高二物理静电现象与电荷守恒

《静电现象与电荷守恒》讲义一、静电现象在我们的日常生活中，静电现象屡见不鲜。

当我们在干燥的天气里脱毛衣时，会听到“噼里啪啦”的声音，同时可能还会看到火花；用塑料梳子梳头发后，梳子能吸引小纸屑；在科技馆里，我们还能看到静电发生器使人体的头发竖起的有趣场景。

那么，这些静电现象是如何产生的呢？其实，这都与物体中电荷的分布和运动有关。

当两个不同的物体相互摩擦时，例如玻璃棒与丝绸摩擦，橡胶棒与毛皮摩擦，它们的表面会发生电子的转移。

原本呈电中性的物体，因为失去或得到电子而带上了电荷。

得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。

静电现象不仅在我们的日常生活中出现，在工业生产中也有着重要的应用和影响。

例如，在印刷、喷漆、纺织等行业，静电可以帮助吸附颜料、涂料和纤维，提高生产效率。

但同时，如果静电不能得到有效控制，也可能会引发火灾、爆炸等安全事故。

二、电荷的种类自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。

我们规定，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶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。

这个规律在判断电荷的性质和电荷间的相互作用时非常有用。

比如，当我们看到两个带电体相互排斥时，就可以知道它们一定带有同种电荷；而如果它们相互吸引，那么它们可能带有异种电荷，也有可能其中一个带电，另一个不带电。

三、电荷守恒定律电荷守恒定律是自然界的基本定律之一。

它指出：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

这就好比我们在一个封闭的房间里分配糖果，无论我们怎么分配，糖果的总数是不会改变的。

例如，一个带正电的物体与一个不带电的物体接触，正电荷会转移到不带电的物体上，使得两者都带上正电，但总的正电荷量与最初带正电物体所带的电荷量是相等的。

在微观世界中，电荷守恒定律同样适用。

在原子中，原子核带正电，电子带负电，它们的电荷量总是相等的，从而使得原子整体呈电中性。

《静电现象与电荷守恒》讲义一、静电现象在我们的日常生活中，静电现象屡见不鲜。

当我们在干燥的天气里脱毛衣时，常常会听到“噼里啪啦”的声音，同时还能看到微弱的火花；用梳子梳头发后，梳子能够吸引细小的纸屑；在触摸金属门把手时，可能会突然感到一阵电击。

