專題七靜電場

1、專題七靜電場考綱定位主題內容要求說明物質的電結構、電荷守恒I靜電現(xiàn)象的解釋I點電荷I庫侖定律n靜電場I電場強度、點電荷的場強n電場電場線電勢能、電勢、II電勢差n勻強電場中電勢差與電場強度的關系。I帶電粒子在勻強電場中的運動n示波管I常用的電容器I電容器的電壓、電何量和電容的關系I7.1電荷的兩個規(guī)律知識梳理一、電荷及其守恒定律1. 自然界中只存在兩種電荷： 電荷和電荷.電荷間的作用規(guī)律是：同種電荷相互，異種電荷相互 .2 用毛皮摩擦橡膠棒時，橡膠棒帶 電荷，毛皮帶 電荷用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶 電荷，絲綢帶 電荷.3 原子核的正電荷數(shù)量與電子的負電荷數(shù)量一樣多，所以整個原子對外界表現(xiàn)為金屬

2、中距離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，這種電子叫做 .失去這種電子的原子便成為帶 電的離子.離子都在自己的平衡位置上振動而不 移動，只有自由電子穿梭其中所以金屬導電時只有 在移動.4. 把帶電體移近不帶電的導體， 可以使導體靠近帶電體的一端帶 ,遠離的一端帶 這種現(xiàn)象叫靜電感應.利用靜電感應使物體帶電叫起電.常見的起電方式還有 和5. 電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一個物體到另一物體，或者從物體的一部分到另一部分.6. 物體所帶電荷的多少叫 .在國際單位制中，它的單位是 ,用表示.7 .最小的電荷量叫 ，用e表示，e =.所有帶電體的電荷量都等于e的.電子的電荷量

3、與電子的質量之比叫做電子的 .二、庫侖定律1. 探究電荷間作用力的大小跟距離的關系：保持電荷的電荷量不變， 距離增大時，作用力;距離減小時，作用力.2 .探究電荷間作用力的大小跟電荷量的關系：保持兩個電荷之間的距離不變，電荷量增大時，作用力;電荷量減小時，作用力 .3 .靜電力： 間的相互作用力，也叫 .它的大小與帶電體的 及有關.4 .點電荷：自身的 比相互之間的距離 的帶電體.5. 庫侖定律：真空中的兩個點電荷之間的相互作用力的大小，與它們電荷量的乘積成 ,與它們距離的二次方成 ，作用力的方向在它們的 .6. 庫侖定律的公式 F=，式中k叫做靜電力常量，k的數(shù)值是.學法指導重點、難點突破典

4、例講析1. 如圖1所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔.當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時（）,A . A端金箔張開，B端金箔閉合B 用手觸摸枕形導體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合C .用手觸摸枕形導體后，將手和C都移走，兩對金箔均張開圖1D .選項A中兩對金箔分別帶異種電荷，選項C中兩對金箔帶同種電荷2. 使兩個完全相同的金屬小球（均可視為點電荷）分別帶上-3Q和+5Q的電荷后，將它們固定在相圖2距為a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F1?，F(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F2。則F1與F2之比為（ ）A. 2: 1 B . 4

5、: 1 C . 16: 1 D . 60: 13. 如圖2所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上.a和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比 b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是（）A. F1 B . F2 C . F3 D . F45 .兩個正電荷q1和q2的電荷量都是3 C,靜止于真空中的 A、B兩點，相距r = 2 m.（1）在它們的連線 AB的中點O放入正電荷Q,求Q受的靜電力.在它們連線上 A點左側P點，AP = 1 m,放置負電荷q3, q3= 1 C,求q3所受的靜電力.變式訓練-高考鏈接1.如圖3所示，A、

6、B、C是三個安裝在絕緣支架上的金屬體，其中C球帶正電，A、B兩個完全相同的枕形導體不帶電.試冋：二(1)如何使A、B都帶等量正電？(2)如何使A、B都帶等量負電？Ah出(3)如何使A帶負電B帶等量的正電？圖3圖42. 如右圖4所示，兩根細線掛著兩個質量相同的小球A、B,上、下兩根細線的拉力分別為FA、FB.現(xiàn)使兩球帶同種電荷， 此時上、下細線受拉力分別為 FA、FB,則()A. FA= FA, FB FBB. FA= FA, FB F BC. FA F BD. FA FA, FB F B3. 如右圖5所示，大小可以忽略不計的帶有同種電荷的小球A和B相互排斥，靜止時絕緣細線與豎直方向的夾角分別是

