N 点的场强大于M 点场强,故粒子在N 点受到的电场力大于在M 点受到的电场力,所以粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度,故B 正确;粒子带正电,假设从M 运动到N 的过程中,电场力做正功,动能增大,粒子在M 点的动能小于它在N 点的动能,故C 错误;根据粒子的运动轨迹可以判断其受力方向,但不能判断出粒子一定是从M 点运动到N 点,故D 错误.2.如图2所示,真空中O 点处有一点电荷,在它产生的电场中的某一平面内有P 、Q 两点,OP 、OQ 与PQ 的夹角分别为53°、37°,sin 53°=0.8,则O 点处点电荷产生的电场在P 、Q 两点处的电场强度大小之比为( )图2A .3∶4 B.4∶3 C.9∶16 D.16∶9 答案 D解析由几何关系r P∶r Q=sin 37°∶sin 53°=3∶4,由E=k Qr2有E P∶E Q=r Q2∶r P2=16∶9,故选D.3.点电荷A和B,分别带正电和负电,电荷量分别为4Q和Q.如图3所示,在A、B连线上,电场强度为零的地方在( )图3A.A和B之间B.A右侧C.B左侧D.A的右侧及B的左侧答案 C解析在A和B之间两点电荷产生的电场强度方向均向左,合电场强度不可能为零,A错误.在A的右侧,A产生的电场强度方向向右,B产生的电场强度方向向左,电场强度方向相反,但由题意知A的电荷量大于B的电荷量,且离A较近,由点电荷电场强度公式E=k Qr2可知,在同一点电场强度大小不可能相等,所以合电场强度不可能为零,B错误.在B的左侧,A产生的电场强度方向向左,B产生的电场强度方向向右,电场强度方向相反,且由于A的电荷量大于B的电荷量,离A较远,由点电荷电场强度公式E=k Qr2可知,在同一点电场强度大小可能相等,所以合电场强度可能为零,C正确.由以上分析可知,D错误.4.(2020·江苏扬州中学考试)如图所示,处于真空的正方体中存在点电荷,点电荷的带电荷量及位置图中已标明,则a、b两点处电场强度相同的图是( )答案 D解析选项A的图中,根据点电荷的电场强度公式,可得a、b两点处电场强度大小相等、方向相反,故A错误;选项B的图中,根据点电荷的电场强度公式和矢量的合成,可得a、b 两点处的电场强度大小不等,故B错误;选项C的图中,根据点电荷的电场强度公式和矢量的合成,可得a、b两点处合场强的大小相等、方向不同,故C错误;选项D的图中,根据点电荷的电场强度公式和矢量的合成,可得a、b两点处合场强的大小相等、方向相同,故D正确.5.(2020·贵州贵阳市3月调研)图4中a 、b 两点有两个点电荷,它们的电荷量分别为Q 1、Q 2,MN 是ab 连线的中垂线,P 是中垂线上的点.下列哪种情况能使P 点场强方向指向MN 的右侧( )图4A .Q 1、Q 2都是正电荷,且Q 1<Q 2B .Q 1是正电荷,Q 2是负电荷,且Q 1>|Q 2|C .Q 1是负电荷,Q 2是正电荷,且||Q 1<Q 2D .Q 1、Q 2都是负电荷,且电荷量相等 答案 B解析 当两点电荷均为正电荷时,若电荷量相等,则它们在P 点的电场强度方向沿MN 竖直向上,当Q 1<Q 2时,则b 处点电荷在P 点的电场强度比a 处点电荷在P 点的电场强度大,所以电场强度合成后,方向偏左,故A 错误;当Q 1是正电荷,Q 2是负电荷时,b 处点电荷在P 点的电场强度方向沿Pb 连线方向,而a 处点电荷在P 点的电场强度方向沿aP 连线方向,则它们在P 点的合电场强度方向偏右,不论它们的电荷量大小关系如何,仍偏右,故B 正确;当Q 1是负电荷,Q 2是正电荷时,b 处点电荷在P 点的电场强度方向沿bP 连线方向,而a 处点电荷在P 点的电场强度方向沿Pa 连线方向,则它们在P 点的合电场强度方向偏左,不论它们的电荷量大小关系如何,仍偏左,故C 错误;当Q 1、Q 2是负电荷且电荷量相等时,则它们在P 点的合场强方向竖直向下,故D 错误.6.(多选)如图5所示,在真空中两个等量异种点电荷形成的电场中,O 是两点电荷连线的中点,C 、D 是两点电荷连线的中垂线上关于O 对称的两点,A 、B 是两点电荷连线延长线上的两点,且到正、负电荷的距离均等于两点电荷间距的一半.以下结论正确的是( )图5A .B 、C 两点电场强度方向相反 B .A 、B 两点电场强度相同C .C 、O 、D 三点比较,O 点电场强度最弱D .A 、O 、B 三点比较,O 点电场强度最弱 答案 AB解析 两个等量异种点电荷的电场线分布如图所示,C 点的电场强度方向水平向右,而 B 点的电场强度方向水平向左,故A 正确;根据对称性可以看出,A 、B 两点电场线疏密程度相同,则A 、B 两点电场强度大小相同,方向都是水平向左,故A 、B 两点电场强度相同,B 正确;根据电场线的分布情况可知,C 、O 、D 三点中,O 点处电场线最密,则O 点的电场强度最强,故C 错误;设A 点到+q 的距离为r ,则A 点的电场强度大小E A =k q r 2-kq 3r2=8kq9r2,O 点的电场强度大小E O =2kqr2,B 点的电场强度大小与A 点的电场强度大小相等,所以A 、O 、B 三点比较,O 点电场强度最大,故D 错误.7.(多选)如图6所示,真空中a 、b 、c 、d 四点共线且等距.