这些都是静电现象的表现。

那么，静电是如何产生的呢？简单来说，当两个不同的物体相互摩擦时，其中一个物体的电子会转移到另一个物体上。

这样，失去电子的物体就带正电，得到电子的物体就带负电。

例如，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒会失去电子而带正电，丝绸则会得到电子而带负电。

静电现象不仅在日常生活中常见，在工业生产中也有着重要的应用。

例如，静电喷漆、静电复印、静电除尘等技术，都是利用静电现象来实现的。

静电喷漆是利用喷枪喷出的漆雾带有负电荷，被涂物带有正电荷，在电场力的作用下，漆雾能够均匀地吸附在被涂物表面，从而提高喷漆的质量和效率。

静电复印则是通过对硒鼓表面充电，使其带上静电，然后用光线照射需要复印的文件，在硒鼓表面形成静电潜像。

接着，带有相反电荷的墨粉被吸附在硒鼓表面的静电潜像上，最后将墨粉转移到纸张上，经过加热定影，完成复印过程。

静电除尘是利用高压电场使空气中的灰尘带电，然后在电场力的作用下，灰尘被吸附到电极上，从而达到除尘的目的。

这种方法效率高、能耗低，广泛应用于工厂的废气处理和空气净化。

然而，静电现象有时也会带来一些麻烦。

例如，在易燃易爆场所，静电火花可能会引发火灾或爆炸；在电子设备生产过程中，静电可能会损坏敏感的电子元件。

因此，我们需要采取一些措施来防止静电的危害，比如增加空气湿度、使用防静电材料、安装静电消除器等。

二、电荷守恒电荷守恒是自然界的基本规律之一。

它指出，在一个孤立的系统中，电荷的总量是保持不变的。

也就是说，无论电荷在系统内如何转移和变化，系统内的正电荷总量与负电荷总量的代数和始终保持不变。

例如，当两个物体相互摩擦时，一个物体失去的电子数量等于另一个物体得到的电子数量，整个系统的电荷总量并没有发生改变。

高二物理上册——静电场【一、库仑定律、电场强度：】1、电荷、电荷守恒⑴ 自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷．使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电． ⑵ 静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带 异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷．⑶ 电荷守恒：电荷即不会创生，也不会消失，它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；在转移过程中，电荷总量保持不变．（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 代数和保持不变）⑷ 元电荷：指一个电子或质子所带的电荷量，用ｅ表示．ｅ＝1.6×10-19C2、库仑定律⑴ 真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们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．即：221rq kq F =其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2⑵ 成立条件：① 真空中（空气中也近似成立）， ② 点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响 可以忽略不计．（对带电均匀的球， r 为球心间的距离）． 3、电场强度⑴ 电场：带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用， 这种力叫电场力．电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的．电场还具有能的性质． ⑵ 电场强度E ：反映电场强弱和方向的物理量，是矢量．① 定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 跟它的电荷量ｑ的比值，叫该点的电场强度． 即：FE q=V/ｍ，Ｎ/Ｃ② 场强的方向：规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向．（说明：电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关，而是由该点的位置和场源电何来决定．） ⑶ 点电荷的电场强度：E ＝2Qkr ，其中Q 为场源电荷，E 为场中距Q 为r 的某点处的场强大小．对于求 均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r 为该点到球心的距离．⑷ 电场强度的叠加：当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度 的矢量和．⑸ 电场线：为形象描述电场而引入的假想曲线．① 电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．② 电场线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹． ③ 同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏．⑹ 匀强电场：电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线．【典型例题解析：】一、电荷守恒、库仑定律的理解1、两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先＂中和＂然后＂平均分配＂于两球．分配前后正、 负电荷之和不变．2、当求两个导体．．球间的库仑力时，要考虑电荷的重新分布，例：当两球都带正电时，电荷相互非斥而使 电荷主要分布于两球的外侧,此时r 将大于两球球心间的距离．3、库仑定律是长程力，当r →0时，带电体不能看成质点，库仑定律不再适用．4、微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力，当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力5、计算库仑力时，先将电荷量的绝对值代入进行计算，然后根据电性来判断力的方向．【例1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r (可视为点电荷)，两者相互接触后再放回原来 的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( ) A.47 B. 37 C. 97 D. 1671、如图6－1－1，A 、B 是两个完全相同的带电金属球，它们所带的电荷量分别为+3Q 和+5Q ，放在光滑绝缘的水 平面上.．