7、a和仏且a 3,兩小球在同一水平線上，由此可知( )A. B球受到的庫侖力較大，電荷量較大B. B球的質量較大C. B球受到的拉力較大D. 兩球接觸后，再處于靜止的平衡狀態(tài)時，懸線的偏角a、3仍滿足a 34. 如右圖6所示，光滑絕緣的水平面上固定著A B、C三個帶電小球，它們的質量都為m彼此間距離均為r, A、B帶正電，電荷量均為q.現(xiàn)對C施加一個水平力F的同時放開三個小球三個小球在運動過程中保持間距 r不變，求：(三個小球均可視為點電荷 )(1) C球的電性和電荷量大小.(2) 水平力F的大小.*U:F:J圖67.2表征電場性質的物理量知識梳理一、電場強度1. 電場：電荷的周圍存在著由它產生

8、的一種特殊 .它的特征之一是對放入其中的 有力的作用甲電荷對乙電荷的作用力，就是甲電荷的 對乙電荷的作用力.2 .靜電場是指 的電荷產生的電場.3 .試探電荷是用來檢驗電場 及其分布情況的電荷，是研究電場的工具.激發(fā)或產生我們正在研究的電場的電荷是電場的 .4 .放入電場中某點的試探電荷所受的 跟它的的比值，叫做該點的電場強度.簡稱場強.其定義式為 E=，單位是，符號是.電場強度是 量，有大小也有方向，其方向與 在該點所受電場力的方向相同.5 .真空中點電荷的場強：E=.Q為正電荷時，在電場中的 P點場強E的方向;Q 為負電荷時， E 的方向 6勻強電場：電場中各點場強的 都相同的電場7電場強

9、度的疊 加：如 果場源電荷不只是一個點電 荷，則 電場中某點的電場強度為 在該點產生的電場強度的 8電場線是畫在電場中的一條條 ，曲線上每點的 表示該點的電場強度方向電場線的特點有： (1)起始于無限遠或 ，終止于 或 (2)任意兩條電場線 (3)電場線的疏密表示場強的 二、電勢和電勢能1、電場力做功的特點在勻強電場中移動電荷時， 靜電力做的功與電荷的 位置和 位置有關， 但與電荷經過的無關這個結論對非勻強電場 (填“同樣成立”或“不成立” )2、電勢能( 1)電勢能：電荷在 中具有的勢能叫做電勢能(2) .靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力做的功等于電勢能的，用公式表示 Wab =.電場力

10、做正功，電勢能 ，電場力做負功，電勢能 ( 3)電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到 位置時所做的功3、電勢( 1)概念：電荷在電場中某點的電勢能與它的電荷量的 ( 2)公式和單位：電勢的定義公式為 ，單位是 ，符號是 V.( 3) 相對性：電勢也是相對的， 在應用中常取離場源電荷無限遠處電勢為零， 或大地的電勢為零 電 勢可以是正值，也可以是負值，沒有方向，因此是 ( 4)與電場線關系：沿電場線的方向電勢 4、等勢面( 1)等勢面： 電場中 相同的各點構成的面叫做等勢面 在同一個等勢面上移動電荷時靜電力 ( 2)等勢面的特點： 電場線跟 垂直， 并且由電勢高的等勢面 電勢低的等勢面

11、( 3)等勢面實例：孤立的點電荷電場的等勢面是一簇以點電荷位置 ，勻強電場的等勢面是一族 三、電勢差與電場強度(一) 、電勢差1電場中任意兩點間的電勢之差叫做 ，也叫做電壓，它與電勢零點的選取無關2電場中A點的電勢記作$a,B點的電勢記作 帕，則A、B兩點間的電勢差表示成 Uab =,B、A兩點間的電勢差表示成 Uba =3.電荷q在電場中從 A點移動到B點，A、B兩點間的電勢差為 Uab，則靜電力做的功 Wab = qUAB，該公式不僅適用于 ，而且對 (或任何電場)也成立.(二) 、電勢差與電場強度的關系1勻強電場中兩點間的電勢差等于 與這兩點沿 的乘積公式表示為 2在勻強電場中， 電場強

12、度的大小等于兩點間的 與沿電場方向距離的比值， 公式表示為 也就是說，電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的3由公式E= U/d得出的場強單位是 ，以前學習的場強單位是 .學法指導重點、難點突破典例講析1. （ 11海南）關于靜電場，下列說法正確的是A. 電勢等于零的物體一定不帶電B. 電場強度為零的點，電勢一定為零C. 同一電場線上的各點，電勢一定相等D. 負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加2. 如圖7示，實線表示勻強電場中的電場線，一帶電粒子（不計重力）經過電場區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點，關于粒子的運動情況，下列說法中可能的是A. 該粒子帶正電荷，運動

