静电场-2
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1. 真空中有一点电荷Q ,在与它相距为r 的a 点处有一试验电荷q .现使试验电荷q 从a 点沿半圆弧轨道运动到b 点,如图所示.则电场力对q 作功为(A)24220r r Qq π⋅πε. (B) r r Qq 2420επ. (C) r rQqππ204ε. (D) 0. [ ] 2. 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置,板间距离为d (d远小于板的线度),设A 板带有电荷q 1,B 板带有电荷q 2,则AB 两板间的电势差U AB 为(A)d S q q 0212ε+. (B) d S q q 0214ε+.(C)d S q q 0212ε-. (D) d Sq q 0214ε-. [ ]3. 一电场强度为E的均匀电场,E的方向与沿x 轴正向,如图所示.则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(A) πR 2E . (B) πR 2E / 2. (C) 2πR 2E . (D) 0. [ ]4. 有两个电荷都是+q 的点电荷,相距为2a .今以左边的点电荷所在处为球心,以a 为半径作一球形高斯面 . 在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2,其位置如图所示. 设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为Φ1和Φ2,通过整个球面的电场强度通量为ΦS ,则(A) Φ1>Φ2,ΦS =q /ε0. (B) Φ1<Φ2,ΦS =2q /ε0. (C) Φ1=Φ2,ΦS =q /ε0.(D) Φ1<Φ2,ΦS =q /ε0. [ ]5. 如图所示,边长为a 的等边三角形的三个顶点上,分别放置着三个正的点电荷q 、2q 、3q .若将另一正点电荷Q 从无穷远处移到三角形的中心O 处,外力所作的功为:(A) a qQ023επ . (B) aqQ 03επ.(C)a qQ 0233επ. (D) aqQ032επ. [ ]6. 图中实线为某电场中的电场线,虚线表示等势(位)面,由图可看出:(A) E A >E B >E C ,U A >U B >U C . (B) E A <E B <E C ,U A <U B <U C . (C) E A >E B >E C ,U A <U B <U C . (D) E A <E B <E C ,U A >U B >U C . [ ]ASq 1q 2Eq2q7. AC 为一根长为2l 的带电细棒,左半部均匀带有负电荷,右半部均匀带有正电荷.电荷线密度分别为-λ和+λ,如图所示.O 点在棒的延长线上,距A 端的距离为l .P 点在棒的垂直平分线上,到棒的垂直距离为l .以棒的中点B 为电势的零点.则O 点电势U =____________;P 点电势U 0=__________.8 静电场的环路定理的数学表示式为:______________________.该式的物理意义是:__________________________________________________________________________________________________________.该定理表明,静电场是____________________________________场. 9. 图中所示以O 为心的各圆弧为静电场的等势(位)线图,已知U 1<U 2<U 3,在图上画出a 、b 两点的电场强度的方向,并 比较它们的大小.E a ________ E b (填<、=、>).10. 图中所示为静电场的等势(位)线图,已知U 1>U 2>U 3.在图上画出a 、b 两点的电场强度方向,并比较它们的大小.E a __________ E b (填<、=、>).三.计算题:11. 一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q ,沿其下半部分均匀分布有电荷-Q ,如图所示.试求圆心O 处的电场强度.12. 两根相同的均匀带电细棒,长为l ,电荷线密度为λ,沿同一条直线放置.两细棒间最近距离也为l ,如图所示.假设棒上的电荷是不能自由移动的,试求两棒间的静电相互作用力.四.简答题:13.静电场中计算电势差的公式有下面几个:qW W U U BA B A -=- (1) Ed U U B A =- (2)l E U U B AB Ad ⋅⎰=- (3)试说明各式的适用条件.