静电场.docx

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静电场

静电场

【本次基本概念】

1、电荷守恒和库仑定律

电荷：

正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

从微观角度，如何理解物体带电和电流的形成？

摩擦起电：

通过摩擦可以使全来不带电的物体带电。

实质：

摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来带电中性的物体由于得到了电子而带负电，失去电子的物体则带正电。

两个相互摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷，而且电荷量相等。

同一物体分别与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷的种类可能不同。

接触起电：

感应起电：

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。

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。

元电荷：

一个电子带有的电荷量叫做元电荷。

e=1.60*10-19C

比荷：

电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m，符号：

C/㎏

库仑定律：

真空中两个点电荷间相互作用的电场力与它们的电荷量成正比，与它们之前的距离成反比，作用力的方向在它们的连线上。

公式表示为F=kq1q2/r2，k为静电常数，大小为9.0*109,N·m2/C2

2．电场强度

电场：

存在于带电物体周围的特殊物质。

基本性质：

对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。

电场强度：

放入电场中某点的电荷受到的电场力与他所带电荷量的比值，即F/q，叫做着一点的电场强度，简称场强。

用公式表示为E=F/q，单位是N/C。

场强是一个矢量，方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。

真空中点电荷的场强模型

点电荷的场强的计算公式：

E＝kQ/r2（只能用于点电荷）。

方向：

如果是正电荷，场强方向为沿着PQ的连线并背离Q，如果是负电荷，则指向Q。

电场强度的叠加原理：

某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。

电场线：

电场线在每一点的切线方向表示该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。

匀强电场：

如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫匀强电场。

3．电势与电势能

静电力做功的特点：

静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。

对比重力做功的特点，提出电势能的概念：

由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。

电势能用Ep表示。

静电力做功与电势能变化的关系：

对于不同的电荷在电场中运动，电势能的变化情况：

·正电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐减少·负电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐降低

总结：

电势能为系统所有，与重力势能相类似

电荷在某点的电势能的计算：

电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功。

零势能面的选择：

通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。

电势：

电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。

用φ表示。

表达式：

φ＝Ep/q（与试探电荷无关）。

电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。

单位：

伏（V）1V＝1J/C.物理意义：

电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。

电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低

等势面：

电场中电势相同的各点构成的面.

等势面特点：

在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，静电力不做功。

电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面

③等势面越密，电场强度越大

④等势面不相交、不相切。

4．电势差

电势差

（1）定义：

电场中两点间电势的差值，也叫电压。

用

表示。

（2）公式：

或

①

所以有：

=-

②

对电势差的理解：

①电势差是标量

，可正，可负。

正负表示两点电势的高低

②电势的数值与

零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取无关。

③电势差UAB与q无关，仅与电场中A、B两位置有关，反映电场本身的性质。

④电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关

静电力做功与电势差的关系：

电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。

推导：

所以有：

或

1V=1J/C

即：

电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值

E值是客观存在的，而电势的值与零电势点选取有关，所以上述问题不可能有肯定答复。

E大处

不一

定高，

高处E也不一定大。

E为零处

不一定为零，

为零处E不一定为零.

结论：

场强与电势无直接关系.

电场强度与电势差的关系：

根据电势差的定义式，得

U=

用d表示A、B在场强方向上的距离AB′，则上式可写为：

U=Ed

1、上式是在匀强电场中推出的，它不适用于非匀强电场。

2、在匀强电场中，

电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上的电势差。

3、U是两点间的电势差，d是沿电场方向的距离

4、计算时代入绝对值

5、由

，可得E

的单位

场强的三种求法

1、E＝F/q定义式，适用于任何电场（真空、介

质）

2、E＝KQ/r2适用于点电荷的电场（真空、点电

荷）

3、E＝U/d适用于匀强电场（真空）

静电平衡状态下导体的特点

（1）内部场强处处为零（若不为0，则自由电子将继续移动直至合场强为0）。

（2）导体中没有自由电荷定向移动。

（3）净电荷分布在导体外表面。

【本次重考点总结归纳】

掌握物体带电的实质：

电子的转移

电场力的计算及其特点

电势差及电势能的理解和计算

【学生易错易混点】

电荷守恒定律：

电中性物体中有无电荷的存在？

所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了？

③对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么理解的？

电场力也是一种“性质力”，也符合牛顿定律，两个点电荷受到的静电力互为作用力和反作用力。

如果一个电荷同时受到2个静电力的作用，那么这2个力也可以进行合成。

电场强度的叠加，是矢量的叠加，要考虑方向，而不是单纯的数量上的叠加。

电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，如果只有负电荷，则电场线来自无穷远，终止于负电荷。

我们虽然可以用实验模拟电场线的分布，但是，电场线并不是电场中真实存在的曲线，它只是我们为了形象地描述电场而引入的。

注意区分电势和电势差，理解电势差和场强的关系

【典型例题讲解】

1.如图所示，MN是负点电荷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．下列结论正确的是

A．带电粒子从a到b运动的过程中动能逐渐减小

B．带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能

C．负点电荷一定位于N点右侧

D．带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度

2（通州市2010届第六次调研）如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．将电量为

的电荷从A点移到C点，电势能减少

，若取C点为电势零点（

V），则B点的电势是

A．一定等于6VB．一定低于6V

C．一定高于6VD．无法确定

3.如图所示，P、Q是电量相等的两个正电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OA＜OB，用EA、EB、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势，则（）

