高二物理选修3-1第一章《静电场》复习提纲
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高二物理选修3-1静电场复习资料三篇当一个人先从自己的内心开始奋斗,他就是个有价值的人。
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高二物理静电场复习资料11、平等板电容器(1)平行板电容器的电容计算式(即电容与两板的正对面积成正比,与两板间距离成为反比,与介质的介电常数成正比)(2)带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场,且E=2、测量电容器两极板间电势差的仪器-静电计电容器充电后,两板间有电势差U,但U的大小用电压表去测量(因为两板上的正、负电荷会立即中和掉),但可以用静电计测量两板间的电势差,如图1.3-3所示静电计是在验电器的基础上改造而成的,静电计由的两部分构成,静电计与电容器的两部分分别接在一起,则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的,U的大小就从静电计上的刻度读出。
注意:静电计本身也是一个电容器,但静电计容纳电荷的本领很弱,即电容C很小,当带电的电容器与静电计连接时,可认为电容器上的电荷量保持不变。
3、关于电容器两类典型问题分析方法:(1)首先确定不变量,若电容器充电后断开电源,则不变;若电容器始终和直流电源相连,则不变。
(2)当决定电容器大小的某一因素变化时,用公式判断电容的变化。
(3)用公式分析Q和U的变化。
(4)用公式分析平行板电容两板间场强的变化。
高二物理静电场复习资料21、电容器、电容(1)电容器:两个彼此又互相的导体都可构成电容器。
(2)电容:①物理意义:表示电容器电荷本领的物理量。
②定义:电容器所带(一个极板所带电荷量的绝对值)与两极板间的比值叫电容器的电容。
2、电容器的充放电过程(1)充电过程特点(如图1.3-1)①充电电流:电流方向为方向,电流由大到小;②电容器所带电荷量;③电容器两板间电压;④电容中电场强度;当电容器充电结束后,电容器所在电路中电流,电容器两极板间电压与充电电压;⑤充电后,电容器从电源中获取的能量称为(2)放电过程特点(如图1.3-2):①放电电流,电流方向是从正极板流出,电流由大变小;开始时电流最大②电容器电荷量;③电容器两极板间电压;④电容器中电场强度;⑤电容器的转化成其他形式的能注意:放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程,当放电结束时,电路中无电流。
静电场 复习提纲一、知识要点1.电荷 电荷守恒2.元电荷:e= 。
3.库仑定律:F= 。
4.电场及电场强度定义式:E = ,其单位是 。
5.点电荷的场强:E = 。
6.电场线的特点:7.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的_____ 有关8.电场力做功与电势能变化的关系:电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
9.电势能:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。
通常把_________的电势能规定为零。
10.电势ϕ: 14.电势差U : 公式:AB U = 。
电势差有正负:AB U = -BA U 。
11.电势与电势差的比较:A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,12.等势面:电场中 的各点构成的面叫等势面。
17.等势面的特点:13.匀强电场中电势差与电场强度的关系: E = 。
14.电容:定义公式U Q C =。
注意C 跟Q 、U 无关,kdS C r πε4=。
15.带电粒子的加速(1)运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直在线,做 运动。
(答案:匀加(减)速直线)(2)用功能观点分析:粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功(电场可以是______电场或_______电场)。
若粒子的初速度为零,则:_________,v=__________;若粒子的初速度不为零,则:____________,v=______________。
16.带电粒子的偏转(限于匀强电场)(1)运动状态分析:带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。
(垂直,匀变速曲线)(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理,沿初速度方向为______________运动,运动时间t=______________.沿电场力方向为______________运动,加速度a=______________.离开电场时的偏移量y=______________离开电场时的偏转角tan θ=______________。
静电场》考点1. 电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
例如:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
1. 元电荷:电荷量e=1.60 x 10-19C的电荷,叫元电荷。
说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2. 电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,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,电荷的总量保持不变。
3. 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。
例题1 .甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦(没有第三者参与),结果发现甲物体带了 1 .6 x1 0-15C 的电荷量(正电荷),下列说法正确的是()A .乙物体也带了1.6 X1O-15C的正电荷B .甲物体失去了104个电子C .乙物体失去了104个电子D .甲、乙两物体共失去了2X 104个电子2 .导体A 带3q 的正电荷,另一完全相同的导体B 带-5q 的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则 B 导体带电量为()A. 4qB. -4qC. -2qD. -q3. 关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是()①摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷;②摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体;③感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分;④感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上 .A .②④B•②③C•①④ D.③④考点2.库仑定律1. 内容:在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