答案:一.选择题:1.D 2.C 3.D 4. D 5. C 6. D二.填空题: 7.43ln 40ελπ 3分0 2分8.0d =⋅⎰Ll E2分单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周,电场力作功等于零 2分有势(或保守力) 1分 9. 答案见图 2分= 1分10. 答案见图 2分> 1分三.计算题:11.解:把所有电荷都当作正电荷处理. 在θ处取微小电荷d q = λd l = 2Q d θ / π它在O 处产生场强θεεd 24d d 20220R QR q E ππ==2分按θ角变化,将d E 分解成二个分量:θθεθd sin 2sin d d 202RQ E E x π==θθεθd cos 2cos d d 202RQ E E y π-=-= 3分对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π=⎰⎰πππθθθθε2/2/0202d sin d sin 2R QE x =0 2分 2022/2/0202d cos d cos 2R QR Q E y εθθθθεππππ-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π-=⎰⎰ 2分 所以j RQ j E i E E y x202επ-=+= 1分12.解:选左棒的左端为坐标原点O ,x 轴沿棒方向向右,在左棒上x 处取线元d x ,其电荷为d q =λd x ,它在右棒的x '处产生的场强为:()204d d x x xE -'π=ελ 3分整个左棒在x '处产生的场强为:()⎰-'π=lx x xE 0204d ελ⎪⎭⎫⎝⎛'--'π=x l x 1140ελ 2分 右棒x '处的电荷元λd x '在电场中受力为:x x l x x E F '⎪⎭⎫⎝⎛'--'π='=d 114d d 02ελλ 3分 整个右棒在电场中受力为:⎜⎠⎛'⎪⎭⎫ ⎝⎛'--'π=ll x x l x F 3202d 114ελ34ln 402ελπ=,方向沿x 轴正向. 2分 左棒受力F F -=' 2分四.简答题:13.答:(1)式为电势差的定义式,普遍适用. 1分(2)式只适用于均匀电场,其中d 为A 、B 两点连线的距离在平行于电力线方向上的投影(如图). 2分(3)式为场强与电势差间的基本关系式, 普遍适用. 2分B。
静电场知识点总结2篇篇一:静电场知识点静电场是一种能够引起电荷间相互作用的场。
静电场的特点是它产生于静止的电荷,并且不随时间变化而发生变化。
下面是静电场的几个重要的知识点。
1. 静电场的定义静电场是由于带电物体所产生的场,它是指在没有外界电场的情况下,带电物体所产生的电场。
这种电场不随时间的变化而产生变化,因此称为静电场。
在静电场中,电荷的分布是静止的,没有电流,而且场方程中的时间项被省略掉。
2. 静电场的电场强度静电场的电场强度是场强的一种。
它是指电场在某一点上的大小和方向。
在静电场中,电场强度与电荷量有关,电荷量越大,产生的电场强度就越强。
而且,电场强度的方向是沿着指向电荷的方向。
3. 静电场的高斯定律静电场的高斯定律是指电场与点电荷的距离平方成反比,与电荷数成正比。
也就是当一个电荷q置于电场中,通过特定表面的总电通量与该电荷成反比,与电荷分布方式和该表面的具体位置无关。
用数学公式表示为:ΦE=1/ε0q()。
4. 静电场的电势静电场的电势是指某一点的电场势能与单位电荷电量之比。
电势是一个标量,它的值代表了从一个参考点到某一点的电场势能的变化量。
在静电场中,电场强度是从高电势向低电势方向的,因为电场强度是由电势差引起的。
以上就是静电场的几个重要知识点,包括静电场的定义、电场强度、高斯定律和电势等。
这些知识点对于理解静电学的基础概念和应用具有重要的意义。
篇二:静电场中的电势能静电场中的电势能是指由于电荷在静电场中发生的位移所产生的能量变化。
在静电场中,由于电荷之间的相互作用力是电荷间势能的体现,因此电势能等于电荷所受的势能差。
1. 静电场中的电势能公式在静电场中,一个电荷q将发生位移Δx,并在电场中受到力Fe,将会产生电势能变化ΔU。
那么电势能变化与电荷间的距离r成反比,与电荷q之间的场强E线性成正比,电势能公式表示为:ΔU=-qEΔx。
2. 静电场中的能量守恒在静电场中,电势能守恒是指电荷自身的能量不会发生变化,因为电势能的变化等于电荷所受的做功。
静电场的基本特性一、静电场的定义与基本概念1.静电场:由静止电荷产生的电场,称为静电场。