先在a 点固定一带正电的点电荷Q ,测得b 点的场强大小为E .再将另一点电荷q 放在d 点,c 点场强大小为54E .则d 点放入点电荷q 后,b 点的场强大小可能是( )图6A.54EB.34EC.58ED.38E 答案 AC解析 设a 、b 、c 、d 四点的间距均为r ,则点电荷Q 在b 点的场强E =kQ r2,此时点电荷Q 在c 点的场强为kQ 2r2=E 4.由题可知,再将另一点电荷q 放在d 点,c 点场强大小为54E ,若q 带负电,q 在c 点形成电场的电场强度为kq r 2=54E -14E =E ,b 点的场强大小E b =E +kq2r 2=54E ;若q 带正电,假设c 点的合场强向左,则kq r 2-14E =54E ,即kq r 2=32E ,b 点的场强大小E b =E-kq2r2=58E ,假设c 点的合场强向右,则14E -kq r 2=54E ,不符合题意,因此A 、C 正确.8.(多选)(2019·湖北十堰市上学期期末)如图7所示,三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面,电势分别为5 V、10 V、15 V,实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,下列判断正确的是( )图7A.粒子必带负电B.粒子必先过a,再到b,然后到cC.粒子在三点的电势能大小关系为E p c>E p a>E p bD.粒子在三点所具有的动能大小关系为E k c>E k a>E k b答案AD解析电场线总是由高电势指向低电势,则由题图可知,电场线向上;根据带电粒子的运动轨迹可知,粒子受到的电场力向下,与电场线方向相反,所以粒子必带负电,故A正确;由题图可知,电场的方向是向上的,带负电的粒子将受到向下的电场力作用,带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动,还是依次沿c、b、a运动,都会得到如题图的轨迹,故B错误;带负电的粒子在电场中运动时,存在电势能与动能之间的转化,由题可知,在b点时的电势能最大,在c点的电势能最小,则在c点的动能最大,在b点的动能最小,即E p b>E p a>E p c,E k c >E k a>E k b,故C错误,D正确.9.(2020·陕西汉中市第二次检测)如图8所示,实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线,虚线为正电荷从A点运动到B点的运动轨迹,则下列判断正确的是( )图8A.A点的场强小于B点的场强B.Q1的电荷量大于Q2的电荷量C.正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D.正电荷在A点的速度小于在B点的速度答案 C解析根据“电场线的密疏表示场强的大小”可知A点的场强比B点的场强大,故A错误;根据电场线分布情况可知Q1、Q2是同种电荷,由点电荷周围电场线较密可知点电荷Q2带电荷量较多,即Q1<Q2,故B错误;正电荷做曲线运动,受到的合力方向指向曲线的凹侧,并且沿电场线的切线方向,由于正电荷从A 点运动到B 点的过程中,电场力方向与速度方向的夹角总是大于90°,电场力做负功,电势能增大,即正电荷在A 点的电势能小于在B 点的电势能,故C 正确;正电荷从A 点运动到B 点,电场力做负功,电势能增大,动能减小,故正电荷在A 点的速度大于在B 点的速度,故D 错误.10.(多选)(2020·河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图9所示,一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x 轴上的O 点,球壳与x 轴相交于A 、B 两点,球壳半径为r ,带电荷量为Q .现将球壳A 处开一个半径远小于球半径的小孔,减少的电荷量为q ,不影响球壳上电荷的分布.已知球壳外侧C 、D 两点到A 、B 两点的距离均为r ,则此时( )图9A .O 点的电场强度大小为零B .C 点的电场强度大小为k Q -4q4r 2C .C 点的电场强度大小为k Q -q4r 2D .D 点的电场强度大小为k 9Q -4q36r2答案 BD解析 根据对称性和电场的叠加原理可得,O 点的电场强度大小E O =kq r2,故A 错误;C 点的电场强度大小E C =kQ4r 2-kq r2=k Q -4q4r2,故B 正确,C 错误;根据电场强度的合成可得,D 点的电场强度大小E D =kQ4r 2-kq9r2=k 9Q -4q36r2,故D 正确. 11.如图10所示,在等边三角形ABC 的三个顶点上,固定三个正点电荷,电荷量的大小q ′<q ,则三角形ABC 的几何中心处电场强度的方向( )图10A .平行于AC 边B .平行于AB 边C .垂直于AB 边指向CD .垂直于AB 边指向AB答案 C解析 如图所示,A 、B 点电荷在几何中心O 点产生的场强分别为kq OA 2、kq OB 2. 又OA =OB =OC所以A 、B 点电荷在O 点的合场强为kqOA 2,方向由O 指向C . C 点电荷在O 点产生的场强为kq ′OC2,方向由C 指向O .