2. 公式:F k Q1QQ2(式中k 9.0 109N m2/C2,叫静电力常量)3. 适用条件:真空中的点电荷。
4. 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
第一章 《静电场》专题复习【知识要点提示】1. 两种电荷:自然界中存在着两种电荷,它们分别为 和 。
(1) 负电荷是用 摩擦过的 上带的电荷; (2) 正电荷是用 摩擦过的 上带的电荷。
(3) 同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
2.使物体带电方法有三种(1) 摩擦起电:当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体 到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。
这就是摩擦起电。
(2) 感应起电:指利用 使物体带电的过程。
(3) 接触带电:一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开,使不带电的导体带上电荷的方式。
注意:金属导体的特点:金属中离原子核最远的电子会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫自.由电子...;失去电子的原子便成为正离子,金属正离子.....只在各自的平衡位置做振动..而不移动,只有自由电子穿梭其中;当金属导体处于电场中时,自由电子受静电力...作用而定向移动....,使原本不带电的金属导体两端呈现电性,因此金属导体放入电场中时,一定会发生静电感应....现象。
3.电荷量:电荷量是指 ,单位是 ,简称 ,符号是 。
(1) 元电荷:元电荷是指 的电荷量。
用e 表示,e=1.60×10-19C (2) 单位电荷:单位电荷是指 的电荷量。
(3) 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体 的影响可忽略不计,可看成点电荷。
点电荷是 ,实际不存在。
(4) 电荷量是 (填:连续变化、不能连续变化)的物理量。
注意:物体不带电的实质是物体带有等量的正负电荷;物体带电的实质是物体带有不等量的正负电荷。
(5) 试探电荷:带电荷量很小的点电荷,将试探电荷放入电场中时,原来的电场不会发生明显的变化 4.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消失,只能从 转移到 ,或者从 转移到 ;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
另一种表述:一个与外界没有 交换的系统,电荷的 总是 的。
人教版高中物理选修3—1第一章知识点总结第一章 静电场第一节、电荷及其守恒定律1.自然界中的两种电荷(1) 正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 正 电荷,用正数表示,则丝绸带 负点;把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为 负 电荷,用负数表示,则毛皮带 正 电。
(2)电荷及其相互作用:同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 .原子核式结构:包括原子核(质子“带正电”)和核外电子(带负电)。
通常说物体不带电是指物体中的质子所带的 正电 与电子所带的 负电 在数量上相等,使整个物体对外不显电性。
(3)电荷守恒定律:电荷既不能 创造,也不能 消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移个人过程中,电荷的总量 保持不变。
2.三种起电方式(1)摩擦起电:两个相互绝缘的物体相互摩擦,使其中容易失去电子的物体由于失去电子而带 正电 ,而另一个得到电子的物体带 负点 。
原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.(2)感应起电:用静电感应的方法使物体带电,叫做感应起电.静电感应: 把一个带电的物体移近一个不带电的异体时,可以使导体带电的现象。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷。
例 :如图所示,导体棒AB 靠近带正电的导体Q 放置.A 端带 _负_ 电荷.B 端带_正_电荷 。
(3)接触起电:一个带电的导体靠近一个不带电的导体而是这个不带电的导体带电的现象。
强调:三种起电方式的实质:电子的转移 ;三种起电方式都不是创造了电荷,也不是使电荷消失,而是使物体中的正负电荷分开,使电荷从物体的一部分转移到另一部分,或从一个物体转移到另一个物体,转移过程中总量不变。
3.元电荷(1)电荷的多少叫做 电荷量 .符号:Q 或q 单位:库仑 符号:C(2)人们把最小的电荷量叫元电荷,用e 表示。
电荷量e 的值:e=1.6×10-19C电子所带的电荷量的大小为e ,为负电;质子所带电荷量大小也为e ,但为正电。
高二物理选修3-1第一章《静电场》复习提纲一、知识要点1.电荷电荷守恒2.元电荷:e=。
3.库仑定律:F =。
4.电场及电场强度定义式:E =,其单位是。
5.点电荷的场强:E =。
6.电场线的特点:7.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的_____有关8.电场力做功与电势能变化的关系:电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
9.电势能:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。
通常把_________的电势能规定为零。
10.电势:14.电势差U :公式:ABU=。
电势差有正负:ABU= -BA U。
11.电势与电势差的比较:ABBABA ABU U ,12.等势面:电场中的各点构成的面叫等势面。
17.等势面的特点:13.匀强电场中电势差与电场强度的关系:E =。
14.电容:定义公式UQ C。
注意C 跟Q 、U 无关,kdSCr4。
15.带电粒子的加速(1)运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直在线,做运动。
(答案:匀加(减)速直线)(2)用功能观点分析:粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功(电场可以是______电场或_______电场)。
若粒子的初速度为零,则:_________,v=__________;若粒子的初速度不为零,则:____________,v=______________。