13、方向為由a到bB. 該粒子帶負電荷，運動方向為由a至bC. 該粒子帶正電荷，運動方向為由b至a卡 二D. 該粒子帶負電荷，運動方向為由b至a3.分別為A.B.C.D.4上海) a和b，Ea E Ea Ea EaEbEb:Eb)電場線分布如圖，則b Pbba ” bCp Pa * bCP CPa bEa和Eb，電勢i2UV圖11圖132 . （11江蘇）一粒子從 A點射入電場，從 B點射出，電場的等勢 面和粒子的運動軌跡如圖 9所示，圖中左側前三個等勢面平行，不計 粒子的重力。下列說法正確的有A. 粒子帶負電荷B. 粒子的加速度先不變，后變小C. 粒子的速度不斷增大D. 粒子的電勢能先減小，后增

14、大5. 兩個固定胡等量異號點電荷所產生電場等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖10中A點沿圖示方向進入電場在紙面內飛行，最后離開電場，粒子只受 靜電力作用，則粒子在電場中A. 做直線運動，電勢能先變小后變大B. 做直線運動，電勢能先變大后變小C. 做曲線運動，電勢能先變小后變大D. 做曲線運動，電勢能先變大后變小變式訓練-高考鏈接1 . （11山東）如圖11所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是A、b點場強大于d點場強B、B點場強小于d點場

15、強C、 a、b兩點的電勢差等于 b、c兩點間的電勢差D、試探電荷+q在a點的電勢能小于在 c點的電勢能2. （12重慶）空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中 P點處為正電 荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如題圖 12圖所示，a、b、c、d為電場 中的4個點，貝UA . P、Q兩點處的電荷等量同種B . a點和b點的電場強度相同C. c點的電勢低于d點的電熱D 負電荷從a到c,電勢能減少3. （11重慶）如圖13所示，電量為+q和-q的點電荷分別位于正方體的頂 點，正方體范圍內電場強度為零的點有A. 體中心、各面中心和各邊中點B. 體中心和各邊中點C. 各面中心和各邊中點D.體中心和各面中

16、心4. （10海南）如右圖14, M N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，半圓弧的圓心， MOP =60 .電荷量相等、符Co號相反的兩個電荷分別置于 兩點，這時點電場強度的大小為 E1;若將 強大小變?yōu)?E2.E1與E2之比為A. 1 : 2B. 2: 1 C.5. （10山東）某電場的電場線分布如圖A. c點場強大于b點場強B. a點電勢高于b點電勢C. 若將一試探電荷+q由a點釋放，它將沿電場運動到b點D. 若在d點再固定一點電荷-Q，將一試探電荷+q由a移至b 的過程中，電勢能減小點為M NN點處的點電荷移至 P點，則。點的場2:3 D 4: 315所示，以下說法正確的是圖14圖15

17、7.3靜電平衡、電容及帶電粒子在電場中的運動知識梳理一、靜電平衡（一）、靜電平衡狀態(tài)下導體的電場1 靜電平衡狀態(tài)：導體中（包括表面）不再發(fā)生移動，我們就認為導體達到了靜電平衡狀態(tài).2 靜電平衡狀態(tài)下導體的特點：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部 處處為零.（2）處于靜電平衡狀態(tài)的整個導體是一個 ，它的表面是一個等勢面.（3）表面處的場強不為零，表面處的場強方向跟導體表面 .（二）、導體上電荷的分布1 處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部沒有電荷，電荷只分布在 .2在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積上的電荷量），凹陷的位置 電荷.（三）、尖端放電1. 電離：使空氣分子中的 分離，這種現(xiàn)象叫做空氣的

18、電離.2 尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的 很強，使周圍中性空氣分子電離，變成帶電粒子，這些帶電粒子在強電場加速下，會使更多的空氣分子電離，產生大量的與導體尖端的電荷符號相反的粒子被 到尖端，跟尖端上的電荷 ，這相當于尖端電荷，這種現(xiàn)象叫做尖端放電.3. 應用與防止：應用： :防止：高壓輸電設備的表面盡量做得光滑，避免放電.（四）、靜電屏蔽導體處于靜電平衡時，內部場強處處為零，表現(xiàn)為電中性，若導體是空腔的，空腔部分的電場都不會導體內部，金屬也處處為零，無論導體外部的電場是什么樣的, 殼的這種作用叫做靜電屏蔽.二、電容（一）、電容器1 .構造：彼此絕緣而又相互靠近的兩個 ，就構成一個電容

