靜電場復(fù)習(xí)專題一

1、一 電荷及其守恒定律I 電荷1兩種電荷：自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負電荷2常見的三種起電方式(1)摩擦起電 (2)感應(yīng)起電 感應(yīng)起電：利用 使金屬導(dǎo)體帶電的過程II.電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不會 ，也不會 ，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷 保持不變2電荷守恒定律的另一表述一個與外界沒有 的系統(tǒng)，電荷的 保持不變III元電荷與電荷量1電荷量：電荷的多少在國際單位制中，它的單位是庫侖，符號C. 2元電荷：最小的電荷量，即 或 所帶的電荷量，用e表示e .最早由美國物理學(xué)家密立根測得3物體帶電特點：所有物體所帶電荷量為元電荷的 倍4電子的比荷

2、：電子的 e與電子的 me之比【問題類型一】.三種起點方式的比較內(nèi)容方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生條件兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時導(dǎo)體與帶電體接觸時現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同”導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷微觀解釋不同物質(zhì)的原子核對核外電子的約束力不同，摩擦?xí)r會出現(xiàn)電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體上的現(xiàn)象導(dǎo)體中的自由電子受到帶電體對它的排斥(或者吸引)，而移向?qū)w的遠端(或者近端)電荷間的相互作用，使得自由電子在帶電體和導(dǎo)體上轉(zhuǎn)移，且重新分布實質(zhì)均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移例1：如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起

3、初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是()A把C移近導(dǎo)體A時，A、B上的金屬箔片都張開B把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開C先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D先把A、B分開，再把C移去，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合【問題類型二】對電荷守恒定律的理解1兩個完全相同的導(dǎo)體的電荷分布規(guī)律：(1)兩個完全相同的導(dǎo)體，一個帶電，另一個不帶電當(dāng)兩個導(dǎo)體接觸后再分開時，兩導(dǎo)體所帶的電荷量相等，都等于原來電荷量的一半(2)兩個完全相同的導(dǎo)體，都帶有一定量的電荷，若兩帶電體的電荷量分別為Q

4、1、Q2，則它們接觸后再分開都帶有的電荷量，式中電荷量Q1、Q2均包含它們的正負號例二：有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA6.4×109 C，QB3.2×109 C，讓兩絕緣金屬小球接觸后A、B所帶的電荷量各是多少？在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少？二 庫侖定律1庫侖力：電荷間的 ，也叫作靜電力2點電荷：帶電體間的距離比自身的大小 ，以致帶電體的 、 及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可忽略時，可將帶電體看做 ，即為點電荷3庫侖定律：(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作

5、用力的方向在它們的連線上(2)表達式：Fk，k叫做靜電力常量(3)適用條件： (4)庫侖扭秤實驗測得靜電力常量k .【問題類型一】點電荷與帶電體的區(qū)別比較項點電荷元電荷小帶電體概念忽略了大小、形狀，只考慮電荷量的帶電體電子或質(zhì)子所帶的電荷量體積較小的帶電物體實質(zhì)物理模型最小電荷量帶電物體聯(lián)系(1)點電荷、小帶電體的帶電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍(2)小帶電體的大小遠小于所研究問題的距離時，小帶電體可視為點電荷【問題類型二】庫侖定律的應(yīng)用1庫侖定律的兩個應(yīng)用(1)計算兩個可視為點電荷的帶電體間的庫侖力(2)分析兩個帶電球體間的庫侖力2應(yīng)用庫侖定律的注意事項(1)使用庫侖定律公式Fk時，一般先代入q

6、1、q2的絕對值求出庫侖力的大小，再根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷庫侖力的方向(2)雖然庫侖定律的條件是在真空中，但在空氣中也可以用該公式進行計算(3)單位必須用國際單位(4)q1與q2的庫侖力為相互作用力，大小相等、方向相反，并非電荷量越大的電荷受庫侖力越大例1：在光滑絕緣的水平地面上放置著四個相同的金屬小球，小球A、B、C位于等邊三角形的三個頂點上，小球D位于三角形的中心，如圖所示現(xiàn)讓小球A、B、C帶等量的正電荷Q，讓小球D帶負電荷q，使四個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則Q與q的比值為()A. B.C3 D.例2：如圖所示，兩段等長細線串接著兩個質(zhì)量、電量相等的帶電小球a、b，a帶正