所以A 、B 、C 三点电荷在O 点的合场强大小为kq OA 2-kq ′OC 2,因为q ′<q ,所以方向由O 指向C ,故选C.12.(多选)(2019·湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)如图11所示,正六边形ABCDEF 的B 、D 两点各固定一个带正电、电荷量为 +q 的点电荷,F 点固定一个带负电、带电荷量为q 的点电荷,O 为正六边形的几何中心.则下列说法正确的是( )图11A .O 点场强为0B .C 点场强方向沿FC 方向 C .电子在A 点电势能比在O 点小D .O 、A 两点间电势差和O 、E 两点间电势差相等 答案 BD解析 根据点电荷的场强公式E =kq r2可知,三个点电荷在O 点产生的场强大小相等,合场强沿OF 方向,故A 错误;B 点和D 点两个正点电荷在C 点产生的合场强沿FC 方向,F 点的负点电荷在C 点产生的场强沿CF 方向,但距离较大,则C 点处合场强沿FC 方向,故B 正确;电子沿OA 运动时,OA 是BF 的中垂线,B 、F 两点放了等量异种电荷,所以这两个点电荷对电子作用力的合力方向垂直AO ,对电子不做功,D 处的电荷是正点电荷,对电子的作用力是引力,对电子做负功,所以三个电荷对电子做负功,则电子的电势能增大,电子在A 点电势能比在O 点大,故C 错误;根据对称性可知,电荷从O 点移到A 点、从O 点移到E ,电场力做功相同,所以O 、A 两点间电势差和O 、E 两点间电势差相等,故D 正确.13.(2020·安徽蚌埠市检测)如图12所示,曲线ACB 处于匀强电场中,O 为AB 的中点,OC 长为L ,且与AB 垂直.一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子仅在电场力作用下沿ACB 依次通过A 、C 、B 三点,已知粒子在A 、B 两点的速率均为2v 0,在C 点的速度大小为3v 0,且方向与OC 垂直.匀强电场与曲线所在的平面平行,则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为( )图12A.mv 022qL,沿CO 方向 B.3mv 02qL,沿CO 方向C.mv 022qL,沿OC 方向 D.3mv 02qL,沿OC 方向答案 A解析 因粒子在A 、B 两点的速率均为2v 0,则A 、B 两点是等势点,AOB 是一条等势线,所以OC 是电场线,又粒子带正电,粒子仅在电场力作用下沿ACB 运动,在A 点的速率大于在C 点的速率,则电场线方向沿CO 方向;从A 到C 由动能定理得12m ()3v 02-12m ()2v 02=-qEL ,解得E =mv 022qL,故A 正确,B 、C 、D 错误.14.如图13所示,三根均匀带电的等长绝缘细棒组成等边三角形ABC ,P 点为三角形的中心,当AB 、AC 棒所带电荷量均为+q 、BC 棒所带电荷量为-2q 时,P 点电场强度大小为E ,现将BC 棒取走,AB 、BC 棒的电荷分布不变,则取走BC 棒后,P 点的电场强度大小为( )图13A.E 4B.E 3C.E2 D .E 答案 B解析 因AB 、AC 棒带电完全相同,则它们在P 点产生的电场强度大小相同,由于P 点在两个带电棒的垂直平分线上,所以两个带电棒在P 点的电场方向都是沿着棒的垂直平分线过P 点斜向下,又两个电场方向的夹角为120°,则AB 棒和AC 棒在P 点产生的合电场强度大小等于AB 棒在P 点产生的电场强度大小.由P 点为三角形的中心可知,P 点到三个带电棒的距离相等,即BC 棒在P 点的电场强度大小是AB 棒和AC 棒在P 点的合电场强度大小的2倍,因P 点合电场强度大小为E ,所以BC 棒在P 点的电场强度大小为23E ,故取走BC 棒后,P 点的电场强度大小为13E ,B 正确.15.(2020·山东邹城一中测试)“分析法”是物理学中解决实际问题常用的一种方法,有些物理问题不需要进行繁杂的运算,而只需做一定的假设与分析就可以得到解决.如图14所示,A 为带电荷量为+Q 的均匀带电金属圆环,其半径为R ,O 为圆心,直线OP 垂直圆平面,P 到圆环中心O 的距离为x ,已知静电力常量为k ,则带电圆环在P 点产生的电场强度为( )图14A.kQ R 2+x2B.kQ R 2+x232C.kQx R 2+x232D.kQR R 2+x232答案 C解析 当x =0时,表示P 点位于圆环的圆心处,由对称性原理可知,圆心O 处的场强应为零.当x =0时,kQx R 2+x232=0,故C 项正确.。
一、电场1.电场的概念19世纪30年代,法拉第提出一种观点,认为电荷间的作用不是超距的,而是通过场来传递。
电场是存在于电荷周围,传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。
电荷间的作用总是通过电场进行的。
虽然看不见摸不着也无法称量,但电场是客观存在的,只要电荷存在它周围就存在电场。
2.电场具有能量和动量。
3.电场力电场对放入其中的电荷(不管是运动的还是静止的)有力的作用,称为电场力。