16.带电粒子的偏转(限于匀强电场)(1)运动状态分析:带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。
(垂直,匀变速曲线)(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理,沿初速度方向为______________运动,运动时间t=______________. 沿电场力方向为______________运动,加速度a=______________.离开电场时的偏移量y=______________ 离开电场时的偏转角tan=______________。
高二物理第一章《静电场》复习提纲
即将升入高三的理科同学们,暑期已经过去大半时间,大家的复习进行的怎么样了?我想,大家应该需要对自己所学的知识点进行梳理一下,以便延长记忆周期。
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下文从知识要点、实例探究、针对练习和参考答案这四个方面总结了高二物理选修3-1第一章《静电场》的复习提纲,希望对大家有帮助。
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高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)选修3-1《静电场》知识点复习第一单元 电场力的性质一、电荷和电荷守恒定律1.电荷(1)元电荷:e =1.6×10-19 C ,所有带电体的电荷量都是元电荷的______倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同.电子带的电荷量q =______________.(2)点电荷:有一定的电荷量,忽略______________的理想化模型.2.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_________________,或者从物体的一部分________________;在转移的过程中,电荷的总量__________.(2)起电方式:_________、__________、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是__________.二、库仑定律1.内容:在_____中两个点电荷的相互作用力跟它们的________________成正比,跟它们间的_____________成反比.作用力的方向在________________.2.表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =________ N·m 2/C 2,叫静电力常量. 3.适用条件:______中的_________.三、电场、电场强度和电场线1.电场基本性质:对放入其中的电荷有_________.2.电场强度(1)定义式:_______,单位:_____或____.(2)方向:规定_______在电场中某点____________的方向为该点电场强度的方向.3.电场线(1)电场线的特点①电场线从________或无限远处出发终止于________或无限远处.②电场线在电场中不相交.③在同一电场里,电场线_____的地方场强越大.④电场线上某点的切线方向表示该点的__________.(2)几种典型电场的电场线(如图所示)第二单元电场能的性质一、静电力做功的特点与电势能1.电场力的功(1)特点:电场力做功和路径无关,只与____________有关.(2)计算方法:①W=qEd,只适用于_________,其中d为沿_______方向的位置.②WAB=______,适用于任何形式的电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,等于静电力把它从该点移到________位置时所做的功.(2)电场力做功与电势能的关系:在电场中移动电荷时,静电力做正功,电荷的电势能_____;静电力做负功,电荷的电势能_____,即静电力做的功等于电势能的________,表示为W AB=E p A-E p B.(3)电势能具有________,通常取__________________为电势能的零点.(4)电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到________位置时所做的功.二、电势和等势面1.电势(1)定义:试探电荷在电场中某点具有的__________与__________的比值.(2)定义式:φ=E p q. (3)矢标性:电势是_____,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比_________高(低).(4)相对性:电势具有________,同一点的电势因________的选取的不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中___________________构成的面.(2)特点:①等势面一定与________垂直,即跟 的方向垂直;②在同一等势面上移动电荷时电场力______功;③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面;④任意两个等势面都不会______;⑤等差等势面越密的地方电场强度越____,即等差等势面的分布疏密可以描述电场的_______.三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,_________________与_________________的比值.2.定义式:___________3.电势差与电势的关系:U AB=________.4.单位:______,符号___.5.影响因素:电势差U AB 由决定,与移动的电荷q 及电场力做功WAB_______,与零势点的选取______.四、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差与场强的关系式:E =U d,其中d 为电场中两点间___________的距离. 2.电场强度的方向和大小电场中,场强方向是指_________最快的方向.在匀强电场中,场强在数值上等于沿______方向每单位距离上降低的电势.第三单元 电容 带电粒子在电场中的运动一、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此______又相互______的导体组成.(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的_______.(3)电容器的充、放电:充电——使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的__________,电容器中储存________.放电——使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中________转化为其他形式的能.2.