7、電、b帶負電，懸掛于 O 點現(xiàn)在空間加上水平向右的勻強電場，則此裝置平衡時的位置可能是下列哪幅圖()【問題類型三】三個自由點電荷平衡問題的解題技巧三個相關(guān)點電荷都處于平衡狀態(tài)，稱為三個點電荷平衡問題此時，三個點電荷中的每一個點電荷受到的其他兩點電荷的庫侖力必然大小相等、方向相反該類問題規(guī)律總結(jié)如下：1三點共線：三個點電荷一定分布在一條直線上2兩同夾異：兩側(cè)的點電荷電性相同，中間的點電荷的電性一定與兩側(cè)的相反3兩大夾?。禾幱谥虚g的點電荷的帶電量一定較小4近小遠大：三個點電荷中電荷量較小的兩個點電荷離得較近例3：如圖所示，在一條直線上放有A、B兩個點電荷A、B相距r，A帶4q的電荷，B帶q的電荷在

8、AB連線上引入第三個點電荷C，使A、B、C都處于平衡狀態(tài)求點電荷C所帶的電性、大小和所處的位置三 電場強度【知識總結(jié)】I電場 電場強度1電場(1)概念：存在于電荷周圍的一種特殊物質(zhì)，場與實物是物質(zhì)存在的兩種不同形式(2)性質(zhì)：對放入其中的電荷有力的作用，電荷間通過 發(fā)生相互作用(3)靜電場： 的電荷產(chǎn)生的電場2電場強度(1)兩種不同功能的電荷：試探電荷：用來檢驗電場 及其 分布情況的電荷，電荷量和尺寸必須 場源電荷： 的電荷(2)定義： 在電場中某個位置所受的力與其 成正比，在電場的不同位置，比例常數(shù)E一般 ，它反映了電場在這點的性質(zhì)，叫做電場強度(3)公式： .(4)單位： 或 .(5)方向

9、： II點電荷的電場，電場的疊加1真空中點電荷的場強大?。篍k.方向： 2電場強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各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的 III電場線，勻強電場1電場線：畫在電場中的有 的曲線，曲線上每一點的切線方向與該點 的方向一致2電場線特點：(1)起始于無限遠或正電荷，終止于負電荷或無限遠(2)任意兩條電場線不相交(3)電場線的疏密表示電場的強弱(4)電場線不是實際存在的線，是為了形象地描述電場而假想的線3勻強電場【問題類型一】對電場強度的理解1對電場強度的理解：(1)電場強度反映了電場的力的性質(zhì)(2)唯一性：電場中某點的電場強度E是唯一的，是由

10、電場本身的特性(形成電場的電荷及空間位置)決定的，與是否放入試探電荷、放入電荷的電性、電荷量的多少均無關(guān)電場中不同的地方，電場強度一般是不同的(3)矢量性：電場強度描述了電場的強弱，是矢量，其方向與在該點的正電荷所受電場力的方向相同，與在該點的負電荷所受電場力的方向相反【方法總結(jié)一】確定帶電粒子在電場中運動軌跡的思路(1)確定電場方向：根據(jù)電場強度的方向或電場線的切線方向來確定(2)確定帶電粒子受力方向：正電荷所受電場力與電場方向相同，負電荷所受電場力與電場方向相反(3)確定帶電粒子運動軌跡：帶電粒子的運動軌跡向受力方向偏轉(zhuǎn)【方法總結(jié)二】根據(jù)帶電粒子的運動軌跡判斷其動能變化的方法帶電粒子只在靜

