专题《静电场复习》
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高中物理《静电场专项复习》(人教版)练习题1.如图所示,MN 是负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a 到b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a 点的加速度一定 在b 点的加速度.带电粒子在a 点的电势能一定 在b 点的电势能.(填“大于”、“小于”式“等于”)。
2.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器两极板间的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么( )多选A .U 变小,E 不变B .E 变大,W 变大C .U 变小,W 不变D .U 不变,W 不变3.平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图所示,那么( )多选A .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大B .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变C .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变4.如图所示,一个质量为m 、带电量为q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入,不计粒子所受的重力.当粒子的入射速度为v 时,它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上.现欲使质量为m 、入射速度为2v 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,在以下的仅改变某一物理量的方案中,可行的是( )多选A .使粒子的带电量减少为原来的14B .使两板间所接电源的电压减小到原来的一半C .使两板间的距离增加到原来的2倍D .使两极板的长度减小为原来的145.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷.现将质量为m 、电荷量为q 的小球从半圆形管的水平直径端点A 静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力.若小球所带电量很小,不影响O 点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B 点处的电场强度的大小为( )A .mg qB .2mg qC .3mg qD .4mg q6.真空中有一带电粒子,其质量为m ,带电荷量为q ,以初速度0v 从A 点竖直向上射入水平方向的匀强电场,如图所示.粒子在电场中到达B 点时,速度方向变为水平向右,大小为20v ,则该匀强电场的场强E=______,A 、B 两点间电势差U AB =______。
《静电场》复习资料一、电场基本规律1、电荷 电荷守恒定律自然界中只存在正、负电荷自然界中两种电荷的总量是守恒的,使物质带电的过程,就是使电荷从一个物体转移到另一物体(如摩擦起电和接触带电);或者是从物体的一部分转移到另一部分(静电感应),不管何种方式,电荷既不能创造,也不能消失,这就是电荷守恒定律(1)三种带电方式:摩擦起电-掠夺式、接触起电-均分式、感应起电-本能式(2)元电荷:最小的带电单元,自然界任何物体的带电荷量都是元电荷(e=1.6×10-19c 的整数倍,电子、质子的电荷量都等于元电荷,但电性不同,前者为负,后者为正。
2、库伦定律:(1)定律内容:真空..中两个静止点电荷.....之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:221r Q kQ F = k=9.0×109N ·m 2/C 2——静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。
二、电场 力的性质:1、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用。
2、电场强度E :(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷的带电量q 的比值,就叫做该点的电场强度。
(2)定义式:qF E = E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。
(3)电场强度是矢量:大小:在数值上为单位电荷受到的电场力。
方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E 的方向相反。
(4)单位:N/C,V/m 1N/C=1V/m(5)其他的电场强度公式○1点电荷的场强公式:2r kQ E =——Q 场源电荷 ○2匀强电场场强公式:dU E =——d 沿电场方向等势面间距离 (6)场强的叠加:遵循平行四边形法则3、电场线:(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向的理想模型,实际上是不存在的(2)电场线的特点:○1电场线起于正电荷(无穷远),止于(无穷远)负电荷 ○2不封闭,不相交,不相切。
高中物理《静电场》专题复习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示,以O点为圆心,以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,场强方向与x轴正方向成θ=60°角,已知a、b、c三点的电势分别为4V、4V、V,则下列说法正确的是()A.该匀强电场的场强E=V/mB.该匀强电场的场强E=80V/mC.d点的电势为VD.d点的电势为-4V2.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子.运动轨迹如图中虚线所示.则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增加C.a的加速度将减小,b的加速度将增加D.两个粒子的电势能一个增加一个减小3.质量为m的物块,带电荷量为+Q,开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平方向、大小为E=的匀强电场中,如图所示,斜面高为H,释放物块后,物块落地时的速度大小为()A.B.C.D.4.