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第一章 静电场

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第一节电荷及电荷守恒定律、第二节库仑定律☆关于电荷间的相互作用【例1】如图所示，a，b，c，d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则（）A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c，d小球带同种电荷D．c，d小球带异种电荷☆电荷守恒定律的应用、元电荷【例2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电量Q A= -6.4×10-9C，Q B=-3.2×10-9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？☆关于静电感应现象的应用【例3】如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。

当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（）A．A端金箔张开，B端金箔闭合B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷☆关于库仑定律的综合应用【例4】真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（A、B均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。

用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则A、B球间的静电力应为多大?若再使A、B间距增大一倍，则它们的静电力又为多大?★巩固练习1.两个相同的均匀带电小球，分别带Q1=1 C，Q2=－2C，在真空中相距r且静止，相互作用的静电力为F。

（1）今将Q1、Q2、r都加倍，问作用力变化？（2）只改变两电荷的电性，作用力如何？（3）只将r增大两倍，作用力如何？（4）将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？（5）接（4）题，为使两球接触后，静电力的大小不变，应如何放置两球？2.两个相同的金属小球，一个带电Q1=4.0×10-11C，另一个带电Q2=－6.0×10-11C。

（1）两球相距50 cm时，它们之间的静电力？（2）把两球接触，分开后使它们仍相距50 cm，它们之间的静电力？3.如图所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45 ,此时小球B受到库仑力F=___________。

小球A带的电量q A=____________。

4. 真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了1/2，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了（）A.1/5B.1/4C.1/3D.1/25. 已知点电荷A的电量是B点电荷的2倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为（）A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定6. 如图所示，用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球A和B，此时，上、下细线受的力分别为T A、T B，如果使A带正电，B带负电，上、下细线受力分别为T'A，T'B，则（）A.T A< T'AB.T B> T'BC.T A=T'AD. T B<T'B7. 真空中有两个大小相等的带电球体，带电量分别为4×10-8C和-8×10-8C，相距为r(r远大于球半径)时，它们之间的静电引力为F，若将两个带电体接触后再分开，仍相距r，它们之间的静电力为_________力（吸引或排斥），静电力大小为F'=______F。

8. 两个质量都是m的小球，都用细线拴在同一点，两细线长度相等，两球都带上正电荷，但甲球电量比乙球多，平衡时两细线分别与竖直方向夹角为Q1和Q2，则二者相比，Q1_____Q2。

9.相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q和-Q，要引进第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？10. 两个点电荷甲和乙，它们带有同种性质的电荷，所带电量之比为2:5，质量之比为1:2，置于真空中，相距为L，同时由静止释放时，它们加速度之比为________，经过t秒后，甲的加速度变为原来的四分之一，则乙的加速度变为原来的_________。

11.使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。

下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是A B C D参考答案：例1 BD 例2电子从A转移到B共1010个例3 BCD 例4 F/8 F/32巩固练习1、（1）作用力不变。

（2）作用力不变。

（3）作用力变为F/9，方向不变。

（4）静电力的大小变为F/8，方向由原来的相吸变为相斥。

（5）将两带电体间的距离变为r/8。

2、（1）F=8.6×10－11N 吸引力。

（2）F=3.6×10－12N 排斥力3、2×10-3N q A=-0.5×10-8C4C 5C 6BC 7排斥力1/8 8 = 9、点电荷C置于B的右侧且距离B为L，带电荷为q=4Q 10 2:1 1/4 11、B第三节 电场强度☆对电场强度的概念的理解【例1】电场中有一点P ，下列说法中正确的有A.若放在P 点的电荷的电量减半，则P 点的场强减半B.若P 点没有检验电荷，则P 点场强为零C .P 点的场强越大，则同一电荷在P 点受到的电场力越大D.P 点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向☆点电荷的电场强度 电场强度的叠加【例2】在真空中有两个点电荷q 1和q 2，分别位于A 和B ，相距20 cm ，q 1为4×10-8 C ，q 2为－8×10-8 C 。