若使金属球A 、B 分别由M 、N 两点以相等的动能相向运动，经时间0t 两球刚好发生接触，然后两球 又分别向相反方向运动．设A 、B 返回M 、N 两点所经历的时间分别为1t 、2t .A ．21t t >B ．21t t <C ．021t t t <=D ．021t t t >=二、与电场力相关的力学综合的问题电场力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起产生加速度，因此这类问题实质上仍是力学问题，仍是按力学问题的基本思路来解题，只不过多了一个电场力而已，特别是带电体之间的库仑力由于是一对相互作用力，因而考虑孤立带电体之间相互作用的过程时，一般可考虑用动量守恒；动能与电势能之和守恒来处理． 【例2】 如图6－1－2，在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷． ① 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？ ② 若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？【例3】如图6－1－3，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m 的相同小球，彼此间的距离都是l ， A 、B 电荷量都是+q ．给C 一个外力F ，使三个小球保持相对静止共同加速运动． 求：C 球的带电性和电荷量；外力F 的大小．2、两根绝缘细线分别系住a 、b 两个带电小球，并悬挂在O 点，当两个小球静止时， 它们处在同一水平面上，此时βα<，如图所示6－1－5，现将两细线同时剪断， 在某一时刻（ ）A ．两球仍处在同一水平面上B ．a 球水平位移大于b 球水平位移C ．a 球速度小于b 球速度D ．a 球速度大于b 球速度 三、电场与电场线场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则，场强的叠加是高考的热点，是本节的重点，需要重点突破． 电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线的分布，知道电场线的切线方向与场强方向一致，其疏密可反映场强大小．清除对电场线的一些错误认识． 【例4】等量异种点电荷的连线和中垂线如图6－1－6示，现将一个带负电的 检验电荷先从图中的a 点沿直线移动到b 点，再从b 点沿直线移动到c）A ．所受电场力的方向不变B ．所受电场力的大小恒定C ．b 点场强为0，电荷在b 点受力也为0D ．在平面内与c 点场强相同的点总共有四处 3、如图6－1－8，M 、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P 点（离O 点很近）放一静止的点电荷q (负电荷)，不计重力，下列说法中正确的是（ ）A ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B ．点电荷在从P 到O 的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C ．点电荷运动到O 点时加速度为零，速度达最大值图6－１－2 图6－5－ 1图6－1－3 图6－5－ 1图6－1－5 图6－5－ 1 图6－1－ 6图6－1－８ 图6－5－1D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 四、如何运用场强的三个表达式分析问题1、定义式F E q=：适用一切电场，E 与试探电荷q 的电荷量及所受电场力F 无关，与试探电荷是否存在无关．2、决定式2Q E k r=：只适应于真空中的点电荷，E 由场源电荷Q 及研究点到场源电荷的距离r 有关．3、关系式：U E d=；只适应于匀强电场，d 是指场中两点沿电场线方向上的距离．【例5】如图示6－1－10，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬 挂在O 点．静止时A 、B 相距为d ．为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法 A ．将小球B 的质量都增加到原来的2倍 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍 C ．将小球B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍4、使带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（ ）5、如图6－1－12，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子从A 运动到B ，在电场中运A ．若粒子是从A 运动到B ，则粒子带正电；若粒子是从B 运动到A ，则粒子带负电 B ．不论粒子是从A 运动到B ，还是从B 运动到A ，粒子必带负电C ．若粒子是从A 运动到B ，则其加速度变大D ．若粒子是从B 运动到A ，则其速度减小6、如图6－1－13，一电子在某一外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右【学生课后练习题：】1、带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：① 在电场线上运动，A B C D图6－1－10图6－1－12②A. 一个带正电的点电荷形成B. 一个带负电的点电荷形成C. 两个分立的带等量负电的点电荷形成D. 两块平行、带等量异号电荷的无限大平板形成 2、在同一电场中的A 、B 、C 三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象 如图6－1－14，则此三点的场强大小E A 、E B 、E C 的关系是 （ ） A ．E A ＞E B ＞E C B ．E B ＞E A ＞E C C ．E C ＞E A ＞E B D ．E A ＞E C ＞E B3、如图6－1－15，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电．a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ B ）A. 1FB. 2FC. 3FD. 4F4、A 、B 是某＂点电荷＂产生的电场中的一条电场线，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用， 并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图6－1－16.则（ ）A ．电场力B A F F < B ．电场强度B A E E =C ．