11、電力作用下做曲線運動時，若已知粒子的運動軌跡，可先根據(jù)曲線運動軌跡形狀與合力方向的關(guān)系，確定靜電力的方向，然后可進一步：(1)判斷電場方向或粒子帶電性質(zhì)：若粒子帶正電，粒子所受靜電力方向與電場方向相同；若粒子帶負電，粒子所受靜電力方向與電場方向相反(2)判斷靜電力做功情況：靜電力方向與運動方向成銳角時，靜電力做正功；靜電力方向與運動方向成鈍角時，靜電力做負功(3)判斷粒子動能變化情況：若靜電力做正功，則粒子動能增加；若靜電力做負功，則粒子動能減小例1：某靜電場中的電場線如圖135所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，由M運動到N.以下說法正確的是()A粒子必定帶正電荷

12、B粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D粒子在M點的動能小于它在N點的動能四.電勢能和電勢I電場力做功的特點1特點：在靜電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)2在勻強電場中電場力做功WqE·Lcos，其中為電場力與位移間夾角II電勢能1概念：電荷在 中具有的勢能用Ep表示2靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢能的 ，WABEpAEpB.3電勢能的大?。弘姾稍谀滁c的電勢能，等于靜電力把它從該點移到 時所做的功4零勢能點：電場中規(guī)定的電勢能 的位置，通常把離場源電荷 或 的電勢能規(guī)定為零I

13、II電勢1定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值2公式： .3單位：國際單位制中，電勢的單位是 ，符號是V,1 V1 J/C.4特點(1)相對性：電場中各點電勢的高低，與所選取的零電勢的位置有關(guān)，一般情況下取無窮遠或地球為零電勢位置(2)標(biāo)矢性：電勢是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正負5與電場線關(guān)系：沿電場線方向電勢逐漸降低IV等勢面1定義：電場中電勢大小相同的各點構(gòu)成的面叫作等勢面2等勢面與電場線的關(guān)系：(1)電場線跟等勢面垂直(2)電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面【問題類型一】1靜電力做功的特點的理解(1)靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與具體路徑無關(guān)，這與

14、重力做功特點相似(2)靜電力做功的特點不受物理條件限制，不管靜電力是否變化，是否是勻強電場，是直線運動還是曲線運動，電場力做功的特點不變2電場力做功正負的判斷(1)根據(jù)電場力方向和位移方向的夾角判斷：夾角為銳角，電場力做正功；夾角為鈍角，電場力做負功(2)根據(jù)電場力方向和瞬時速度方向的夾角判斷：夾角是銳角，電場力做正功；夾角是鈍角，電場力做負功；電場力方向和瞬時速度方向垂直時，電場力不做功(3)根據(jù)電勢能的變化情況判斷：若電勢能增加，則電場力做負功；若電勢能減小，則電場力做正功(4)根據(jù)動能的變化情況判斷(物體只受電場力作用)：若物體的動能增加，則電場力做正功；若物體的動能減少，則電場力做負功

15、3電勢能增減的判斷方法(1)做功判斷法：無論正、負電荷，只要電場力做正功，電荷的電勢能一定減?。恢灰妶隽ψ鲐摴?，電荷的電勢能一定增大(2)電場線判斷法：正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減??；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；負電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小(3)電勢判斷法：由公式Epq知，正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢高的地方電勢能小例1：在真空中A、B兩點分別放置等量異種電荷，在電場中通過A、B兩點的豎直平面內(nèi)對稱位置取一個矩形路徑abcd，如圖145所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動一周，則下列判斷正確的是()A由

16、ab電場力做正功，電子的電勢能減小B由bc電場對電子先做負功，后做正功，總功為零C由cd電子的電勢能一直增加D由da電子的電勢能先減小后增加，電勢能變化量為零例2：(2013·山東高考)如圖147所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷Q、Q，虛線是以Q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關(guān)于x軸對稱下列判斷正確的是()Ab、d兩點處的電勢相同B四個點中c點處的電勢最低Cb、d兩點處的電場強度相同D將一試探電荷q沿圓周由a點移至c點，q的電勢能減小五電勢差1定義：電場中兩點間電勢的差值，也叫電壓2表達式：若A點電勢為A，

