高中物理学业水平考试物理讲义选修31 第一章 静电场.docx

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高中物理学业水平考试物理讲义选修31第一章静电场

知识内容

必考要求

电荷及其守恒定律

b

库仑定律

c

电场强度

c

电势能和电势

b

电势差

b

电容器的电容

b

带电粒子在电场中的运动

b

考点一　电荷及其守恒定律

1．电荷间的作用规律

同种电荷相互________，异种电荷相互________．（填“吸引”或“排斥”）

2．三种起电方式

（1）起电方式：

____________、____________、____________.

（2）带电实质：

物体带电的实质都是____________．

（3）说明：

摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体上；感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分．

3．电荷守恒定律

电荷既不会________，也不会________，它只能从一个物体________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____________．

4．电荷量与元电荷

（1）电荷量：

电荷的多少叫电荷量，单位：

________，符号：

________.

（2）元电荷：

最小的电荷量叫元电荷，其值为：

________.其他带电体的电荷量都是元电荷的__________．

（3）说明：

①电子、质子、正电子的电荷量与元电荷相同；②原子核中带正电的质子与核外带负电的电子数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性．

1．下面说法不正确的是（　　）

A．元电荷实质上是指电子或质子本身

B．带电体所带电荷量的最小值是1.6×10－19C

C．任何带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

D．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引

2．（2016·浙江舟山中学期中）关于电现象，下列说法中不正确的是（　　）

A．感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程

B．带电现象的本质是电子的转移，电中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电

C．摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量同种电荷

D．当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量异种电荷同时消失

图1

3．（2016·浙江宁波市慈溪中学期中）如图1所示，某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒（带正电）去吸引细碎的锡箔屑，发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速的向空中散开，下列说法正确的是（　　）

A．锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电

B．锡箔屑被吸引过程有减速过程

C．最后锡箔屑散开主要是因为碰撞导致

D．散开时锡箔屑带正电

4．（2016·江山实验中学10月质检）使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　）

5．如图2所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（　　）

图2

A．枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动

B．枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动

C．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动

D．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动

考点二　库仑定律

1．点电荷及理想化方法

（1）定义：

物理学上把本身的线度比相互之间的距离__________的带电体叫做点电荷．

（2）说明：

点电荷是一种__________的物理模型；当带电体本身的________________对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．

2．库仑扭秤实验

（1）库仑扭秤实验是通过悬丝____________比较静电力F大小的，实验结果发现静电力F与距离r的________成反比．

（2）库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个__________的金属小球________电荷量________的方法，发现F与q1与q2的________成正比．

3．库仑定律的内容及适用条件

（1）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________，与它们的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的连线上．

（2）公式：

________________________，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝_______________.

（3）适用条件：

______________________.

1．若已知氢原子核外电子在离核为r0处受到的库仑力大小为F，则它在离核为4r0处受到的库仑力大小为（　　）

A.FB.FC．16FD．4F

2．关于库仑定律，下列说法中正确的是（　　）

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＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大

C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力

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

3．（2015～2016余杭、萧山、新登、昌化四校高二第二学期期中）使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1，现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为（　　）

A．2∶1B．4∶1C．16∶1D．60∶1

4．（2016·浙江10月学考）如图3所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°.带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则（　　）

图3

A．A、B间库仑力大小为F＝

B．A、B间库仑力大小为F＝

C．细线拉力大小为FT＝

D．细线拉力大小FT＝mg

5．（2016·3月温州市普通高中选考科目模拟考试）两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为＋Q的小球a、b，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为α＝30°，如图4所示，静电力常量为k，则小球的质量为（　　）

图4

A.B.C.D.

6．（2015·浙江10月学考）如图5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（　　）

图5

A.B.

C．mgD.mg

7．如图6所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，且在A、B两点放置两点电荷QA、QB，测得在C处正点电荷所受静电力方向与AB平行向左，则A带________电，QA∶QB＝________.