该点电荷可能带负电D ．该点电荷一定在B 点的右侧 5、如图6－1－17， A 、B 为两个带异种电荷的质点，且AB 电量之比这１：３，在A 附近有一带电质点P ，只受 电场力作用下从静止开始沿AB 连线向右运动，则它的加速度大小 ( ) A ．不断增大 B ．不断减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小6、如图6－1－18在匀强电场中，有一质量为m ，电量为q 的小球从A 点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直 线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场的场强大小具有 ( ) A ．唯一值，q m g θtan B ．最大值，qm g θtanC ．最小值，qm g θsin D ．最大值，q m g7、用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们 带上同种电荷时，相距L 而平衡，如图6－1－19．若使它们的带电量都减少一图6－1－15图6－1－17图6－1－18图6－1－14图6－1－16A ．大于L /2B ．等于L /2C ．小于L /2D ．等于L8、两个正点电荷Q 1＝Q 和Q 2＝4Q 分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A 、B 两点，A 、B 两点相距L ， 且A 、B 两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图6－1－20． ⑴ 现将另一正点电荷置于A 、B 连线上靠近A 处静止释放，求它在AB 连线上运动过程中达到最大 速度时的位置离A 点的距离．⑵ 若把该点电荷放于绝缘管内靠近A 点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的 位置在P 处．试求出图中PA 和AB 连线的夹角θ．【二、电场能的性质：】1、电势能、电势、电势差、等势面的概念⑴ 电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的 电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功．不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样： p E =q ϕ．电势φ：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势．电势φ的大小与试探电荷大 小无关． 定义式：ϕ=P E qV ＝１J/C意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能．相对性：某点的电势与零电势点的选取有关．通常取无限远或大地的电势为零．图6－1－19Q 2Q 1PA BO θ图6－1－20 图6－5－1标量性：电势只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低．电场线也可 判定电势高低：沿着电场线方向，电势越来越低．等势面：即电势相等的点构成的面．电场线与等势面垂直．并由电势 高 的等势面指向电势 低 的等势 面．沿等势面移动电荷，电场力不做功．电势差U ：电场中两间电势之差，也叫电压．AB U =A B ϕϕ-，ABU =BA U -．2、电场力做功① 静电力做功的特点：在电场中确定的两点间移动电荷时，它的电势能的变化量是确定的，移动电荷时电场 力做的功也是确定的，和重力做功一样，与路径无关（只与这两点间电势差有关）．② 电场力做功与电势能改变的关系：静电力做正功，电势能减小，电势能转化为其它形式的能量；静电力做 负功，电势能增加，其它形式的能转化为电势能．静电力做的功等于电势能的减少量： AB W =PA PB E E -＝()A B q ϕϕ-＝A B qU 或A B A B W U q=3、匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离．．．．．．．．的乘积．AB U Ed = 或 A B U E d=注意： ① 上式只适用于匀强电场． ② d 是沿场方向上的距离．【典型例题解析：】一、静电力做功及电势差、电势能的计算方法: 静电力做功与路径无关，只与初末位置有关．计算方法：⑴ 用功的定义式W =FS cos θ来计算（F 为恒力，仅适用于匀强电场中）．⑵ 用“静电力做的功等于电势能的减少量”来计算，即AB W =PA PB E E -＝q(φA －φB )＝A B qU 适用于任何电场．但A B W 、A B U 均有正负，要带符号进行运算． ⑶ 用由动能定理计算．【例1】 将一正电荷q ＝1×10-5C 从无穷远处移向电场中Ｍ点，电场力做功为6.0×10-5J ，若将一个等量的负电荷从电场中N 点移向无穷远处，电场力做功为7.0×10-5J ，则 ⑴ M 、N 两点的电势φm 、φn 之间关系正确的是（ ）A ．φm ＜φn ＜0B ．φn ＜φm ＜0C ．φn ＜φm ＜0D ．φm ＞φn ＞0⑵ NM 两点间电势差为．⑶ 正电荷在M 点的电势能为．负电荷在M 点的电势能．1、如图所示，匀强电场的方向水平向右．一个质量为m ，电荷量为+q 的小球， 以初速度v 0从a 点竖直向上射入电场中，小球通过电场中的b 点时速度为 2v 0，方向恰好水平向右．由此可以判定 ⑴ a 、b 两点间的电势差是 ( ) A.22o mv qB.23o m v qC.232o m v qD.22o m v q⑵ 从a 到b，该电荷的电势能是增加了还是减少了 ；改变了多少．⑶ 该匀强电场的电场强度E 等于 ．⑷ 粒子沿场强方向前进的距离为 ． 竖直上升高度为 ．二、电场中电势、电势能高低的判定 1、根据场源电荷判断（取无穷远为0势点）离场源正电荷越近：电势越高（电势大于0），正检验电荷的电势能q φ越大，负检验电荷的电势能q φ越小． 离场源负电荷越近：电势越低（电势小于0），正检验电荷的电势能q φ越小，负检验电荷的电势能q φ越大． 2、根据电场线判断电势、电场力做功判断电势能顺着电场线的方向，电势一定依次降低，与放入场中的检验电荷的正、负无关．而电势能q φ则与q 有关． 电场力对（正、负）电荷做正功，该电荷的电势能一定减少，由φP E q=知当q 为正时，电势φ亦减小，当q 为负时，电势φ反而增加．【例2】如图6－2－2，固定在Q 点的正点电荷的电场中有M 、N 两点，已知MQ ＜NQA ．若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少B ．若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加C ．MN 两点由于没在同一条电场线上，因而无法比较其电势高低D ．