如图所示,在真空中电荷量相等的离子P 1、P 2分别以相同初速度从O 点沿垂直于电场强度的方向射入匀强电场,粒子只在电场力的作用下发生偏转,P 1打在极板B 上的C 点,P 2打在极板B 上的D 点.G 点在O 点的正下方,已知GC =CD ,则离子P 1、P 2的质量之比为()A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .1∶45.如图所示,质量为m 、带电荷量为q 的粒子,以初速度v 0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B 点时,速率v B =2v 0,方向与电场的方向一致,则A 、B 两点的电势差为()A .202mv qB .203mv qC .202mv qD .2032mv q6.如图所示,平行板电容器与电动势为E 的电源连接,上极板A 接地,一带负电的油滴固定于电容器中的P 点,现将平行板电容器的下极板B 竖直向下移动一小段距离,则()A.带电油滴所受静电力不变B.P 点的电势将升高C.带电油滴在P 点时的电势能增大D.电容器的电容减小,极板带电荷量增大7.一带正电粒子仅在电场力作用下从A 点经B 、C 运动到D 点,其速度-时间图象如图所示,则下列说法中正确的是()A .A 处的电场强度一定小于B 处的电场强度B .AB 两点间的电势差等于CB 两点间的电势差C .A 处的电势一定小于在B 处的电势D .CD 间各点电场强度和电势都为零8.一带电粒子射入固定在O 点的点电荷的电场中,粒子轨迹如图虚线abc 所示,图中实线是同心圆弧,表示电场的等势面,不计重力,可以判断A .粒子受到点电荷对它的吸引力B .粒子速度b av v >C .粒子在b 点受到的电场力最小D .粒子电势能pb pcE E >9.如图所示,P 、Q 是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O ,A 、B 是中垂线上的两点.OA <OB ,用E A 、E B 、A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的场强和电势,则()A .E A 一定大于EB ,A ϕ一定大于BϕB .E A 不一定大于E B ,A ϕ一定大于BϕC .E A 一定大于E B ,A ϕ不一定大于BϕD .E A 不一定大于E B ,A ϕ不一定大于Bϕ10.如图甲所示,x轴上固定两个点电荷Q1、Q2(Q2位于坐标原点O),其上有M、N、P三点,间距MN=NP,Q1、Q2在x轴上产生的电势φ随x变化关系如图乙。
静电场专题复习(共12页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-静电场专题复习电荷及其守恒定律1.自然界只有两种电荷,物理学中规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷.带有同种电荷的物体相互,带有异种电荷的物体相互.带有等量异种电荷的物体相互接触会发生现象.带电体的三个共同特点是:具有吸引轻小物体的性质;能使验电器金属箔张角;带电体之间有相互.2.电荷既不会创生,也不会消灭,它只会从一个转移到另一个,或者从物体的转移到另.在转移过程中,电荷的不变,这个规律叫做电荷守恒定律.3.科学实验发现的最小电荷量就是所带的电荷量,、与它带等量的电荷,但符号相反,人们把这个最小的电荷量叫做,e= C.知识点一电荷及其相互作用1.以下判断小球是否带电的说法中正确的是( )A.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带电B.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电C.用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔能改变角度,则小球一定带电D.如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电2.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不带电,如图所示,现使b球带电,则( ) A.a、b之间不发生相互作用B.b将吸引a,吸在一起不分开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a,接触后又把a排斥开知识点二起电的三种方式3.关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电4.如图所示,A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法中正确的是( )A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍然张开C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍然张开D.先把A、B分开,再把C移去,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合知识点三元电荷与电荷守恒定律5.关于元电荷,下列说法中正确的是( )A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=×10-19 CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的6.一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这说明( )23A .小球上原有的负电荷逐渐消失了B .在此现象中,电荷不守恒C .小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D .该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律【方法技巧练】接触起电的电荷分配7.有A 、B 、C 三个完全相同的金属球,A 带×10-4 C 的正电荷,B 、C 不带电,现用相互接触的方法使它们都带电,则A 、B 、C 所带的电荷量可能是下面哪组数据( )A .×10-5 C,×10-5 C,×10-5 CB .×10-5 C,×10-5 C,×10-5 CC .×10-5 C ,×10-5 C,×10-5 CD .×10-5 C,×10-5 C,×10-5 C库仑定律1.电荷之间存在着相互作用力称为 或 ,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的 的乘积成正比,与它们的 的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.库仑定律的表达式是:F =k q 1q 2r 2,其中k = . 