A.EA一定大于EB，φA一定大于φB

B.EA不一定大于EB，φA一定大于φB

C.EA一定大于EB，φA不一定大于φB

D.EA不一定大于EB，φA不一定大于φB

4.（如皋市2010届高三一轮复习）某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运

动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是

A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大

B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小

C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场

强都大于b点的场强

D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势

5.（2011扬州市高三物理期中模拟试卷）如图所示，三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点来说

A、粒子在三点的合力Fa=Fb=Fc；

B、粒子必先过a，再到b，然后到c；

C、粒子在三点的动能大小为EKb>EKa>EKc；

D、粒子在三点的电势能大小为EPc

6.（苏州市2010届测试题）如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b．不计空气阻力，则不正确的是（）

A．小球带负电

B．电场力跟重力平衡

C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小

D．小球在运动过程中机械能守恒

7.（盐城市2011年第二次调研）如图所示，在匀强电场中放入两个带正电的点电荷A和B，qA=2qB。

张玉同学在选择零电势面后，算出了A、B两点电荷的电势能，得出A的电势能小于B的电势能。

其他同学看了张玉计算结果，分别发表了以下议论，其中正确的是

A．张玉一定算错了，A的电势能不可能小于B的电势能

B．张玉取的零电势面一定在A的左边

C．张玉取的零电势面一定在B的右边

D．张玉取的零电势面一定在A、B之间

8.（江苏省二十所名校9月联合调研）点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c……表示等势面上的点，下列说法正确的有（）

A．位于g点的点电荷不受电场力作用

B．b点的场强与d点的场强大小一定相等

C．把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功

D．把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电

场力做的功等于7KJ

9.在某一点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成120°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成150°角，如图所示，关于a、b两点场强大小及电势高低的关系的说法中正确的是（）

A．Ea＝Eb/3,，φa>φbB．Ea＝Eb/3,，φa<φb

C．Ea＝3Eb,，φa>φbD．Ea＝3Eb,，φa<φb

10.如图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置电荷量为＋Q和－Q的点电荷，设C、D两点的电场强度分别为EC、ED，电势分别为

、

，下列说法正确的是

A．EC与ED相同，

与

相等

B．EC与ED不相同，

与

相等

C．EC与ED相同，

与

不相等

D．EC与ED不相同，

与

不相等

11.如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为+Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为

．求：

（1）物体A受到的摩擦力；

（2）如果将物体A的电荷量增至+4Q，则两物体将开始运动，当它们的加速度第一次为零时，物体A、B各运动了多远的距离？

【课堂限时训练】

1.如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则

A．该粒子一定带负电

B．此电场不一定是匀强电场

C．该电场的电场线方向一定水平向左

D．粒子在电场中运动过程动能不断减少

2.一正点电荷仅在电场力作用下，从A点运动到B点，其速度大小随市时间变化的图像如图所示，下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势的高低的判断，正确的是（）

A．

B．

C．

D．

3.图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc,实线为一带正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）三个等势面中，a的电势最高

（B）带电质点通过P点时的电势能较大

（C）带电质点通过P点时的动能较人

（D）带电质点通过P点时的加速度较大

4.（徐州市2010届摸底考试）如图所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，沿电场线从A运动到B．则

A．电场强度的方向向左

B．A点场强一定大于B点场强

C．电场力做负功  

D．电势能增加

5.（无锡地区2011届期中检测）在以某电荷为球心的球面上，各点相同的物理量为（）

A．电场强度B．同一电荷受到的电场力

C．电势D．同一电荷具有的电势能

6.如图所示，点电荷固定于Q点，一带电粒子在库仑力作用下，做以Q为焦点的椭圆运动。

M、N为椭圆长轴端点上的两点，下列说法正确的是

A．带电粒子与点电荷的电性相同

B．带电粒子与点电荷的电性相反

C．带电粒子在M点的电势能大于N点的电势能

D．带电粒子在M点的电势能小于N点的电势能

7.（宿迁市2010～2011学年度高三年级第一次质量调研）如图，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端时的速度仍为v0，则：

A．A点电势比C点电势低

B．小球在C点的电势能大于在A点的电势能

C．AC两点的电势差为

D．若电场是匀强电场，则该场强的最小值是

8.（苏州市2011届测试题）如图所示，a、b是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电质点在a点由静止释放，到达b点时速度最大。

则不正确的是（）

A．a点的电势高于b点的电势

B．a点的电场强度大于b点的电场强度

C．质点从a点运动到b点的过程中电势能增加

D．质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力

9.（盐城市2010届六所名校联考）一个初动能为Ek的带电粒子，以速度V垂直电场线方向飞入两块平行金属板间，飞出时动能为3Ek．如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，不计重力，那么该粒子飞出时动能为（）