若把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点，再从N 点沿另一路径移回到M 点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变【例3】如图6－2－3，在粗糙绝缘的水平面上固定一点电荷Q ，在M 点无初速释放一带有恒定电量的小物块， 小物块，在Q 的电场中运动到N 点静止，则从M 点运动到NA 、小物块所受电场力逐渐减小B 、小物块具有的电势能逐渐减小C 、M 点的电势一定高于N 点的电势D 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功2、a 、b 中为竖直向上的电场线上的两点，一带电粒子在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到b 点时恰好速度为零，下列说法正确的是 （ ）ab 2v 0v 0 E图6－2－1图6－2－3图6－2－2A ．带电粒子在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的B ．a 点的电势比b 点的电势高C ．带电粒子在a 点的电势能比在b 点的电势能小D ．a 点的电场强度比b 点的电场强度大三、电场线、等势面、运动轨迹的综合问题① 电场线的切线方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小． ② 电场线互不相交，等势面也互不相交． ③ 电场线和等势面互相垂直．④ 电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向．⑤ 电场线密的地方等差等势面密，电场强度越大；等差等势面密的地方电场线也密． ⑥ 而轨迹则由力学性质来决定，即轨迹总是向合外力所指的方向弯曲． 【例4】图6－2－4中A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A 、B 、C三点的电势分别为φA =15 V ，φB =3 V ，φC =－3 V ，由此可得D 点电势φD =____ V.试画出电场线的方向？【例5】如图6－2－6，虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab = U bc ，实线 为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A ．P 点电势高于Q 点电势 B ．带电质点在P 点具有的电势能比在Q 点具有的电势能大 C ．带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时大 D ．带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时大3、如图6－2－7，在P 和Q 两处固定着等量异号的点电荷+q 和－q ，B 为其联结的中点，MN 为其中垂线，A 和C 为中垂线上的两点，E 和D 是P 、Q 连线上的两点，则（ ）A ．A 、B 、C 三点点势相等 B ．A 、B 、C 三点场强相等C ．A 、B 、C 三点中B 点场强最大D ．A 、B 、C 、D 、E 五点场强方向相同4、如图6－2－8，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的A 点移到B 点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减图6－2－7图6－2－8 图6－5－ 1CADB图6-2-4图6－2－6小”或“不变”）；若A 点的电势φA ＝15V ，B 点的电势φB ＝10V ，则此过程中电场力做的功为＿＿＿＿J ． 5、带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－4J 的功．则( ) A ．M 在P 点的电势能一定小于在Q 点的电势能 B ．P 点的场强小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能【学生课后练习题：】1、某一匀强电场的电场线如图6－2－9，把一正电荷从B 点移到A 点．关于这个过程 中电场力做功的正负及A 、B）A ．电场力做正功，B 点的电势高于A 点 B ．电场力做正功，A 点的电势高于B 点C ．电场力做负功，B 点的电势高于A 点D ．电场力做负功，A 点的电势高于B 点2、如图6－2－10，实线为电场线，虚线为等势线，且AB =BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为E A 、E B 、E C ， 电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，AB 、BC 间的电势差分别为U AB 、U BC ，则下列关系中正确的有 A ．A ϕ＞B ϕ＞C ϕ B ．E C ＞E B ＞E A C ．U AB ＜U BC D ．U AB ＝U BC3、如图6－2－11，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中只受电场力作用的运动轨迹， a 、b 为轨迹上的两点，以下判断正确的是： （ ） A ．电荷从a 到b 加速度减小 B ．b 处电势能大，电势较高C ．由于电场线的方向未知，故电荷所受电场力方向不知D ．电荷在b 处速度比a 处小4、空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法，如图6－2－12， 一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V 左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子 (O 3-)排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5mm ，且视为匀强电场，电场强度为E ，电场对负氧 离子的作用力为F ，则（ ）A 、E =103N/C ，F =1.6×10-16N B 、E =106N/C ，F =1.6×10-16N图6－2－10 图6－5－ 1图6－2－12 图6－5－ 1图6－2－9图6－2－13图6－2－14图6－2－11C 、E =103N/C ，F =1.6×10-13ND 、E =106N/C ，F =1.6×10-13N5、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若带电粒子在a 、b 两点 的速率分别为v a 、v b ，不计重力，则带电粒子的比荷q /m ，为 ( )A ．22a b b a ϕϕ--v vB ．