知识点一 库仑定律的适用条件1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B .根据F =kq 1q 2r 2,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大 C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力 D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律2.两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2,当两球心相距3R 时,相互作用的静电力大小为( )A .F =k q 1q 23R 2B .F >k q 1q 23R 2C .F <k q 1q 23R2 D .无法确定 知识点二 库仑定律的基本应用3.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r ,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( )5.两个点电荷分别固定于左右两侧,左侧电荷带电荷量为+Q 1,右侧电荷带电荷量为-Q 2,且Q 1=4Q 2,另取一个可自由移动的点电荷q ,放在+Q 1和-Q 2的连线上,欲使q 平衡,则q 的带电性质及所处位置可能为( )A .负电,放在Q 1的左方B .负电,放在Q 2的右方C .正电,放在Q 1的左方D .正电,放在Q 2的右方电场强度1.放入电场中某点的点电荷所受 与它的 的比值叫做该点的电场强度,它是用来描述电场 和 的物理量,其大小与试探电荷及其受力 ,决定于电场本身,其方向与 电荷在该点所受静电力方向相同.2.真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为:E =k Q r2,其中k 是 ,Q 是 的电荷量.在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点.r 相等时,E 的大小相等,但方向 ;两点在以Q 为中心的同一半径上时,E 的方向 ,但大小 .4知识点一 电场、电场强度1.电场中有一点P ,下列说法中正确的是( )A .若放在P 点的试探电荷的电荷量减半,则P 点的场强减半B .若P 点无试探电荷,则P 点的场强为零C .P 点的场强越大,则同一电荷在P 点所受到的电场力越大D .P 点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向2.关于电场线的特征,下列说法中正确的是( )A .如果某空间中的电场线是曲线,那么在同一条电场线上各处的场强不相同B .如果某空间中的电场线是直线,那么在同一条电场线上各处的电场强度相同C .如果空间中只存在一个孤立的点电荷,那么这个空间中的任意两条电场线都不相交;如果空间中存在两个以上的点电荷,那么这个空间中有许多电场线相交D .电场中任意两条电场线都不相交3.由电场强度的定义式E =F q 可知,在电场中的同一点( ) A .电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比B .无论检验电荷所带的电荷量如何变化,F q始终不变 C .电荷在电场中某点所受的电场力大,则该点的电场强度强D .一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零4.对于由点电荷Q 产生的电场,下列说法中正确的是( )A .电场强度的定义式仍成立,即E =F/Q ,式中的Q 就是产生电场的点电荷B .在真空中电场强度的表达式为E =kQ r2,式中的Q 就是产生电场的点电荷 C .在真空中E =kq/r 2,式中的q 是试探电荷 D .以上说法都不对知识点二 电场的叠加5.如图所示,A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点,∠B =30°,现在A 、B 两点放置两点电荷q A 、q B ,测得C 点电场强度的方向与AB 平行,则q A 带________电,q A ∶q B =________.知识点三 电场线及其特点6.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( )A .这个电场可能是负点电荷的电场B .点电荷q 在A 点处受到的静电力比在B 点处受到的静电力大C .点电荷q 在A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小(不计重力)D .负电荷在B 点处受到的静电力的方向沿B 点切线方向【方法技巧练】一、由电场线和运动轨迹判断运动情况的方法6.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M 运动到N ,以下说法正确的是( )A .粒子必定带正电荷B .由于M 点没有电场线,粒子在M 点不受电场力的作用C .粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度D .粒子在M 点的动能小于在N 点的动能电势能和电势1.静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功,电荷的电势能一定 ,静电力做负功时,电荷的电势能一定 ,静电力做的功是电荷电势能变化的量度,若电荷在电场中从A点移动到B点,则W AB= .2.电荷在电场中某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时,若规定电荷在B点的电势能为零,E PB =0则E PA= .3.电势反映了电场的能的性质.电势与电势能的关系是:φ=E Pq.电势的大小仅由决定,与电荷q的大小、电性.电势是标量,但有之分,电势降落最快的方向就是.4.电场中相等的各点构成的面叫等势面,等势面的性质有:(1)在等势面上移动电荷,电场力,说明电场力方向与电荷移动方向,即等势面必定与电场线.(2)沿着电场线的方向,电势,显然,电场线总是由电势高的等势面指向电势的等势面.知识点一电场力做功的特点1.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点.若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=________;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功W2=________;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=________.由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是____________________.