19、器.2 .功能：（1）充電：把電容器的兩個極板與電源的正負極相連，就能使兩個極板上帶上，這個過程叫做電容器充電.（2）放電：用導線把充電后的電容器的兩個極板接通，兩個極板上的 就會，電容器失去，這個過程叫做放電.3.帶電荷量：充電后（二）、電容的帶電荷量的絕對值叫做電容器的帶電荷量.1. 定義：電容器所帶的 與電容器兩極板間的 的比值，叫做電容器的電容.2 .公式表達： C=.3.單位：在國際單位制中的單位是:.給電容器帶上1庫侖的電荷量，如果兩極板間的電勢差是1伏，這個電容器的電容就是，即1庫侖=1法拉.1伏換算關系：1 F =(iF=符號：F,1 F = 1 C/V.更小的單位還有 和pF

20、.4. 物理意義：表示電容器容納 的物理量.5. 標量：只有大小，沒有方向.（三）、平行板電容器的電容理論分析表明，平行板電容器的電容跟兩極板的 成正比，跟兩極板間的 成反比.公式表達成 C=，式中k是靜電力常量，辛是一個常數(shù)，與電介質的性質有關，稱為電介質的相對.（四）、常用電容器1.從構造上看：可分為 電容器和 電容器.2 額定電壓：電容器的外殼上標的是工作電壓，也稱為額定電壓還有一個電壓稱為擊穿電壓，加在電容器上的電壓若超過這個值，電介質會被擊穿，電容器會損壞.額定電壓擊穿電壓（填“大于” “等于”或“小于” ）三、帶電粒子在電場中的運動（一）、帶電粒子的加速1 帶電粒子：對于質量很小的

21、帶電粒子，如電子、質子等，雖然它們也會受到萬有引力（重力）的作用，但一般來說 靜電力，可以忽略.2. 帶電粒子被加速：在勻強電場 E中，被加速的粒子電荷量為 q,質量為m,從靜止開始加速的 距離為d，加速后的速度為 v，這些物理量間的關系滿足 : qEd = 1mv2.在非勻強電場中，若粒子運動的初末位置的電勢差為 U，動能定理表達為： 一般情況下帶電粒子被加速后的速度可表示成：Cv = m.二）、帶電粒子的偏轉帶電粒子的電荷量為 q，質量為m,以初速度vo垂直電場線射入兩極板間的勻強電場.板長為 I、 板間距為d,兩極板間的電勢差為 U.1 .粒子在vo的方向上做 直線運動，穿越兩極板的時間

22、為： .2 粒子在垂直于vo的方向上做初速度的速直線運動：加速度為：a=器粒子離開電場時在電場方向上偏離原射入方向的距離稱為 距離，用y表示，離開電場時速度方向跟射入時的初速度方向的夾角稱為 ，用B表示.偏移距離為：y=*at2=，偏轉角:v丄tan 0= =vo主要由三部分組成，分別是：，在偏轉電場中被兩對（三）、示波管的原理1 示波管的構造：示波管是一個真空電子管,和.2 示波管的基本原理：電子在加速電場中被學法指導16中的哪一個(1.一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷，其電場分布是圖B-LC-圖16D-圖17圖182. 如圖17所示，用電池對電容器充電，電路a、b之間接有一

23、靈敏電流表，兩極板之間有一個電荷 q處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將兩極板的間距變大，則()A. 電荷將向上加速運動B. 電荷將向下加速運動C. 電流表中將有從 a到b的電流D. 電流表中將有從 b到a的電流3. 如圖18所示，a、b、c表示點電荷的電場中三個等勢面，它們的電勢分別為2 1 一a U, $b= 3U , c 4U. 一帶電粒子從等勢面 a上某處由靜止釋放后， 僅受電場力 作用而運動，已知它經過等勢面 b時的速率為vb，則它經過等勢面 c時的速率為 ( )A. 2vbB. 4vb C. . 2vbDvb4. 一個帶正電的粒子，從 A點射入水平方向的勻強電場中，粒子沿直線AB運 _動，如圖19所示.已知AB與電場線夾角 0= 30 帶電粒子的質量 m= 1.0 XI0 (12北京)勻強電場的方向沿 x軸正向，電場強度 E隨x的分布如圖 20所示。圖中E0和d均為已知量.將帶正電的質點 A在0點由能止釋放.A離開 電場足夠遠后，再將另一帶正電的質點 B放在O點也由G靜止釋放，當B在電 場中運動時，A. B間的相互作用力及相互作用能均為零 :B離開電場后，A. B間 的相作用視為靜電作用.已知A的電荷量為Q. A和B的質量分別為 m和.不 kg, 電荷量q = 1.0 X0計重力.C, A、B相距L = 20 cm.(取g=