22b a b a ϕϕ--v v C ．222()a b b a ϕϕ--v v D ．222()b a b aϕϕ--v v 6、图6－2－13中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV ． 当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV ）A 、8eVB 、13eVC 、20eVD 、34eV7、如图6－2－14，在y 轴上关于ｏ点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ，在x 轴上C 点有点电荷-Q 且CO =OD ，∠ADO =60A. O 点电场强度为零B. D 点电场强度为零C. 若将点电荷+q 从O 移向C ，电势能增大D. 若将点电荷-q 从O 移向C ，电势能增大8、如图6－2－15，处于同一条竖直线上的两个点电荷A 、B 带等量同种电荷，电荷量为Q ；G 、H 是它们连线的 垂直平分线．另有一个带电小球C ，质量为m 、电荷量为＋q （可视为点电荷），被长为l 的绝缘轻细线悬挂于 O 点，现在把小球C 拉起到M 点，使细线水平且与A 、B 处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C 向下运 动到GH 线上的N 点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向上的夹角θ＝30º．试求： ⑴ 在A 、B 所形成的电场中，MN 两点间的电势差，并指出M 、N 哪一点的电势高．⑵ 若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为x 的正三角形，则小球运动到N 点瞬间， 轻细线对小球的拉力F T （静电力常量为k ）．【三、电容器 静电现象的应用：】1、电容器：⑴ 任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器．⑵ 把电容器的两个极板分别与电池的两极相连，两个极板就会带上等量异种电荷．这一过程叫电容器的充电． 其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量；用导线把电容器的两板接通，两板上的电荷C AMO θ BNGH 图6－2－15将发生中和，电容器不再带电，这一过程叫做放电．2、电容：⑴ 电容器所带的电量Q 跟两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容，用符号C 表示． ⑵ 定义式：C =QU,若极板上的电量增加ΔQ 时板间电压增加ΔU ,则C =Q U V V ．⑶ 单位：法拉，符号：F ，与其它单位的换算关系为：１F ＝106F m ＝1012pF⑷ 意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加 １V 所增加的电量．3、平行板电容器：⑴ 一般说来，构成电容器的两个导体的正对面积S 越大 ，距离d 越小，这个电容器的电容 就越大；两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容．⑵ 表达式：板间为真空时：C =4skd p ，插入介质后电容变大r e 倍：C =4r s kde p ，k 为静电力常数， r e 称为相对（真空）介电常数． 说明：QC U=是电容的定义式，它在任何情况下都成立，式中C 与Q 、U 无关，而由电容器自身结构决定． 而4r s C kde p =是电容的决定式，它只适用于平行板电容器，它反映了电容与其自身结构S 、ｄ、r e 的关系．4、静电平衡状态下的导体：⑴ 处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零．⑵ 处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直． ⑶ 处于静电平衡下的导体是个等势体，它的表面是个等势面． ⑷ 静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面．导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷．5、尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近电场很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子 在电场作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于使导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电．如高压线 周围的“光晕”就是一种尖端放电现象，避雷针做成蒲公花形状，高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、 防止尖端放电．6、静电屏蔽：处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部 不受外电场的影响，这就是静电屏蔽．如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方还有两导线与地相 连等都是静电屏蔽在生活中的应用．【典型例题解析：】一、处理平行板电容器相关量的变化分析进行讨论的依据主要有三个：⑴ 平行板电容器的电容4r s C kde p =∝r s de ，⑵ 平行板电容器内部是匀强电场E =Ud； ⑶ 电容器所带电量Q =CU 或Q C U =V g V 【例1】如图6－3－1的电路中，电容器的两极板始终和电源相连，若将两极板间 的距离增大，电路中将出现的情况是（A. 有电流流动，方向从a 顺时针流向bB. 有电流流动，方向从b 逆时针流向aC. 无电流流动D. 无法判断1、平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电完毕后，两极板间的电压是U ，充电荷量为Q ，两极板间场强为E ，电容为C ,如果电容器充电完毕后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是A ．Q 变大B ．C 变大C ．E 不变D ．U 变小二、带电粒子在平行板电容器内部运动和平衡的分析：【例2】平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止， 如图6－3－2A. 将电容器的下极板稍稍下移；B. 将电容器的上极板稍稍下移；C. 将S 断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；D. 将S 断开，并把电容器的上极板稍稍下移。