知识点二电场力做功与电势能变化的关系2.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,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3.如图所示,两个等量的正电荷分别置于P、Q两位置,在P、Q连线的垂直平分线上有M、N两点,另有一试探电荷q,则( )A.若q是正电荷,q在N点的电势能比在M点的电势能大B.若q是负电荷,q在M点的电势能比在N点的电势能大C.无论q是正电荷,还是负电荷,q在M、N两点的电势能一样大D.无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小知识点三电势4.关于电势,下列说法正确的是( )A.电场中某点的电势,其大小等于单位正电荷由该点移动到零电势点时,电场力所做的功B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关C.由于电势是相对的,所以无法比较电场中两点的电势高低D.电势是描述电场能的性质的物理量知识点四等势面6.如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A、B两点,则() A.A点场强小于B点场强B.A点场强方向指向x轴负方向C.A点场强大于B点场强D.A点电势高于B点电势57.如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处为一个点电荷.现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N,M、N两点都位于圆周c上,以下判断正确的是( )A.两粒子带同种电荷 B.两粒子带异种电荷C.到达M、N时两粒子速率仍相等D.到达M、N时两粒子速率不相等巩固练习1.若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内( )A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动5.如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面,设两相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点.由此可以判定( )A.电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等B.O处的点电荷一定带正电C.a、b、c三个等势面的电势关系是φa>φb>φcD.电子运动时的电势能先增大后减小6.下列个图中,a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )电势差1.电场中两点间电势的差值叫,U AB=,U BA=,因而U AB=-U BA.2.电势差是标量.电势差有正负,电势差的正负表示电场中两点电势的,若U AB>0,则φA>φB.如U AB=-5 V,说明A点的电势比B点的电势低5 V.3.公式W AB=qU AB,适用于电场,应用时要注意各物理量的正负,若q为负,U AB为负,则静电力做的功为功;若q为负,U AB为正,则静电力做的功为功.7.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为4 V,有一个带电荷量为q=×10-8 C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点,电场力做功为________ J.知识点一电势差1.下列说法正确的是( )A.电势差与电势一样,是相对量,与零点的选取有关B.电势差是一个标量,但是有正值和负值之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB=U BA2.某电场中,点电荷从a点移到b点,电场力做功为零,则( )67A .a 、b 两点的场强一定相等B .a 、b 两点间的电势差一定为零C .a 、b 两点的电势一定相等D .电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向3.对于电场中A 、B 两点,下列说法正确的是( )A .电势差的定义式U AB =W AB /q ,说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比,与移动电荷的电荷量q 成反比B .A 、B 两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B 点电场力所做的功C .将1 C 电荷从A 点移到B 点,电场力做1 J 的功,这两点间的电势差为1 VD .电荷由A 点移到B 点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功知识点二 电势差与电场力做功的关系4.关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是( )A .电势差的大小由在两点间移动电荷时电场力做的功和电荷的电荷量决定B .电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C .电势差是矢量,电场力做的功是标量D .电场中两点间的电势差等于电场力做的功,电荷的电势能减小5.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是( )A .电势差是矢量,电场力做的功是标量B .在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C .在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D .在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零6.如图所示,把电荷量为-5×10-9 C 的电荷,从电场中的A 点移到B 点,其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A 点的电势U A =15 V ,B 点的电势U B =10 V ,则此过程中电场力做的功为________ J.7.如图所示,在a 点由静止释放一个质量为m ,电荷量为q 的带电粒子,粒子到达b 点时速度恰好为零,设ab 所在的电场线竖直向下,a 、b 间的高度差为h ,则( )A .带电粒子带负电B .a 、b 两点间的电势差U ab =mgh qC .b 点场强大于a 点场强D .a 点场强大于b 点场强电势差与电场强度的关系1.匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于 的乘积,即U= .公式也可写成E =U d. 注意:公式U =Ed 或E =U d中d 必须是 的距离,且公式只适用匀强电场,对于非匀强电场可作定性分析.2.由公式E =U d可以看出场强在数值上等于沿场强方向上每单位距离上的 . 3.对公式E =U ab d的理解,下列说法正确的是( ) A .此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差8B .a 点和b 点间距离越大,则这两点的电势差越大C .公式中的d 是指a 点和b 点之间的距离D .公式中的d 是a 、b 两个等势面间的垂直距离4. 如图所示,沿x 轴正向的匀强电场E 中,有一动点A 以O 为圆心,r =OA 为半径做逆时针转动一周,O 与圆周上的A 点的连线OA 与x 轴正向(E 方向)成θ角,则此圆周上各点与A 点间最大的电势差为( )A .U =ErB .U =Er(sin θ+1)C .U =Er(cos θ+1)D .U =2Er5. 如图所示,在匀强电场中取一点O ,过O 点作射线OA =OB =OC =OD =10 cm ,已知O 、A 、B 、C 和D 各点电势分别为0、7 V 、8 V 、7 V 、5 V ,则匀强电场场强的大小和方向最接近于( )A .70 V/m ,沿AO 方向B .70 V/m ,沿CO 方向C .80 V/m ,沿BO 方向D .80 V/m ,沿CO 方向6.下列静电学公式中,F 、q 、E 、U 、r 和d 分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及距离,①F =k q 1q 2r 2,②E =k Q r 2,③E =F q,④U =Ed ,有关四个公式的说法中正确的是( ) A .它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B .①②③只对点电荷或点电荷电场成立,④对任何电场都成立C .①②只对点电荷成立,③对任何电场成立,④只对匀强电场成立D .①②只对点电荷成立,③④对任何电场成立知识点一 对公式U =Ed 的理解1.下列关于匀强电场中场强和电势差的关系,正确的说法是( )A .任意两点之间的电势差,等于场强和这两点间距离的乘积B .在任何方向上,若两点间距离相等,则它们之间电势差就相等C .沿着电场线方向,任何相同距离上的电势降落必定相等D .电势降落的方向必定是电场强度的方向2. 如图实线为某电场的电场线,虚线为等势线,已知c 为线段ab 的中点,过a 、b 的等势线的电势分别为30 V 和10 V .则c 点的电势( )A .φc =20 VB .φc >20 VC .φc <20 VD .φc 的范围无法确定【方法技巧练】一、用作图法确定电场方向7.下列图中,a 、b 、c 是匀强电场中的三个点,各点电势φa =10 V ,φb =2 V ,φc =6 V ,a 、b 、c 三点在同一平面上,图中电场强度的方向表示正确的是( )8. 如图所示,A 、B 、C 为匀强电场中的三个点,已知φA =12 V ,φB =6 V ,φC =-6 V .试画出该电场的电场线,并保留作图时所用的辅助线(用虚线表示).二、用等分法确定匀强电场的电势9.图中,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 ,求D 点的电势φD .10. 如图所示,匀强电场中有一平行四边形abcd,且平行四边形所在平面与场强方向平行.其中φa=10 V,φb=6 V,φd=8 V,则c点电势为( ) A.10 V B.4 V C.7 V D.8 V巩固练习:1. 如图所示,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,B C=20 cm,把一个电荷量q=10-5 C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-×10-3 J,则该匀强电场的场强大小和方向是( )A.865 V/m,垂直AC向左B.865 V/m,垂直AC向右C.1 000 V/m,垂直AB斜向上D.1 000 V/m,垂直AB斜向下3. 两块大平行金属板AB间存在电场强度为E的匀强电场,场强方向由B指向A并将B板接地作为零电势点,如图所示,现将正电荷逆着电场线方向由A板移动B板.若用x表示移动过程中该正电荷到A板的距离,则其电势能E p随x变化的图线为图中的( )4. 某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则( )A.E P>E Q,φP>φQB.E P>E Q,φP<φQC.E P<E Q,φP>φQD.E P<E Q,φP<φQ5. 某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( )A.c点场强大于b点场强B.a点电势高于b点电势C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b 的过程中,电势能减小6.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示等势线,则( )A.a点和b点的电场强度相同B.正电荷从c点移到d点,电场力做正功C.负电荷从a点移到c点,电场力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大7.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法中正确的是( )A.O点的电势最低B.x2点的电势最高C.x1和-x1两点的电势相等D.x1和x3两点的电势相等9静电现象的应用1.静电平衡状态(1)概念:导体内的自由电子不发生时,导体就达到了静电平衡状态.(2)静电平衡状态导体的特征①处于静电平衡状态的导体,内部场强处处.②处于静电平衡状态的导体,其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面 .③静电平衡状态下的导体是个 .④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷,净电荷只能分布在导体.2.尖端放电(1)达到静电平衡时,导体表面越尖的地方,电荷分布的密集度越 .(2)尖端放电:导体尖端的电荷密度很大,附近的很强,使周围中性空气分子电离成,那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被到尖端,与尖端上的电荷,这相当于导体从尖端电荷,这种现象叫做尖端放电.(3)应用与防止应用举例:;防止举例:高压输电设备的表面尽量做得,避免放电.3.对于处在静电平衡状态的导体,以下说法中正确的是( )A.