4.静电场静止的电荷周围存在的电场称为静电场(运动的电荷或变化的磁场产生的电场称为涡旋电场)。
二、电场强度1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度,简称场强。
单位:N/C或V/m2.公式:E=Fq,这是电场强度的定义式,适用于一切电场3.方向:规定正电荷所受电场力的方向为该点的场强方向,负电荷所受电场力的方向与该点的场强方向相反。
第三部分电场强度4.物理意义:描述该处电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,场强是矢量。
★特别提示:电场强度是电场本身的属性,与放在电场中的电荷无关,不能根据定义式就说E与F成正比、与q成反比。
三、常见电场的电场强度1.点电荷电场E=Fq,F=2kQqr,故E=2kQr,与场源点电荷距离越大,电场强度越小,正点电荷形成的电场方向从场源点电荷指向外,负点电荷形成的电场方向指向场源点电荷。
2.匀强电场电场强度处处大小相等、方向相同四、电场线1.概念:为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的强弱。
2.电场线特点(1)电场线是人们为了研究电场而假想出来的,实际电场中并不存在。
(2)静电场的电场线总是从正电荷(或无穷远处)出发,到负电荷(或无穷远处)终止,不是闭合曲线。
这一点要与涡旋电场的电场线以及磁感线区别。
(3)电场中的电场线永不相交。
(4)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹,也不能确定电荷的速度方向。
2024年高考物理总复习高中物理求解电场强度的基本方法电场强度是描述电场力的性质的物理量,求解电场强度是解决这类问题的基础。
1.电场强度的三个公式的比较2.电场强度的计算与叠加在一般情况下可由上述三个公式计算电场强度,但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场强度时,上述公式无法直接应用。
这时,如果转换思维角度,灵活运用叠加法、对称法、补偿法、微元法、等效法等巧妙方法,可以化难为易。
一、利用平衡状态求解电场强度例1.如图所示,一个质量为30g带电量的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中,电场线与水平面平行。
当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向为_________,电场强度大小为_________N/C。
(g取10m/s2)解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F。
小球带负电,所受电场力方向与场强方向相反,所以场强方向水平向右。
小球在三个力作用之下处于平衡状态。
三个力的合力必为零。
所以F=mgtan30°,又F=EqEq=mgtan30°则代入数据得:二、利用求解点电荷的电场强度例2.如图所示,带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。
若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为_________,方向_________。
(静电力恒量为k)解析:图中a点处的电场强度为零,说明带电薄板在a点产生的场强E a1与点电荷+q在a点产生的场强E a2大小相等而方向相反(如图所示),即,由于水平向左,则水平向右。
根据对称性,带电薄板在b点产生的强度与其在a点产生的场强大小相等而方向相反。
所以,其方向水平向左。
三、利用求解匀强电场的电场强度例3.如图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm。
2019高考物理公式:电场公式高考物理答题时离不开公式,为方便同学们复习物理知识点,小编整理了2019高考物理公式,供同学们参考学习。
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,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E=kQ/r2 {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/d {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:UAB=φA-φB,UAB=W AB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:W AB=qUAB=Eqd{W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(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:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {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ΔEAB=-W AB=-qUAB (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.