第一节认识静电一、静电现象1、了解常见的静电现象。

2、静电的产生(1)摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦的橡皮棒带负电。

(2)接触起电：(3)感应起电：3、同种电荷相斥，异种电荷相吸。

二、物质的电性及电荷守恒定律1、物质的原子结构：物质是由分子，原子组成，原子由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的。

而原子核又是由质子和中子组成的。

质子带正电、中子不带电。

在一般情况下，物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目，整个物体不带电，呈电中性。

2、电荷守恒定律：任何孤立系统的电荷总数保持不变。

在一个系统的内部，电荷可以从一个物体传到另一个物体。

但是，在这个过程中系统的总的电荷时不改变的。

3、用物质的原子结构和电荷守恒定律分析静电现象(1)分析摩擦起电(2)分析接触起电(3)分析感应起电4、物体带电的本质：电荷发生转移的过程，电荷并没有产生或消失。

第二节电荷间的相互作用一、电荷量和点电荷1、电荷量：物体所带电荷的多少，叫做电荷量，简称电量。

单位为库仑，简称库，用符号C表示。

2、点电荷：带电体的形状、大小及电荷量分布对相互作用力的影响可以忽略不计，在这种情况下，我们就可以把带电体简化为一个点，并称之为点电荷。

二、电荷量的检验1、检测仪器：验电器2、了解验电器的工作原理三、库仑定律1、内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2、大小：方向：在两个电电荷的连线上，同性相斥，异性相吸。

3、公式中k为静电力常量，4、成立条件①真空中(空气中也近似成立)，②点电荷第三节电场及其描述一、电场1、电场：电荷的周围存在着电场，带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。

2、电场基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。

3、电场力：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力叫电场力电荷间的静电力就是一个电荷受到另一个电荷激发电场的作用力。

《静电现象与电荷守恒》讲义一、引入在我们的日常生活中，常常会遇到一些有趣的静电现象，比如冬天脱毛衣时的“噼里啪啦”声，用梳子梳头发后梳子能吸起小纸屑，以及触摸门把手时的“触电”感觉。

这些看似平常的现象背后，其实隐藏着深奥的物理学原理——静电现象和电荷守恒定律。

二、静电现象（一）摩擦起电当两个不同的物体相互摩擦时，束缚电子能力较弱的物体上的电子会转移到束缚电子能力较强的物体上，从而使前者带正电，后者带负电。

例如，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。

（二）接触起电一个不带电的导体与一个带电的导体接触时，电荷会从带电导体转移到不带电导体上，使两个导体带上同种电荷。

（三）感应起电当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体内的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷。

静电现象在生活中有很多应用，比如静电复印、静电喷漆等。

但静电也会带来一些麻烦，比如在电子工厂中，静电可能会损坏电子元件；在加油站，静电可能会引发火灾。

三、电荷（一）电荷的种类自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。

用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是负电荷。

（二）电荷的性质同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

（三）电荷量电荷的多少叫电荷量，简称电量。

国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，符号是 C。

四、电荷守恒定律（一）内容电荷既不能创生，也不能消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

（二）理解1、电荷守恒定律是自然界的基本守恒定律之一，适用于任何情况，包括摩擦起电、接触起电、感应起电等。

2、一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。

五、静电的防护与利用（一）静电的防护1、保持环境湿度：增加空气的湿度可以减少静电的产生和积累。

2、接地：将可能产生静电的设备接地，使静电及时导入大地。

《静电现象与电荷守恒》讲义一、什么是静电现象在日常生活中，我们常常会遇到一些静电现象。

比如，在干燥的冬天，当我们脱毛衣时，会听到“噼里啪啦”的声音，同时还可能看到火花；用塑料梳子梳头发后，梳子能吸引小纸屑；走过地毯后，伸手去摸金属门把手时，会有触电的感觉。