导体内部既无正电荷,又无负电荷B.导体内部和外表面处的电场均为零C.导体处于静电平衡时,导体表面的电荷代数和为零D.导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果4.一个带电金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部场强( )A.一定增加B.一定减弱C.可能增加也可能减弱D. 不变3.图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强大小等于( )A.k Qr2-kQR2B.kQr2+kQR2C.0 D.k Qr2知识点二静电平衡状态电势特点与电荷分布规律4. 如图所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初速度v0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程中( )A.小球做匀速直线运动B.小球先做减速运动,后做加速运动C.小球的电势能保持不变D.静电力对小球所做的功为零5.如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体 B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触10C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触D.使验电器A靠近B知识点三静电屏蔽6.下列实验中,验电器的金属箔会张开的图是( )7. 如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地,将一带正电的小球放入其中,但不与球壳接触,则( )A.球壳内壁带负电 B.球壳外壁带正电C.球壳外壁不带电D.若将接地线去掉再移出正电荷,壳外壁带负电【方法技巧练】一、电荷分布情况的确定方法8. 如图所示,A为空心金属球,B为金属球,将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,不接触A球,然后用手摸一下A球,再用手接触一下B球,再移走C球,则( )A.A球带负电,B球带正电 B.A球带负电,B球不带电C.A、B两球都带负电 D.A、B两球都带正电9. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10-8 C 的正电荷,有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8 C 的负电荷,使B球与球壳A内壁接触,如图8所示,则A、B带电荷量分别为( )A.Q A=1×10-8 C Q B=1×10-8 C B.Q A=2×10-8 C Q B=0C.Q A=0 Q B=2×10-8 C D.Q A=4×10-8 C Q B=-2×10-8 C巩固练习1.一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是下图中的哪一个( )2.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( )A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险3. 一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示.金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场分别为E a、E b、E c,三者相比有( )A.E a最大 B.E b最大C.E c最大 D.E a=E b=E c4.金属球壳原来带有电荷,而验电器原来不带电,如图所示,现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连.验电器的金属箔将( )。
期中复习专题静电场及其应用一、选择题1.如图所示,铝球A,铜制导体B和C固定在绝缘支架上。
已知A球带负电,BC均不带电,将A放在B的左侧,B、C左右紧靠。
下列说法正确的是()A.先将B与C分开,后移走A,则B带负电,C带正电B.先将B与C分开,后移走A,则B带正电,C带负电C.先移走A,后将B与C分开,则B带负电,C带正电D.先移走A,后将B与C分开,则B带正电,C带负电2.下列说法中不正确的是()A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分B.摩擦起电时,一个物体失去一些电子而带正电,另一个物体得到这些电子而带负电C.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体带上同种电荷3.如图所示,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的大。
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()A.F1B.F2C.F3D.F44.如图所示为不等量的异种点电荷电场中的电场线分布。
两点电荷电荷量相差越大,点电荷附近电场线疏密差别也越大。
图中的虚线是两点电荷连线的中垂线,a、b、c是中垂线上的三点,根据所给的电场线分布图,下列说法正确的是()A .a 、b 两点的场强大小相等B .a 、b 两点的场强方向均平行于点电荷连线向左C .c 点的电场强度比a 点的小D .试探电荷在a 点受到的电场力小于其在c 点受到的电场力5.如图所示,将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A 和B 接触,再将带负电的导体C 移近导体A ,然后把导体A 、B 分开,再移去C ,则 ( )A .导体A 带负电,B 带正电B .导体A 带正电,B 带负电C .导体A 失去部分负电荷,导体C 得到负电荷D .导体A 带正电是由于导体B 的部分电子转移到A 上,故A 、B 带等量异种电荷6.把一个带电棒接近一个带正电的验电器,金箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是A .负电荷B .可以是正电荷,也可以是负电荷C .正电荷D .带电棒上先带正电荷,后带负电荷7.如图1所示,半径为R 的均匀带电圆形平板,单位面积带电量为σ,其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:221/22[1]()x E k R x πσ=−+,方向沿x 轴.现考虑单位面积带电量为0σ的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r 的圆板,如图2所示.