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(V o=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=V ot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,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)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;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(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,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,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=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
2019高考物理电场知识点高考物理电场知识点1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,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E=kQ/r2 {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/d {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:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(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:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {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ΔEAB=-WAB=-qUAB (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.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(V o=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=V ot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,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)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;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(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,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,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=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕.。
高考物理必背考点:电场公式归纳电场高三物理公式:电场公式总结1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,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、运算式){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E=kQ/r2{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/d{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:UAB=φA-φB,UAB=W AB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:W AB=qUAB=Eqd{W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(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:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA: A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{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ΔEAB=-W AB=-qUAB(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,运算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(V o=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2q U/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度V o进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情形下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=V ot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=q E/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,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)电场线从正电荷动身终止于负电荷,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;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(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)处于静电平稳导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面邻近的电场线垂直于导体表面,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=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。
物理知识点高考电场电场是物理学中的一个重要概念,也是高考物理考试中的热门知识点之一。
了解电场的基本原理和相关知识,对于理解电学现象、解决相关问题具有重要意义。
本文将以高考电场为主题,系统介绍电场的相关概念、特点和计算方法。
一、电场的定义电场是指电荷在空间中所产生的一种物理场。
在电场中,带电粒子受到电荷之间相互作用力的作用,这个相互作用力称为电场力。
电场力是带电粒子受到的力的表现形式,它的大小和方向由电荷的性质决定。
二、电场的性质1. 电场具有叠加性。
当两个电荷同时存在时,它们各自产生的电场可以叠加。
2. 电场的特性与电荷的性质有关。
正电荷产生的电场向外指向,负电荷产生的电场向内指向。
3. 电场力是相对力。
电场力的存在是由于电荷之间的相互作用而产生的,需要有至少两个电荷才能产生电场力。
三、电场的计算方法1. 电场强度的计算电场强度可以用公式E=F/q来表示,其中E为电场强度,F为电场力,q为电荷的大小。
根据点电荷和连续电荷分布的特点,可以分别使用公式E=kQ/r^2和E=kσ进行计算。
2. 场点的电势能计算场点的电势能可以通过公式U=qV来计算,其中U为电势能,q为电荷的大小,V为场点的电势。
3. 电势与电场的关系电势是用来描述电场中的一个点所具有的特性,它是电场对电荷的作用能量与电荷大小之比。
电势的单位是伏特(V),电场强度的单位是牛顿/库仑(N/C)。
四、电场中的常见问题1. 点电荷在电场中的受力和电势能的计算问题。
2. 电荷沿电势差方向的位移下,电场对电荷所做的功。
3. 静电能的计算和应用。
4. 改变电荷之间的距离对电场强度和电势能的影响。
5. 导体内部的电场分布和外部的电势分布。
五、电场在生活中的应用1. 静电喷涂技术:利用电场作用将液体喷雾细化并静电吸附在物体表面。
2. 静电除尘技术:利用电场力将空气中的粉尘吸附到电极上实现除尘。
3. 电场感应中的电压和电感应:手机无线充电技术就是利用电场感应。
图6-1-1德钝市安静阳光实验学校一、电场力的性质一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C ,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,系统的电荷总数是不变的.注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
