靜電場(chǎng)學(xué)考復(fù)習(xí)

1、 靜電場(chǎng)學(xué)考復(fù)習(xí)電荷電荷守恒定律庫(kù)侖定律電場(chǎng)電場(chǎng)力的性質(zhì)電場(chǎng)能的性質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)定義式：點(diǎn)電荷電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)：電勢(shì)：電勢(shì)差：電場(chǎng)力：qFE 2rQkE dUE 221rQQkF qEF AOAU qAA qWUABAB BAABU 電勢(shì)能：AAq BAABBAABABqqUW )(形象描述電場(chǎng)線等勢(shì)面方向反映某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)降落最快電場(chǎng)線密集處等勢(shì)面也密應(yīng)用帶電粒子在電場(chǎng)中的1、平衡；2、直線運(yùn)動(dòng)；3、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的導(dǎo)體：靜電感應(yīng)；靜電平衡電容器場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理：中和均分場(chǎng)源場(chǎng)源性質(zhì)性質(zhì)描述描述作用作用靜電荷靜電荷電容器電容器力的性質(zhì)力的性質(zhì)能的性質(zhì)

2、能的性質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)E電勢(shì)電勢(shì)電場(chǎng)線電場(chǎng)線等勢(shì)面等勢(shì)面（相互垂直）（相互垂直）導(dǎo)體導(dǎo)體帶電粒子帶電粒子靜電感應(yīng)、靜電平衡靜電感應(yīng)、靜電平衡加速加速偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適用于定義式，適用于一切電場(chǎng)一切電場(chǎng)僅對(duì)點(diǎn)電荷的僅對(duì)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)適用電場(chǎng)適用q是檢驗(yàn)電荷，是檢驗(yàn)電荷，E與與q無關(guān)無關(guān)Q是場(chǎng)源電荷，是場(chǎng)源電荷，E與與Q成正比成正比FEq2QEkr：dUE dUE 僅對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)僅對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)適用適用d為沿電場(chǎng)線為沿電場(chǎng)線方向的距離方向的距離2.場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系場(chǎng)強(qiáng)電勢(shì)物理意義描述電場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)能的性質(zhì)方向性矢量標(biāo)量確定性唯一確定不唯一，與零電勢(shì)點(diǎn)選擇

3、有關(guān)共同點(diǎn)取決于電場(chǎng)本身，與是否放入電荷無關(guān)聯(lián)系沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)降落最快場(chǎng)強(qiáng)的大小與電勢(shì)的高低無直接的關(guān)系；場(chǎng)強(qiáng)的大小與電勢(shì)的高低無直接的關(guān)系；但是場(chǎng)強(qiáng)的大小與電勢(shì)差存在一定的關(guān)系但是場(chǎng)強(qiáng)的大小與電勢(shì)差存在一定的關(guān)系注意：注意：3 3、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法。、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法。(3(3）根據(jù)公式判斷：）根據(jù)公式判斷：定義式定義式q qF FE E= 真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)2 2r rQQkE E=勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)E=U/d(1 (1）根據(jù)電場(chǎng)線判斷：）根據(jù)電場(chǎng)線判斷： 電場(chǎng)線密集的地方場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)線密集的地方場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)線稀疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小。電場(chǎng)線稀疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小。

4、(2(2）根據(jù)等勢(shì)面判斷：（等差）等勢(shì)面密的地方）根據(jù)等勢(shì)面判斷：（等差）等勢(shì)面密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小場(chǎng)強(qiáng)大，疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小 。方法一方法一: :根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場(chǎng)力根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場(chǎng)力的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；方法二方法二: :電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向即電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；方法三方法三: :電勢(shì)降低最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)電勢(shì)降低最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向。的方向。 4、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的幾種方法：、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的幾種方法：是非題n(A)若將放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q改為-q，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向與原來

5、相反n(B)若取走放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)榱?n(C)無論什么電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的方向總是由高電勢(shì)面指向低電勢(shì)面 n(D)已知 A、B為某一電場(chǎng)線(直線)上的兩點(diǎn)，由此可知，A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，但EA和EB的大小無法比較 n(E)沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來越小 n(F)若電荷q在A處受到的電場(chǎng)力比在B點(diǎn)時(shí)大，則A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 n(G)電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)線的方向，就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力的方向5.如何判斷電勢(shì)的高低？ n將q、P帶符號(hào)代入=P/q計(jì)算，若0(0)，則電勢(shì)變高(低)；n根據(jù)電場(chǎng)線方向，順(逆)著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低(高)；n根據(jù)電勢(shì)差，若UAB0(0

6、），則AB(AB)；n根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向，場(chǎng)強(qiáng)方向即為電勢(shì)降低最快的方向6.怎樣比較電勢(shì)能的多少？ n可根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷，若電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做正(負(fù))功，則電勢(shì)能減少(增加)；n將q、帶符號(hào)代入P=q計(jì)算，若P0(0，則電勢(shì)能增加(減少)例例：如圖所示，三個(gè)完全相同的的金屬小球如圖所示，三個(gè)完全相同的的金屬小球 a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a和和c帶正電，帶正電，a所所帶電量的大小比帶電量的大小比b小。已知小。已知c受到受到a和和b的靜電力的合的靜電力的合力可用圖中四條有向線段的一條來表示，它應(yīng)是力可用圖中四條有向線段的一條來表示，它應(yīng)是 A. F1 B