17、B點電勢為B.則UABAB；UBABA.3單位： 4.靜電力做功與電勢差的關(guān)系： 5.電勢差與電勢的對比:概念比較內(nèi)容電勢電勢差U區(qū)別定義電勢能與電量的比值電場力做功與電量的比值U決定因素由電場和在電場中的位置決定由電場和場內(nèi)兩點位置決定相對性有，與電勢零點的選取有關(guān)無，與電勢零點的選取無關(guān)聯(lián)系數(shù)值關(guān)系UABAB，當(dāng)B0時，UABA單位相同，均是伏特(V)，常用的還有kV，mV等標(biāo)矢性都是標(biāo)量，均具有正負物理意義均是描述電場的能的性質(zhì)的物理量例1：有一帶電荷量q3×106C的點電荷，從電場中的A點移到B點時，克服靜電力做功6×104J，從B點移到C點時，靜電力做功9

18、5;104J.求：(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少？(2)如果B點電勢為零，則A、C兩點的電勢各為多少？電荷在A、C兩點的電勢能各為多少？【方法總結(jié)】電場力做功的求解四法四種求法表達式注意問題功的定義WFdqEd(1)適用于勻強電場(2)d表示沿電場線方向的距離功能關(guān)系WABEpAEpBEp(1)既適用于勻強電場也適用于非勻強電場(2)既適用于只受電場力的情況，也適用于受多種力的情況電勢差法WABqUAB功能定理W靜電力W其他力Ek補充說明：靜電場中常用的功能關(guān)系分析靜電場中的功能變化關(guān)系時，常結(jié)合以下三點分析：(1)合力做功等于物體動能的變化量，即W合Ek.這里的W合指合外力做的功(2

19、)電場力做功決定物體電勢能的變化量，即WABEpAEpBEp.這與重力做功和重力勢能變化之間的關(guān)系類似(3)只有電場力做功時，帶電體電勢能與動能的總量不變，即Ep1Ek1Ep2Ek2.這與只有重力做功時，物體的機械能守恒類似例2：如圖所示，絕緣的輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球(小球與彈簧不拴接)，整個系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強電場中開始時，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)施加一外力F，將小球向下壓至某一位置，然后撤去外力，使小球從靜止開始向上運動設(shè)小球從靜止開始向上運動到離開彈簧的過程中，電場力對小球所做的功為W1，小球克服重力所做的功為W2，小球離開彈簧時的速度為v.不計空

20、氣阻力，則在上述過程中()A小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B小球的重力勢能增加了W2C小球的電勢能減少了W1D小球的機械能增加了mv2W2W1六勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系1關(guān)系式：UAB 或E(注：公式中d是兩點沿電場方向距離)2物理意義：勻強電場中兩點間的電勢差等于 與這兩點沿 方向的距離的乘積3適用條件： 對公式E的理解1意義：在勻強電場中，電場強度等于兩點 與兩點沿 方向距離的比值2E的另一表述：電場強度在數(shù)值上等于沿 每單位距離上降低的電勢(3)電場強度的單位： 【問題類型一】對關(guān)系式UABEd和E的理解1關(guān)系式表明了電場強度與電勢差的關(guān)系(1)大小關(guān)系：由E可知，電場強度在數(shù)值

21、上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢(2)方向關(guān)系：電場中電場強度的方向就是電勢降低最快的方向(3)物理意義：電場強度是電勢差對空間位置的變化率，反映了電勢隨空間位置變化的快慢2UABEd的兩個推論(1)在勻強電場中，沿任意一個方向，電勢下降都是均勻的，故在同一直線上相同間距的兩點間電勢差相等如果把某兩點間的距離平均分為n段，則每段兩端點間的電勢差等于原電勢差的1/n.(2)在勻強電場中，沿任意方向相互平行且相等的線段兩端點的電勢差相等例1：如圖162所示，在勻強電場中，電荷量q5.0×1010 C的正電荷，由a點移到b點和由a點移到c點電場力做功都是3.0×108 J，已知a、b、c三點的連線組成直角三角形，ab20 cm