【例1】绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的近旁有一绝缘金属球b ,开始时a 、b 都不带电,如图6-1-所示,现使b 带电,则A .a 、b 之间不发生相互作用B .b 将吸引a ,吸住后不放开C .b 立即把a 排斥开D .b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开【例1】解析 : 本题是1990年全国高考题,题目虽小,但它考查了四个知识点:(1)带电体有吸引轻小物体的性质;(2)物体间力的作用是相互的;(3)接触带电;(4)同种电荷相排斥,由(1)(2)知道b 应吸引a ,使b 、a 接触;由(3)知a 、b 接触后,原来a 所带的电荷要重新在a 、b 表面分布,使a 、b 带了同种电荷;由(4)知b 又把a 排斥开,故应选D 答案:D【例2】有三个完全一样的金属小球A 、B 、C ,A 带电7Q ,B 带电量—Q ,C不带电,将A 、B 固定起来,然后让C 球反复与A 、B 球接触,最后移去C 球,试问A 、B 间的库仑力为原来的多少倍?【例2】解析:题中所说的C 与A 、B 反复接触之意,隐含—个条件:即A 、B 原先所带电量的总和,最后在三个相同的小球间均分,最后A 、B 两球带的电量均为[7Q+(-Q )]/3=2Q ,A 、B 两球原先有引力222rkQ 7r Q .7Q k F ==,A 、B 两球最后有斥力F=k 222rkQ4r2Q .2Q =以上两式相除可得:F ’=4F /7,即A 、B 间的库仑力减为原来的4/7. 二、库仑定律1. 内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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。
期中测评(B)
一、选择题(6×8=48分)
1.中国飞人刘翔,在2008年5月10日的大阪国际田径大奖赛男子110米栏的比赛中,以13秒19的成绩如愿摘金,在实现职业生涯的五连冠。
关于比赛的下列说法中正确的是
()
A.110m是刘翔比赛中位移的大小
B.13秒19是刘翔夺冠的时刻
C.刘翔比赛中的平均速度约是s
D.刘翔经过终点线时的速度一定等于s
答案:AC
2.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是
()
A.是速度不变、加速度变化的直线运动
B.是加速度不变、速度均匀变化的直线运动
C.是速度均匀变化、加速度也均匀变化的直线运动
D.当速度不断减小时,其位移也是不断减小的
思路解析:匀变速直线运动的加速度不变,速度均匀变化。
答案:B
3.在汶川地震发生后的几天,通向汶川的公路非常难走,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4s停在巨石前。
则关于汽车的运动
1 2 3 4 5 6 7
t
情况,下列说法正确的是 ( )
A .加速、减速中的加速度之比a 1:a 2=2:1
B .加速、减速中的平均速度之比v 1:v 2=2:1
C .加速、减速中的位移之比s 1:s 2=2:1
D .加速、减速中的加速度之比a 1:a 2不等于2:1
思路解析:由于加速结束时的速度就是减速开始时的速度,设为v ,则
11t v a =
,2
2t v
a =,则a 1:a 2=1:2,A 错,D 对;两平均速度相等,都等于2
v ,故位移与时间成正比,B 错,C 对。
答案:CD
4.甲、乙、丙三辆汽车同时以相同的速度v 经过某一路标,此后甲一直做
匀速直线运动,乙先加速后减速,丙先减速后加速,它们经过下一个路标时的速度恰好都相等,则( ) A .甲车先经过下一个路标,乙车次之,丙车最后 B .乙车先经过下一个路标,甲车次之,丙车最后
C .丙车先经过下一个路标,乙车次之,甲车最后
D .三车一定不会同时经过下一个路标
思路解析:设甲的速度为v ,由于乙从v 开始先加速后减速,最后速度又
等于v ,故运动过程中乙的速度一直大于v ,丙从v 开始先减速后加速,最后速度又等于v ,故运动过程中乙的速度一直小于v ,因此 B 、D 正确。
答案:BD
5.如图5所示,是物体做直线运动的v -t 图象,
由图象可得到的正确结果是 ( ) A .t =1 s 时物体的加速度大小为 m/s 2
B .t =5 s 时物体的加速度大小为 m/s 2
C .第3 s 内物体的位移为 m
D .物体在加速过程的位移比减速过程的位移大
思路解析:前2s 内物体的加速度为s 2,A 错;从3s 末到7s 末,物体的加
速度为- m/s 2,B 对;第3 s 内物体的位移为3 m ,C 错;物体在加速过程的位移为3m ,减速过程的位移为6m ,D 错。
答案:B
6.(08海南卷改编)t =0时,甲乙两汽车从相距70 km 的两地开始相向
行驶,它们的v -t
车运动状况的 描述正确的是
A .在第2小时末,甲乙两车相距10 km
B .在第1小时末,乙车改变运动方向
C .在第4小时末,甲乙两车相遇
D .在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大
思路解析:在前2小时内,甲车的位移大小为30km ,乙车的位移大小也是
30km ,由于两汽车原来相距70 km 又是相向行驶,故A 对;在第2小时末,乙车改变运动方向,前2小时内末改变运动方向,B 错;前4小时内甲车的位移大小为120km ,乙车的位移大小是30km ,由于两汽车原来相距70 km ,在第4小时末,甲乙两车相距20km ,C 错;在前4小时内,甲车运动加速度的大小为15km/h 2,乙车运动加速度的大小为30km/h 2