7、. F2 C. F3 D. F4cabF4F3F2F17、場(chǎng)強(qiáng)的疊加、場(chǎng)強(qiáng)的疊加n例 1 現(xiàn)將一個(gè)正電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為6.010-7J將另一個(gè)等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為-810-7J，則正確的結(jié)果是 nAMN0nBNM0nCNM0nDMN0Cn2以下說法中至少有一個(gè)是正確的 nA將一電荷勻速地從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移至B點(diǎn)，外力所做的功等于該電荷電勢(shì)能的變化量nB電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能一定減小，但電荷的動(dòng)能不一定減小nC把兩個(gè)異號(hào)電荷靠近時(shí)，電荷電勢(shì)能增大nD若電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，則同一點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)所具有

8、的電勢(shì)能必定相同A B Dn3如圖1所示，在點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中有一個(gè)帶電粒子通過，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，虛線表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面，則 nA等勢(shì)面電勢(shì)AB，粒子動(dòng)能EKAEKBnB等勢(shì)面電勢(shì)AB，粒子動(dòng)能EKAEKBnC等勢(shì)面電勢(shì)AB，粒子動(dòng)能EKAEKBnD等勢(shì)面電勢(shì)AB，粒子動(dòng)能EKAEKBA4. 已知ABC處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電量q= -210-6C的點(diǎn)電荷從A移到B的過程中，電場(chǎng)力做功W1= -1.210-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場(chǎng)力做功W2= 610-6J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)A=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為_V和_V。試在右圖中畫出通過A點(diǎn)的電場(chǎng)線。A AB BC C

9、D D解：先由W=qU求出AB、BC間的電壓分別為6V和-3V，再根據(jù)負(fù)電荷AB電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，電勢(shì)降低；BC電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)升高，知B= -1VC=2V。沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意一條直線電勢(shì)都是均勻變化的，因此AB中點(diǎn)D的電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相同，CD為等勢(shì)面，過A做CD的垂線必為電場(chǎng)線，方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以斜向左下方。理解電容概念和影響平行板電容器電容的因素。其理解電容概念和影響平行板電容器電容的因素。其代表性問題是，在自動(dòng)控制中的電容式傳感器問題。代表性問題是，在自動(dòng)控制中的電容式傳感器問題。n1、傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的、傳感器是把非電學(xué)里（如速度

10、、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測(cè)定液面高度的電容式變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（兩者的關(guān)系是（ ）nAC增大表示增大表示h增大增大nBC增大表示增大表示h減小減小nCC減小表示減小表示h減小減小nDC減小表示減小表示h增大增大導(dǎo)電液體金屬芯線電介質(zhì)AC電容器問題電容器問題2 2、如圖所示，、如圖所示，A A、B B為兩塊豎直放置的平行金屬板，為兩塊豎直放置的平行金屬板，G

11、 G是是靜電計(jì)，電鍵靜電計(jì)，電鍵K K合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度。下述合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？哪些做法可使指針張角增大？( )( )A A、使、使A A、B B兩板靠近些；兩板靠近些； B B、使、使A A、B B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開些；兩板正對(duì)面積錯(cuò)開些；C C、斷開、斷開K K后，使后，使B B板向右平移拉開一些；板向右平移拉開一些； D D、斷開、斷開K K后，使后，使A A、B B正對(duì)面錯(cuò)開些。正對(duì)面錯(cuò)開些。CDCD3 3、 如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。

12、在閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持保持K K閉合；閉合；充充電后將電后將K K斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.A.上移上極板上移上極板M M B. B.上移下極板上移下極板N N C.C.左移上極板左移上極板M M D. D.把下極板把下極板N N接地接地 K KM MN N答案：答案：選選B B，選選C C。 提出問題提出問題:一個(gè)電子的質(zhì)量為一個(gè)電子的質(zhì)量為0.9110- -30 kg, 電荷量電荷量e=1.610- -19 C，當(dāng)它位于當(dāng)它位于E=5104V/m的電場(chǎng)中時(shí)的電場(chǎng)中時(shí):受

13、到的重力受到的重力G為多大？為多大？受到的電場(chǎng)力受到的電場(chǎng)力F為多大？為多大？F/G=？你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？G=mg=910- -30NF/G=11015F=qE=810- -15N說明說明:電子、質(zhì)子、離子等微觀電子、質(zhì)子、離子等微觀帶電粒子帶電粒子所受重力所受重力一般遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，一般遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，重力可以忽略重力可以忽略（有說明或暗（有說明或暗示除外）。示除外）。注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)二、二、帶電粒子的帶電粒子的偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)_+U1-qmv v0 0一、一、帶電粒子的帶電粒子

14、的加速加速v v0 0+-U2 d lv v-qmv v0 0yv vy y20121mvqU0vlt 垂直垂直電場(chǎng)方向電場(chǎng)方向:mFamqEmdqU平行平行電場(chǎng)方向電場(chǎng)方向:2221aty 偏移距離偏移距離dmvql U202220tanvvy偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角dmvqlU202tanyx 2l類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng) 1、如圖，電子在電勢(shì)差為、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止的加速電場(chǎng)中由靜止開始加速，然后射入電勢(shì)差為開始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是變大的是 A、U1變大、變大、U2變大變大 B、U1變小、變小、U