则（1）在AB 连线上A 点的外侧离A 点20 cm 处的D 点场强大小、方向如何?（2）能否在D 点处引入一个带负电的点电荷-q ，通过求出-q 在D 处受合电场力，然后根据E=qF 求出D 处的场强大小和方向? ☆电场知识的综合应用【例3】如图所示，A 为带正电Q 的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r 处放一质量为m 、电量为q 的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止。

小球用绝缘丝线悬挂于O 点，试求小球所在处的电场强度。

第四节 电势能和电势☆对基本概念的理解 【例4】 将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了3×10-5J 的功，再从B 移到C ，电场力做了1.2×10-5J 的功，则（1）电荷从A 移到B ，再从B 移到C 的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A 点的电势能为零，则该电荷在B 点和C 点的电势能分别为多少？（3）如果规定B 点的电势能为零，则该电荷在A 点和C 点的电势能分别为多少？【例5】如图所示，为一负点电荷产生的电场中有A 、B 两点，两点间电势之差为200V ，电量为－6×10-8 Ｃ的点电荷从B 移到A ，它的电势能改变多少?是增加还是减少?该电荷在A 、B 两点的电势能哪个大?哪点场强大?哪点电势高?图3 图4C图6☆电场知识的综合应用【例6】某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.电场中A点的电势低于B点的电势☆巩固练习1如图所示，a、b、c是某电场中一条电场线AB上的三点，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为；（2）若该电场是A处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为；（3）若该电场是B处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为（4）若A、B处分别为两个等量异种电荷，则φa、φb、φc的大小关系为，E a、E b、E c的大小关系为。