,D 对。
3
6
-
答案:AD
7.一个物体从静止开始做匀加速直线运动。
它在第一秒内与在第二秒内位移之比为S 1 : S 2 ,在走完前1m 时与走完前2m 时的速度之比为v 1 : v 2。
以
下
正
确
的………………………………………………………………………………( )
A. S 1 : S 2 = 1 : 3, v 1 : v 2 = 1 : 2
B. S 1 : S 2 = 1 : 3, v 1 :
v 2 = 1 :2
C. S 1 : S 2 = 1 : 4, v 1 : v 2 = 1 : 2
D. S 1 : S 2 = 1 : 4, v 1 : v 2 = 1 :2 答案:B
8.(08上海卷改编)某物体以30m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,
g 取10m/s 2。
5s 内物体的 ( )
A .速度改变量的大小为10m/s
B .平均速度大小为13m/s ,方向向上
C .路程为65m
D .位移大小为25m ,方向向上 思路解析:物体上升到最高点所用的时间是s m g v t /10
3001==
=3s ,上升的最大高度为m m g v h 4510
23022
20=⨯==
,故5s 末的速度为
s m s m t t g v /20/)35(10)(0=-=-=,方向向下,设速度向下为正,则020/(30/)50/v v v m s m s m s
∆=-=--=,A 错;平均速度
02030
/5/22v v v m s m s +-=
==-,B 错;最后2s 内的位移为222011
()1022022
h g t t m m =-=⨯⨯=,故C 、D 正确。
答案:CD
图3
二、实验题(11×2=22分) 9.如图3所示为接在50Hz
低压交流电源上的打点计时器在 纸带做匀加速直线运动时打出的 一系列点,图中所标的是相隔4 个点所取的计数点,但第3个计 数点C 没有画出,则该物体运动 的加速度为_____ m/s 2.BC 间的 距离约为_______cm.
思路解析:由于是“相隔4个点”,所以1.0502.0=⨯=∆t s 。
根据62.31=s cm ,
83.54=s cm ,由74.0101.0362.383.532
2
214=⨯⨯-=-=
-T s s a m/s 2。
又由于74.03
62
.383.5314=-=-=
∆s s s cm ,所以,
36.474.062.31=+=∆+=s s BC cm 。
答案:s 2;
10.如图所示,某同学在做“研究匀速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T =,其中S 1=、S 2=、S 3=、S 4=、S 5=、S 6=,则A 点处瞬时速度的大小是____________m/s ,小车运动的加速度计算表达式为_______________,加速度的大小是_____________m/s 2(计算结果保留两位有效数字).
答案: 415263
2
9S S S S S S a T -+-+-=
三、计算题(15×2=30分)
13.(08全国卷Ⅰ改编)已知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点、AB 间的
S S S 3 S S S 6
A
距离为l 1,BC 间的距离为l 2,一物体自O 点由静止出发,沿此直线做匀速运动,依次经过A 、B 、C 三点,已知物体通过AB 段与BC 段所用的时间相等。
求O 与A 的距离。
思路解析:设物体的加速度为a ,到达A 点的速度为v 0,
通过AB 段和BC 段所用的时间为t ,则有
l 1= v 0t+22
1at l 1+l 2= 2v 0t+22at
联立解得:l 2-l 1=2at 3l 1-l 2=2v 0t 设O 与A 的距离为l ,则有l =
a
v 220
=
)
(8)3(12221l l l l --
答案:
)
(8)3(12221l l l l --
17.一列快车正以216km/h 的速度在平直的铁轨上行驶时,发现前面1500m
处有一货车正以h 的速度匀速同向行驶,快车立即合上制动器,经120s 的刹车时间才能停止,试判断两车是否发生撞车事故。
思路解析:⑴快车的速度603600
1000
216=⨯
=t v m/s , 货车的速度183600
1000
8.64=⨯
=v m/s 。
快车刹车中的加速度大小为5.0120
60===
t v a t m/s 2。
快车与货车速度相同时,两车没有相碰,则所需时间为
845
.018
60=-=-=
a v v t t s 。
这段时间内快车行驶的距离为
3276845.02
1
84602122=⨯⨯-⨯=-=at t v s t 快m 。
货车行驶的距离为15128418=⨯==vt s 货m 。
而
1512m+1500m=3012m3276。
所以,快车的速度还没有减小到货车的速度,两车便相撞了。
答案:相撞。