图6

考点三　电场强度

1．电场

电场的基本性质是它对放入其中的________有力的作用，这种力叫__________．电荷间的相互作用是通过________发生的．

2．试探电荷

________电荷是指用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷．试探电荷的电荷量和尺寸要足够小．

3．电场强度

（1）定义及公式：

试探电荷在电场中某个位置____________与它的________的比值叫电场强度．公式E＝________，单位__________，符号为__________．

（2）物理意义：

表示电场的强弱和________．

（3）方向：

与在该点的正电荷所受静电力的方向________，与负电荷的受力方向________．

4．点电荷的电场及电场强度的叠加

（1）点电荷场强公式：

E＝k，其中k是________________，Q是____________的电荷量．

（2）方向：

当Q为正电荷时，E的方向沿半径________；当Q为负电荷时，E的方向沿半径________．

（3）叠加场强是________，当空间存在多个点电荷产生的电场时，电场中某点的电场强度为各个点电荷________在该点产生的电场强度的__________．

5．电场线

（1）电场线的特点：

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于__________或__________；

②电场线在电场中__________；

③在同一电场里，电场线越密的地方场强________；

④电场线上某点的____________表示该点的场强方向．

（2）几种典型电场的电场线分布．

6．匀强电场的特点

电场线是平行、等间距的直线，场强方向与电场线平行．

1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是（　　）

A．由E＝可知，某电场的场强E与F成正比，与q成反比

B．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关

D．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关

2．在电场中的A点放一个电荷量为q的试探电荷时，试探电荷受到的电场力为F，由此求得A点的场强大小为E.若在A点换一个电荷量为－2q的试探电荷时，则A点的电场强度（　　）

A．大小变为2E，方向与原来相同

B．大小变为2E，方向与原来相反

C．大小仍为E，方向与原来相同

D．大小仍为E，方向与原来相反

3．（2015·浙江1月学考）下列电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　）

4．如图7所示是带等量异种电荷的两平行金属板的电场线示意图，a、b和c三点分别代表电场中的三个不同位置，下列说法正确的是（　　）

图7

A．a和b的电场强度相同

B．a和c的电场强度相同

C．b和c的电场强度相同

D．两板周围的电场是匀强电场

5．某电场的电场线分布如图8所示，下列说法正确的是（　　）

图8

A．c点的电场强度大于b点的电场强度

B．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点

C．b点的电场强度大于d点的电场强度

D．a点和b点的电场强度方向相同

6．（2016·浙江省台州市六校高二期末联考）一带负电荷的质点，只在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是减小的，关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）

7．两个电荷量分别为Q1、Q2的点电荷周围的电场线分布如图9所示，由图可知（　　）

图9

A．Q1、Q2均带正电，且Q1＞Q2

B．Q1、Q2均带负电，且Q1＜Q2

C．Q1带正电，Q2带负电，且Q1＞Q2

D．Q1带正电，Q2带负电，且Q1＜Q2

8．如图10所示，P为某匀强电场中的一点，若在P点放一带电荷量为q的点电荷A，它受到的电场力大小为F，问：

图10

（1）P点电场强度E为多大？

（2）将点电荷A换成带电荷量为2q的点电荷B且仍置于P点，则B所受的电场力为多大？

（3）若P点不放任何电荷，则此时P处的电场强度又为多大？

考点四　电势能和电势

1．静电力做功的特点

（1）特点：

静电力做的功和路径________，只和初、末位置有关．

（2）静电力做功的计算方法．

①由公式____________计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝qEl，式中l为电荷初末位置在电场方向上的距离．

②由电势差的定义式计算，WAB＝qUAB，对任何电场都适用．

2．电势能

（1）定义：

电荷在电场中具有的势能．

（2）电势能的相对性：

通常取无穷远处或大地表面为电势能的________．

3．电势

（1）定义式：

φA＝____________（带