2如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则( )A．W1＞W2＞W3B．W1＜W3＜W2C．W1= W2= W3D．W1= W2＜W33如图3所示，A、B是电场中两点，一个带负电的点电荷Q在A点所受的电场力要比它在B点所受的电场力___，该负电荷在A点的电势能要比它在B点的电势能____，A点的电场强度要_____于B 点的电场强度，A点的电势要_____于B点的电势.4．如图4所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( )A．放上+q时，它们的电势能E PA＞E PB＞E PC B．放上+q时，它们的电势能E PA＜E PB＜E PCC．放上－q时，它们的电势能E PA＞E PB＞E PC D．放上－q时，它们的电势能E PA＜E PB＜E PC5．如图5，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b 点运动，则可判断( ) A．该电场一定是匀强电场B．场强E a一定小于E bC．电子具有的电势能E Pa一定大于E Pb D．两点的电势φa一定低于φb6如图6所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点．若E1、E2为P 1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则( )A ．E 1 > E 2，φ1>φ2B ．E 1 > E 2，φ1<φ2C ．E 1< E 2，φ1>φ2D ．E 1< E 2，φ1<φ27．如图7所示的电场线，可判定 ( )A ．该电场一定是匀强电场B ．A 点的电势一定低于B 点电势C ．负电荷放在B 点的电势能比放在A 点的电势能大D ．负电荷放在B 点所受电场力方向向右8．图8为某个电场中的部分电场线，如A 、B 两点的场强分别记为E A E B ，电势分别记为ϕA 、ϕB ，则 ( )A ．E A > EB 、ϕA > ϕB B ．E A < E B 、ϕA > ϕBC ．E A <E B 、ϕA <ϕBD ．E A > E B 、ϕA <ϕB 9.关于电场中的电场线，下列说法正确的是 ( )A.带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度逐渐减小C .沿电场线方向电势逐渐降低 D.电荷沿电场线方向运动，电势能减少10下列说法中，正确的是 ( )A .当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B .当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小11．如图11所示，虚线a 、b 、c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa 、φb 、φc ，且φa >φb >φc ，一带正电的粒子射人电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示．由图可知A ．粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功B ．粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功C ．粒子从K 到L 的过程中，电势能增加D ．粒子从L 到M 的过程中，动能减少12电场中有A 、B 两点，把电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对电荷做正功，则( )A ．电荷的电势能减少B ．电荷的电势能增加C ．A 点的场强比B 点的场强大D ．A 点的场强比B 点的场强小13．如图13所示，A 、B 是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是( )A ．正电荷在A 点具有的电势能大于在B 点具有的电势能B ．正电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能C ．负电荷在A 点具有的电势能大于在B 点具有的电势能D ．负电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能 14．下列关于电场中场强与电势能、电势的关系说法正确的是( )A ．电荷在电势高处电势能也一定大B ．场强越大的地方电势一定越高C ．场强为零的地方电势必为零D ．电势为零的地方场强可以不为零15关于电势的高低，下列说法正确的是 ( )A ．沿电场线方向电势逐渐降低B ．电势降低的方向一定是电场线的方向C ．正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动D ．负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动16．a 、b 为电场中的两点，且a 点电势高于b 点，则可知 ( )A ．把负电荷从a 点移到b 点电场力做负功，电势能增加图13图7图22 B ．把正电荷从a 点移到b 点电场力做正功，电势能减少C ．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D ．无论是否有电荷移动，a 点电势能总是大于b 点的电势能17下列关于电荷在电场中移动时，其电势能变化的说法中，正确的是（ ）A.正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加 B .正电荷逆电场线方向移动，其电势能增加C.负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少 D .负电荷逆电场线方向移动，其电势能减少18将一带电量为 -q 的检验电荷从无限远处移到电场中的A 点，该过程中电场力做功为W ，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为 ( )A ．E P = -W ，φA =q WB ．E P = W ，φA = -q WC ．E P = W ，φA =q WD ．E P = -W ，φA = -qW 19．下列关于电场性质的说法，正确的是 ( )A ．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高B ．电场强度为零的地方，电势一定为零C ．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高D ．电势为零的地方，电场强度一定为零20．在电场中，已知A 点的电势高于B 点的电势，那么 ( )A ．把负电荷从A 点移到B 点，电场力做负功 B 把负电荷从A 点移到B 点，电场力做正功C ．把正电荷从B 点移到A 点，电场力做负功D 把正电荷从B 点移到A 点，电场力做正功 21关于电势与电势能的说法，正确的是A ．电荷在电势越高的地方，电势能也越大B ．电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C ．在正点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D ．在负点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能22、如图22所示，P 、Q 是两个等量的正点电荷，它们连线的中点是O ，A 、B 是中垂线上的两点，OA<OB ，用A E 、B E 、A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的场强和电势，则 （ ）A ．A E 一定大于B E ，A ϕ一定大于B ϕ B ．A E 不一定大于B E ，A ϕ一定大于B ϕC ．A E 一定大于B E ，A ϕ不一定大于B ϕD ．AE 不一定大于B E ，A ϕ不一定大于B ϕ23.如图23所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则 下列说法中正确的是 （ ）A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C .带电粒子的加速度一定越来越小 D.带电粒子的加速度一定越来越大24．如图所示，在矩形ABCD 的AD 边和BC 边的中点M 和N 各放一个点电荷，它们分别带等量的正、负电荷E 、F 是AB 边和CD 边的中点，P 、Q 两点在MN 的连线上，MP ＝QN ．对于E 、F 、P 、Q 四点，其中电场强度相同、电势相等的两点是（ ）A ．E 和FB ．P 和QC ．A 和BD ．C 和D25．将带电荷量为1×108-C 的电荷，从无限远处移到电场中的A 点，要克服电场力做功1×106-J ．问：(1) 电荷的电势能是增加还是减小? 电荷在A 点具有多少电势能?(2) A 点的电势是多少?(3) 若电场力可以把带电荷量为2×108-C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点，说明电荷带正电还是带负电? 电场力做了多少功? (取无限远处为电势零点)第一节电荷及电荷守恒定律、第二节库仑定律参考答案：例1 BD 例2电子从A 转移到B 共1010个 例3 BCD 例4 F/8 F/32巩固练习1、（1）作用力不变。

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大学物理第一章 静电场

大学物理第一章 静电场

第一章
静止电荷的电场
本章是静电部分重点，主要讨 论如何描述电场，即从电荷在电场 中受力的角度建立电场强度的概念。 重点讨论用两种方法求场强分布。
1
一、基本概念
1. 电荷
(1) 种类 只有两种 (2) 电荷是量子化的(charge quantization ) 自然界物体所带电荷：q = ne (3) 电荷遵从守恒定律 (law of conservation of charge) (4) 电量是相对论不变量
dE
dq 4 o r
e 2 r
13
例2 均匀带电直线，带电量为q，长为L，
求空中任意一点P的场强。
解：
（1）取电荷元
q dq dl dl L
y
dq
（2）电荷元产生 元场强大小 1 dq dE 4 0 r 2
L
dl
r
o
x