电容(1)定义式:_______(2)单位:法拉(F),1 F =____μF =1012pF3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与_________成正比,与介质的__________成正比,与________________成反比.(2)决定式:C =εr S 4πkd,k 为静电力常量. 二、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的加速(1)处理方法:利用动能定理:qU =_____________.(2)适用范围:__________.2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件:带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.(2)处理方法:类似于平抛运动,应用运动的 的方法.①沿初速度方向做___________运动,x =v x ·t= ,到离开电场时运动时间t =0v l ②沿电场力方向,做 运动v y =at ,a = = =射出偏转电场时合速度v = ,偏转角的正切tan θ=三、示波管的原理1.构造:①________,②___________,③________.2.工作原理:(如图所示)偏转电极XX′和YY′不加电压时,电子打到屏_____;若只加XX′,只在X方向偏转;若只加YY′,只在Y方向偏转;如果在偏转电极XX′上加_____电压,同时加在偏转电极YY′上所要研究的______电压,其周期与扫描电压的周期______,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线。
物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律2.两种电荷:正电荷和负电荷.3.起电的方法 使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变.二、电荷守恒定律1、电荷量:电荷的多少。
在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C.2、元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
表述2:在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷:当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
(类似于质点)2、带电体看做点电荷的条件:①两带电体间的距离远大于它们大小;②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素: ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上(吸引力向内,斥力向外)(静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2(库仑扭秤)) 注意:1.定律成立条件:真空、点电荷3.计算库仑力时,电荷只代入绝对值使用的方法:库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷(带电体)周围存在着的一种物质。
物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结(详细)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:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)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。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意: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。
③感应起电:带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子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.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。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:221 r QQkF k=9.0×109N·m2/C2极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
高二物理选修3-1第一章《静电场》复习提纲
一、知识要点
1.电荷 电荷守恒
2.元电荷:e= 。
3.库仑定律:F = 。
4.电场及电场强度定义式:E = ,其单位是 。
5.点电荷的场强:E = 。
6.电场线的特点:
7.静电力做功的特点:在电场中移动电荷时,电场力所做的功只与电荷的_____ 有关
8.电场力做功与电势能变化的关系:电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。
9.电势能:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。
通常把_________的电势能规定为零。
10.电势ϕ: 14.电势差U : 公式:AB U = 。
电势差有正负:AB U = -BA U 。
11.电势与电势差的比较:A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,
12.等势面:电场中 的各点构成的面叫等势面。
17.等势面的特点:
13.匀强电场中电势差与电场强度的关系: E = 。
14.电容:定义公式U
Q C =。
注意C 跟Q 、U 无关,kd S C r πε4=。
15.带电粒子的加速
(1)运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直在线,做 运动。
(答案:匀加(减)速直线)
(2)用功能观点分析:粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功(电场可以是______电场或_______电场)。
若粒子的初速度为零,则:_________,v =__________;若粒子的初速度不为零,则:____________,v =______________。
16.带电粒子的偏转(限于匀强电场)
(1)运动状态分析:带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。
(垂直,匀变速曲线)
(2)粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理,
沿初速度方向为______________运动,运动时间t =______________.
沿电场力方向为______________运动,加速度a =______________.