则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为x )的电场强度为( )A .0221/22()x k r x πσ+B .0221/22()r k r x πσ+C .02x k r πσD .02r k xπσ 8.用长为1.4m 的轻质柔软绝缘细线,拴一质量为1.0×10-2kg 、电荷量为2.0×10-8C 的小球,细线的上端固定于O 点.现加一水平向右的匀强电场,平衡时细线与铅垂线成370,如图所示.现向左拉小球使细线水平且拉直,静止释放,则(sin370=0.6)A .该匀强电场的场强为3.75×107N/CB .平衡时细线的拉力为0.17NC .经过0.5s ,小球的速度大小为6.25m/sD .小球第一次通过O 点正下方时,速度大小为7m/s9.(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电荷量Q 1>Q 2,点电荷q 置于Q 1、Q 2连线上某点时,恰好使三个电荷在它们之间的静电力作用下都处于平衡状态,则( ) A .q 一定是正电荷B .q 一定是负电荷C .q 离Q 2比离Q 1远D .q 离Q 2比离Q 1近10.(多选)如图所示,在竖直放置的半径为R 的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷,将质量为m ,带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力,已知重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .小球在BB .小球在BC .固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度大小为3mg qD .小球不能到达C 点(C 点和A 在一条水平线上)二、非选择题 11、带电体的电荷量都等于最小电荷量e 的整数倍。
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。
选修3-1《静电场》专题复习专题1:电场力的力学特性--含电场力作用下的平衡、非平衡问题总结1、(单选)将两个质量均为m 的小球a 、b 用绝缘细线相连,竖直悬挂于O 点,其中球a 带正电、电荷量为q ,球b 不带电,现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出),使整个装置处于平衡状态,且绷紧的绝缘细线Oa 与竖直方向的夹角为θ=30°,如图所示,则所加匀强电场的电场强度大小可能为( ) A.B.C.D.2、(单选)如图所示,一质量为m 、电荷量为Q 的小球A 系在长为l 的绝缘轻绳下端,另一电荷量也为Q 的小球B 位于悬挂点的正下方(A 、B 均视为点电荷),轻绳与竖直方向成30°角,小球A 、B 静止于同一高度.已知重力加速度为g ,静电力常量为k ,则两球间的静电力为( )A. 224kQ lB. 22kQ lC. mg3、(单选)如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =5 cm ,bc =3 cm ,ca =4 cm 。
小球c 所受库仑力的合力的方向平衡于a 、b 的连线。
设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A. a 、b 的电荷同号,B. a 、b 的电荷异号,C. a 、b 的电荷同号,D. a 、b 的电荷异号,4、(单选)在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的可看作质点的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图所示.现让小球A 、B 、C 都带电荷量为Q 的正电荷,让小球D 带电荷量为q 的负电荷,若四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为( ) A.13 B.33 C .3 D. 35、(单选)如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a 、b 、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c 位于圆环最高点,ac 连线与竖直方向成60°角,bc 连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。
静电场复习教案★教学目标:1.知识目标加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。
2.能力目标在熟练掌握上述概念的基础上,能够分析和解决一些物理问题。
3.物理方法教育目标通过复习,培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力,学习一定的研究问题的科学方法。
★复习重点:物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用★教学方法:复习提问,讲练结合,学案导学★教具投影片(或小黑板),学案★教学过程(一)复习回顾基础知识(投影复习提纲,可以印发提纲,要求学生课下预习完成)1.电荷电荷守恒(1)自然界中只存在两种电荷:电荷和电荷。
电荷间的作用规律是:同种电荷相互,异种电荷相互。
电荷的多少叫。
(2)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使,这种现象叫静电感应。
利用静电感应使物体带电叫起电。
(3)电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体到另一物体,或者从物体的一部分到另一部分。
2.元电荷:e=,所有带电体的电荷量或者或者。
3.库仑定律:(1)定律的内容:真空中两个之间相互作用的电力,跟它们的成正比,跟它们的成反比,作用力的方向在。
(2)库仑力的大小F= 。
(3)静电力恒量k= 。
4.电场:电荷的周围存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷,这种力叫。
电荷间的相互作用是通过发生的。
5.电场强度(1)定义:放入电场中某点的,叫该点的电场强度,简称场强。
(2)定义式:E=,其单位是。
(3)方向:场强的方向与正电荷,与负电荷。
6.点电荷的场强:E=。
如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就相互叠加形成的合电场。
这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强,叫做电场的叠加。