A．4EkB.4.5EkC.6EkD.9.5Ek

10.（盐城市2011届六所名校联考）如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷A、B，在AB连线上的P点由静止释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到AB连线上的另一点M而停下。

则以下判断正确的是

A．滑块一定带的是与A、B异种的电荷

B．滑块的电势能一定是先减小后增大

C．滑块的动能与电势能之和一定减小

D．AP间距一定小于BM间距

11.（南通、扬州、泰州三市2010届第二次调研）传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是．

12.（南通、扬州、泰州三市2011届第二次调研）下列说法中不正确的是

A．电场强度大的位置，电势不一定高

B．电荷在电势高的位置，电势能一定大

C．电荷在电场力作用下运动，电势能可能不发生变化

D．电荷在匀强电场中只受电场力，则一定作匀变速运动

13.（南京市2010届4月高三调研考试）一带电粒子射入点电荷+Q的电场中，仅在电场力作用下，

运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是

A．运动粒子可能带正电

B．运动粒子一定是从A运动到B

C．粒子在A、B间运动过程中加速度先变大后变小

D．粒子在A、B间运动过程中电势能先变小后变大

14.如图所示，a、b两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为+2g和-q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧．则平衡时可能位置是图中的

15.如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷A、B，在AB连线上的P点由静止释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到AB连线上的另一点M而停下。

则以下判断正确的是

A．滑块一定带的是与A、B异种的电荷

B．滑块的电势能一定是先减小后增大

C．滑块的动能与电势能之和一定减小

D．AP间距一定小于BM间距

16.一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图中虚线所示．图中的实线是以O为圆心等间距的同心圆，a、c是粒子运动轨迹与同一圆的交点，b是粒子运动轨迹与小圆的切点，d是粒子运动轨迹与最大圆的交点，带电粒子仅受电场力，则可以断定

A．粒子受到斥力作用

B．粒子在b点的加速度为最大

C．若粒子由a运动到b克服电场力做功为W1，由b运动到d电场力做功为W2，则W2=2W1

D．粒子在b点的速率一定小于在a点的速率

【课后过手训练】

过手内容：

1．电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则

A．Ea＞Eb，φa＞φbB．Ea＞Eb，φa＜φb

C．Ea＜Eb，φa＞φbD．Ea＜Eb，φa＜φb

2．下列物理量中哪些与检验电荷无关？

（）

A．电场强度EB．电势φC．电势能εD．电场力F

3．对于库仑定律，下面说法中正确的是（）

A．凡计算两个电荷间的相互作用力，就可以使用公式

B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律

C．相互作用的两个点电荷，不论它们电量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等

D．两个点电荷的电量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间库存仑力减为原来的一半

4．如图所示，a，b，c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点．a，b电势分别为

，

，下列叙述正确的是（　）

A．该电场在c点处的电势一定为4V　

B．a点处的场强

一定大于b点处的场强

C．一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少　　

D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a

5．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）

A．电势高的地方电场强度不一定大B．电场强度大的地方电势一定高

C．场强为零的地方电势也一定为零D．电势为零的地方场强不一定为零

如图所示，将长为L不带电的金属棒放在场强为E的匀强电场中，棒与等势面的夹角为α，则棒两端的电势差最终为（）

A．ELB．ELcosαC．ELsinαD．0

6.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，仅在电场力作用下的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

7.如5所示，带电粒子以平行极板的速度从左侧中央飞入匀强电场，恰能从右侧擦极板边缘飞出电场（重力不计），若粒子的初动能变为原来的2倍，还要使粒子保持擦极板边缘飞出，可采用的方法是（）

A．将极板的长度变为原来的2倍

C．将两板之间的电势差变为原来的2倍

D．上述方法都不行

8.平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小

球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如

图4所示，则下列说法正确的是（　　）

A．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小

B．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

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

9.如图所示，用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）后悬挂于O点，整个装置处于水平向右的匀强电场E中。

将小球拉至使悬线呈水平的位置A后，由静止开始将小球释放，小球从A点开始向下摆动，当悬线转过60角到达位置B时，速度恰好为零。

求：

1．B、A两点的电势差UBA；

2．电场强度E；

10．（12分）水平放置的两块平金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度

，从两板中间射入，如图所示，求：

（1）电子偏离金属板时侧位移是多少？

（2）电子飞出电场时的速度是多少？

（3）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，求OP之长。

【学生家长反馈表】

学生满意度调查表

1、本次课学生总体满意度打分（满分100分）_______________________。

2、学生对课程内容的满意度（）

A.非常满意B.比较满意C.一般D.比较不满意E.非常不满意

3、学生对授课教师的满意度（）

A.非常满意B.比较满意C.一般D.比较不满意E.非常不满意

4、学生对授课课堂的满意度（）

A.非常满意B.比较满意C.一般D.比较不满意E.非常不满意

6、您对本课程的意见和建议：

学生签字：

201年月日

家长过手训练评估表

本次作业评估

优

良

中

差

对学生作业满意度

非常自豪

满意

有待提高

须改变

行为习惯满意度

非常自豪

满意

有待提高

须改变

对学校老师建议

家长签字

请家长和我们一起努力，让您的孩子更优秀！