离开电场时的偏移量y =______________
离开电场时的偏转角tan θ=______________。
二、实例探究
☆点电荷的场强、电场强度的迭加
【例1】图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ,求该三角形中心O 点处的场强大小和方向。
解:每个点电荷在O 点处的场强大小都是()23/3a kq E =由图可
得O 点处的合场强为26a
kq E O =,方向由O 指向C 。
☆静电力做功、电势、电势能、电势差
【例2】 如图所示,将一个电荷量为q = +3×10-10C 的
点电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中,克服电场力做
功6×10-9J 。
已知A 点的电势为ϕA = - 4V ,求B 点的电势和
电荷在B 点的电势能。
解:先由W=qU ,得AB 间的电压为20V ,再由已知分析:向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出B 点电势高。
因此ϕB =16V 。
电荷在B 点的电势能9
108.4-⨯==B P q E ϕJ
☆电场线、等势面
【例3】 如图所示,虚线a 、b 、c 是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P 、Q 是轨迹上的两点。
下列说法中正确的是
A.三个等势面中,等势面a 的电势最高
B.带电质点一定是从P 点向Q 点运动
C.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小
D.带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小
解:先画出电场线,再根据速度、合力和轨迹的关系,可以判定:质点在各点受的电场力方向是斜向左下方。
由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场线向左下方。
答案仅有D
☆电容器
【例4】 如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。
K 闭合时,该微粒恰好能保持静止。
在①保持K 闭合;②充电后
将K 断开;两种情况下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动
打到上极板?
A.上移上极板M
B.上移下极板N
A A B
v M N
C.左移上极板M
D.把下极板N 接地
解析:电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化。
这里一定要分清
两种常见的变化:
(1)电键K 保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),
这种情况下带电量,C CU Q ∝=而d d U E d S kd S C r r 14∝=∝=,επε (2)充电后断开K ,保持电容器带电量Q 恒定,这种情况下S
E S d U d S
C r r r εεε1,,∝∝∝ 所以,由上面的分析可知①选B ,②选C 。
【例5】计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。
电容的计算公式是d
S C ε=,其中常量ε=9.0×10-12F m -1,S 表示两金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离。
当某一键被按下时,d 发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电
子线路发出相应的信号。
已知两金属片的正对面积为50mm 2,键未被按下时,
两金属片间的距离为0.60mm 。
只要电容变化达0.25pF ,电子线路就能发出相应
的信号。
那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?
解:先求得未按下时的电容C 1=0.75pF ,再由1221d d C C =得1
2d d C C ∆=∆和C 2=1.00pF , 得Δd =0.15mm 。
☆带电粒子在电场中的运动
三、针对练习
1.电场中有A 、B 两点,一个点电荷在A 点的电势能为1.2×10-8 J ,在B 点的电势能为0.80×10-8 J 。
已知A 、B 两点在同一条电场在线,如图所示,该点电荷的电荷量为1.0×10-9C ,那么( )
A.该电荷为负电荷
B.该电荷为正电荷
C.A 、B 两点的电势差U AB =4.0 V
D.把电荷从A 移到B ,电场力做功为W =4.0 J
2.某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a 、b 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ,则a 、b 联机的中点c 处的电势应( )
A
A.肯定等于25 V
B.大于25 V
C.小于25 V
D.可能等于25 V
3.如图所示,M、N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们联机
的中点,B为联机上靠近N的一点,C为联机中垂在线处于A点上方的一点,在A、B、C三点中()
A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点
B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点
C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点
D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点
4.AB联机是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图像如图所示,比较A、B两点电势ϕ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的()
A. ϕA>φB,E A>E B
B. ϕA>φB,E A<E B
C. ϕA<φB,E A>E B
D. ϕA<φB,E A<E B
5.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,ϕa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则()
A. ϕa变大,F变大
B. ϕa变大,F变小
C. ϕa不变,F不变
D. ϕa不变,F变小
6.(2001年全国高考试题)如图所示,虚线a、b和c是某静电场
中的三个等势面,它们的电势分别为ϕa、ϕb和ϕc,
ϕa>ϕb>ϕc,一带正电的粒子射入电场中,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,静电力做负功
B.粒子从L到M的过程中,静电力做负功
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,动能减小
参考答案
1.A
2.C
3.C
4.A
5.B
6.AC
(答案:匀强,非匀强,qU =21mv 2,m qU 2,qU =21mv 2-2
1mv 02,m qU v 220+) (答案:平抛运动,运动的合成和分解的知识,匀速直线,0
v l ,初速度为零的匀加速直 线,md qU m qE m F ==,20
22221mdv qUl at =,200mdv qUl v v =⊥)。