7.电场线:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的一致,这样的曲线叫电场线。
8.电场线的特点:(1)电场线从电荷出发终止于电荷,不形成闭合曲线。
(2)电场线不、也不。
(3)电场线的疏密表示场强的。
9.匀强电场:在电场的某一区域,如果场强的和都相同,这个区域的电场叫匀强电场。
10.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,与电荷无关,即电场力做功与重力做功有着相同的特点。
因此电荷在电场中也具有势能,这种势能叫做__________。
11.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做时,电荷的电势能;电场力做时,电荷的电势能。
电场力做功的多少等于_______ 。
写出电荷从电场中的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___________________。
12.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。
13.电势 :电场中某一点,电荷的__________________,叫做这一点的电势。
公式:_______。
电场线指向电势_____的方向。
电势是个相对的量,某点的电势与__________的选取有关。
因此电势有正、负,表示该点电势比零电势点高还是低。
通常把______________的电势规定为零。
14.电势差U :电荷在电场中由一点A 移动到另一点B 时 ,与 的比值 ,叫做AB 两点间的电势差。
公式:AB U = 。
单位: ,符号 。
电势差有正负:AB U = -BA U ,一般常取绝对值,写成U 。
15.电势与电势差的比较(1)电势与电势差都是反映电场本身的性质(能的性质)的物理量,与 无关. (2)电势与电势差都是标量;数值都有正负;单位相同。
(3)A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,(4)某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关。
16.等势面:电场中 的各点构成的面叫等势面。
17.等势面的特点:(1)等势面一定与电场线 ,即跟场强的方向 。
(2)电场线总是由电势 的等势面指向电势 的等势面。
(3)在同一等势面上移动电荷时静电力 功。
18.匀强电场中电势差与电场强度的关系:沿场强方向的两点间的电势差等于即U = ,上式可以改写成E = 。
它表明:在匀强电场中,场强在数值上等于 。
19.电场强度的单位: 或 。
20.电容器:两个 又 的导体组成电容器。
21.电容器的充、放电:使电容器 叫充电。
充电的过程是将电场能 电容器中。
使 叫放电。
放电的过程储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能。
电容器的带电量是指 。
22.电容:电容器 叫电容。
定义公式UQ C =。
注意C 跟Q 、U 无关,只取决于 。
23.电容的物理意义:是描述电容器 的物理量,在数量上等于 。
24.电容的单位 符号 。
1 F = pF 。
25.平行板电容器的电容:跟 成正比,跟 成正比,跟 成反比.用公式表示kdSC r πε4=。
26.常用电容器:从构造上看分为 和 。
27.电容器的击穿电压和工作电压:击穿电压是指电容器的 电压,额定电压是电容器 工作电压。
28.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线上,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 =______________。
(答案:匀强,非匀强,qU =21mv 2,mqU 2,qU =21mv 2-21mv 02,mqU v 220+)29.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,即应用_______________的方法: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=______________。
(答案:平抛运动,运动的合成和分解的知识,匀速直线,v l ,初速度为零的匀加速直线,mdqU mqE mF ==,2022221mdvqUl at=,20mdvqUl v v =⊥)(二)实例探究☆点电荷的场强、电场强度的叠加【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 kqE =由图可得O 点处的合场强为26akq 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9108.4-⨯==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MB.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N 接地ABvN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dd 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SE SdU dS 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dS 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12d d C C ∆=∆和C 2=1.00pF ,得Δd =0.15mm 。
☆带电粒子在电场中的运动【例6】如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U 0。
电容器板长和板间距离均为L =10cm ,下极板接地。
电容器右端到荧光屏的距离也是L =10cm 。
在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如左图。
(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:(1)在t =0.06s 时刻,电子打在荧光屏上的何处? (2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?(3)屏上的亮点如何移动?解:(1)由图知t =0.06s 时刻偏转电压为 U =1.8U 0 ①3t电子在电场中加速02021qU mv = ②电子在电场中加速2)(21v L mLqU y =③解得:y = 0.45L = 4.5cm ,打在屏上的点距O 点13.5cm 。