2.电场:电场是一种特殊形态的物质,存在于电荷周围。
3.电场强度:描述电场强度的物理量,单位为牛顿/库仑(N/C)。
4.电势:描述电场势能状态的物理量,单位为伏特(V)。
5.电势差:两点间电势的差值,单位为伏特(V)。
二、静电场的基本性质1.库仑定律:静电场中,两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
2.电场线的特点:电场线从正电荷出发,终止于负电荷;电场线不相交;电场线的疏密表示电场强度的大小。
3.电势的分布:电势在空间中的分布反映了电场势能的状态;电势随着距离的增加而减小。
4.电场强度与电势的关系:电场强度的方向是电势降低最快的方向。
三、静电场的基本方程1.高斯定律:描述静电场中电荷与电场之间的关系,指出通过任何闭合曲面的电通量与该闭合曲面所包围的净电荷量成正比。
2.电场强度与电势的关系:E = -dV/dr,其中E为电场强度,V为电势,dr为距离变化量。
四、静电场中的常见问题1.静电力的计算:利用库仑定律计算两个点电荷之间的作用力。
2.电场强度的计算:利用高斯定律计算闭合曲面内的电场强度。
3.电势的计算:利用电场强度与电势的关系计算电势。
4.电势差与电场强度的关系:ΔV = E·Δl,其中ΔV为电势差,E为电场强度,Δl为路径长度。
五、静电场的实际应用1.静电除尘:利用静电场将带电粒子吸附在带电板上,实现除尘。
2.静电喷涂:利用静电场将涂料粒子带电,使其在喷涂过程中均匀分布,提高喷涂效果。
3.静电复印:利用静电场将墨粉吸附在鼓上,实现复印。
六、注意事项1.静电场是一种客观存在的物质,存在于电荷周围。
2.掌握静电场的基本概念、性质和方程,能够解决实际问题。
3.注意静电场与电流场的区别,理解它们在现实生活中的应用。
习题及方法:1.习题:两个点电荷分别为+5μC和-3μC,它们之间的距离为10cm,求它们之间的库仑力。
第2节电场能的性质必备知识预案自诊知识梳理一、静电力做功和电势能1。
静电力做功(1)特点:静电力做功与无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。
①(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿的位移.②W AB=qU AB,适用于。
2。
电势能(1)定义:电荷在电场中具有的,称为电势能.(2)说明:电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为电势能零点。
3。
静电力做功与电势能的关系(1)静电力做的功等于电荷,即W AB=Ep E −E pE。
(2)通过W AB=E pE −E pE可知:静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;静电力对电荷做多少负功,电荷电势能就增加多少.(3)电势能的大小:由W AB=Ep E −E pE可知,若令Ep E=0,则E pE=W AB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功。
二、电势、等势面1。
电势(1)定义:电荷在电场中某一点的与它的的比值。
(2)定义式:φ=E pE(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因的选取不同而不同.②②注:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
2。
等势面(1)定义:电场中的各点构成的面.(2)等势面的特点①等势面一定与电场线,即与电场强度的方向.②在上移动电荷时电场力不做功。
③电场线总是从的等势面指向的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越,反之越.三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动的电荷的电荷量q的比值。
2.定义式:U AB=E EE。
③E3.影响因素电势差U AB由决定,与移动的电荷q及电场力做的功W AB,与零势点的选取。
4。
电势差与电势的关系:U AB=,U AB=—U BA。
5。
匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与电场强度的关系式:,其中d为电场中两点间的距离。
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。