这些都是静电现象。

静电现象的本质是电荷的转移和重新分布。

当两个不同的物体相互摩擦或者接触时，它们表面的电子会发生转移，从而使一个物体带正电，另一个物体带负电。

二、静电现象的产生原因1、摩擦起电这是最常见的产生静电的方式。

当两种不同材料的物体相互摩擦时，由于它们对电子的束缚能力不同，电子会从束缚能力较弱的物体转移到束缚能力较强的物体上。

例如，丝绸与玻璃棒摩擦时，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。

2、接触起电一个不带电的物体与一个带电的物体接触时，电荷会从带电物体转移到不带电物体上，使两个物体带上同种电荷。

3、感应起电当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体内的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷。

三、静电现象的特点1、静电电量通常较小虽然在某些情况下静电放电的瞬间能量可能很大，但总体来说，静电所携带的电荷量一般是微库仑级别的。

2、静电电压高静电电压可以达到数千伏甚至数万伏，但由于电量小，其电流通常较弱。

3、静电现象短暂静电的产生和消失往往在瞬间完成，持续时间较短。

四、静电现象的危害静电现象在某些情况下可能会带来一些危害。

1、在电子工业中，静电可能会损坏电子元件，导致产品质量下降甚至报废。

2、在易燃易爆场所，静电火花可能会引发火灾或爆炸事故。

例如，在加油站、面粉厂等地方，必须采取严格的防静电措施。

3、静电还可能对人体造成不适，如引起皮肤干燥、瘙痒、头痛等症状。

五、电荷守恒定律电荷守恒定律是自然界的基本定律之一，它指出：在一个与外界没有电荷交换的系统内，电荷的代数和总是保持不变。

也就是说，无论电荷如何转移、重新分布，系统内正电荷的总量与负电荷的总量始终相等。

《静电现象与电荷守恒》讲义一、静电现象在日常生活中，我们经常会遇到各种各样的静电现象。

比如，在干燥的冬天，当我们脱毛衣时，会听到“噼里啪啦”的声音，同时还可能看到火花；用塑料梳子梳头发后，梳子能够吸引小纸屑；走过地毯后，触摸金属门把手时会有触电的感觉。

这些都是常见的静电现象。

静电现象的产生，是由于物体之间的电荷转移或重新分布。

当两个不同的物体相互摩擦时，其中一个物体的电子可能会转移到另一个物体上，从而使一个物体带正电，另一个物体带负电。

我们来详细了解一下几种常见的静电现象产生的原理。

摩擦起电是最常见的一种方式。

当我们用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒会失去电子而带正电，丝绸得到电子带负电。

同样，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒会得到电子带负电，毛皮失去电子带正电。

感应起电也是一种重要的方式。

当一个带电体靠近一个导体时，导体内的自由电子会在电场的作用下发生定向移动，使导体的一端带正电，另一端带负电。

接触起电则是当一个带电体与一个不带电的物体接触时，电荷会在两个物体之间重新分布，使两个物体带上同种电荷。

静电现象在很多领域都有着重要的应用。

例如，在静电复印中，利用静电吸附墨粉来实现复印；在静电除尘中，通过静电场使灰尘带电并被吸附到电极上，从而达到除尘的目的。

然而，静电现象也会带来一些麻烦。

在一些易燃易爆的场所，静电火花可能会引发火灾或爆炸；静电会使电子设备受到干扰，影响其正常运行。

二、电荷守恒电荷守恒是自然界中的基本规律之一。

它指出，在一个孤立系统中，无论发生怎样的物理过程，电荷的代数和始终保持不变。

这意味着，如果一个系统中某个部分的电荷增加了，那么必然有其他部分的电荷相应地减少，以保持整个系统的电荷总量不变。

例如，在一个封闭的容器中，如果有两个物体相互摩擦起电，一个物体带正电，另一个物体带负电，它们所带的电荷量的绝对值是相等的。

电荷守恒定律在许多物理现象和实际问题中都有着重要的应用。

在化学反应中，原子之间的电子转移会导致化合价的变化，但反应前后整个体系的电荷总量是不变的。