P
14
dE
x
方向：与dq到场点的矢径 r
q 1 1 Ey 4 0 L x 2 ( L d )2 x2 d 2
式中：
x是场点到带电线的垂直距离
d 是垂足到直线下端点的距离(取绝对值)
17
（5）长直带电线周围任一点电场强度
大小:
E E E E E E
2 x 2 y 2 z 2 x
2. 数学表达式：
q1q2 F k 2 er r
er :
单位矢径
大小：等于1 方向：从施力电荷（场源） 指向受力电荷（场点） 3
1 k 8.988 1012 Nm 2 / c 2 4 o
o 8.8510 12 C 2 / Nm 2
高中物理 第一章 静电场 第1节 电荷及其守恒定律(含解析)

高中物理 第一章 静电场 第1节 电荷及其守恒定律(含解析)

第1节电荷及其守恒定律1.自然界中有两种电荷，富兰克林把它们命名为正、负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接触起电，这三种起电方式本质都是电子的转移，起电的过程遵循电荷守恒定律。

3．用橡胶棒与毛皮摩擦，毛皮带正电，用丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒带正电，可以记为：“毛玻璃带正电”。

4．电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量，这个电荷量叫元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19 C。

5．两个完全相同的带电小球相互接触后总电荷平均分配。

如果两个小球带异种电荷，则先中和再均分。

一、电荷及三种起电方式1．物质的电结构原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成，原子核的正电荷的数量跟核外电子的负电荷的数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。

金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子便成了带正电的离子。

2．两种电荷及其相互作用规律自然界中只有两种电荷，富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷，把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3．三种起电方式(1)接触起电：指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，而使前者带上电荷的方式。

(2)摩擦起电：由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使原来不带电的物体分别带上等量异种电荷。

(3)感应起电：把一带电物体靠近导体使导体带电的方式。

如图所示，将带电体C去靠近相互接触的导体A、B，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，导体A、B上分别带上等量异种电荷，这时先把A、B分开，然后移去C，则A和B两导体上分别带上了等量异种电荷。

二、电荷守恒定律及元电荷1．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，这个结论叫做电荷守恒定律。

第一章静电场(一)剖析

第一章静电场(一)剖析


描电述场场强中度各点定电义场的E强弱lim的物理F 量
Q
q0 q
空间带电体电量为 Q
q P
q——试验正点电荷放到场点P处
试验电荷受力为 F
F
P点的电场强度与试验点电荷无关
电场强度E
——微小正点电荷在电场中任一点所受电场力与此微 小正点电荷电量之比的极限
1.矢量场 2.量纲
电场强度单位为牛顿每库仑(N/C），在国际单位制 (SI）中的单位为伏特每米(V/m） 。
1.规定
方向：有向曲线，电力线上每一点的切线方向表征该店 场强方向； 大小：用电力线的疏密表征该点场强的大小。 在电场中任一点，取一垂直于该点场强方向的面积元， 使通过单位面积的电力线数目，等于该点场强的量值。
2.电力线的性质
1)电力线起始于正电荷(或无 穷远处)，终止于负电荷，不 会在没有电荷处中断； 2)两条电场线不会相交； 3)电力线不会形成闭合曲线。
1V/m=1N/C
点电荷在外场中受的电场力 F qE
三.电场强度的计算
1.点电荷的场强公式 根据库仑定律和场强的定义
q F
q
P R0
R
有点电荷 q， 在其外部p点放入试验正点电荷q
试验电荷受到电场力为 F，P点场强为E
由库仑定律 由场强定义
F
q q
4 0 R 2
R0
E F q
E
q
4 0 R 2
R0
点：相对 概念上的
场强方向：正电荷受力方向
§1-2 电场的叠加原理
如果带电体由 n 个点电荷组成，如图 in
由受力叠加原理 f fi
q qi ri
由场强定义
i 1
f E
q
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料

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高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，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，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度 电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势 电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=． 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2． 带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=． （2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =． （3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =． 在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==． 离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度． 顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置． 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。