高考第一輪復(fù)習(xí)物理電場(chǎng)

1、翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯課 題： 電場(chǎng) 類型：復(fù)習(xí)課目的要求：理解和靈活運(yùn)用電場(chǎng)的有關(guān)概念,掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等綜合題的解題方法,培養(yǎng)空間想像能力與綜合分析能力重點(diǎn)難點(diǎn)：教 具：過程及內(nèi)容：第1課電場(chǎng)力的性質(zhì)知識(shí)簡(jiǎn)析 一、電荷、電荷守恒定律1、兩種電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。2、元電荷：一個(gè)元電荷的電量為16×1019C，是一個(gè)電子所帶的電量。說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數(shù)倍。3、起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種摩擦起電，接觸起電，感應(yīng)起電。4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能被消

2、滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷總數(shù)是不變的注意：電荷的變化是電子的轉(zhuǎn)移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。二、庫侖定律1 內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2 公式：F=kQ1Q2r2 k90×109N·m2C23適用條件：（1）真空中； （2）點(diǎn)電荷 點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷（這一點(diǎn)與萬有引

3、力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)注意：兩電荷之間的作用力是相互的，遵守牛頓第三定律使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引”的規(guī)律定性判定?！纠?】在光滑水平面上，有兩個(gè)帶相同電性的點(diǎn)電荷，質(zhì)量m12m2，電量q1=2q2，當(dāng)它們從靜止開始運(yùn)動(dòng)，m1的速度為v時(shí)，m2的速度為；m1的加速度為a時(shí)，m2的加速度為，當(dāng)q1、q2相距為r時(shí)，m1的加速度為a，則當(dāng)相距2r時(shí)，m1的加速度為多少？解析：由動(dòng)量守

4、恒知，當(dāng)m1的速度為v時(shí)，則m2的速度為2v，由牛頓第二定律與第三定律知：當(dāng)m1的加速度為 a時(shí)，m2的加速度為2a由庫侖定律知：a=m，a/=m,由以上兩式得a/=a/4 答案：2v，2a，a/4點(diǎn)評(píng)：庫侖定律中的靜電力（庫侖力）是兩個(gè)電荷之間的作用力，是作用力與反作用力，大小相同，方向相反，在同一直線上，作用在兩個(gè)物體上，二力屬同種性質(zhì)的力，而且同時(shí)產(chǎn)主同時(shí)消失。三、電場(chǎng)：1、存在于帶電體周圍的傳遞電荷之間相互作用的特殊媒介物質(zhì)電荷間的作用總是通過電場(chǎng)進(jìn)行的。2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用。3、電場(chǎng)可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生。四、電場(chǎng)強(qiáng)度1定義：放入電場(chǎng)中

5、某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力F跟它的電量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱2表達(dá)式：EF/q 單位是：N/C或V/m； E=kQ/r2（導(dǎo)出式，真空中的點(diǎn)電荷，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷） EU/d（導(dǎo)出式，僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離）3方向：與該點(diǎn)正電荷受力方向相同，與負(fù)電荷的受力方向相反；電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；場(chǎng)強(qiáng)的方向與該處等勢(shì)面的方向垂直4在電場(chǎng)中某一點(diǎn)確定了，則該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小與方向就是一個(gè)定值，與放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，即使不放入檢驗(yàn)電荷，該處的場(chǎng)強(qiáng)大小方向仍不變，這一點(diǎn)很相似于重力場(chǎng)中的重力加速度，點(diǎn)定則重力加速度定，與放入該處物體的質(zhì)量無關(guān)，即使

6、不放入物體，該處的重力加速度仍為一個(gè)定值5、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則（平行四邊形法則和三角形法則）6、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力是兩個(gè)概念，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向跟放入的檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而電場(chǎng)力的大小與方向則跟放入的檢驗(yàn)電荷有關(guān)，五、電場(chǎng)線： 是人們?yōu)榱诵蜗蟮拿枥L電場(chǎng)而想象出一些線，客觀并不存在1切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向2從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)處終止，或者從無窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止3疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大小4勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且距離相等5沒有畫出電場(chǎng)線的地方不一定沒有電場(chǎng)6順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低7電場(chǎng)線的方

7、向是電勢(shì)降落陡度最大的方向，電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直8電場(chǎng)線永不相交也不閉合，9電場(chǎng)線不是電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)電荷與帶電平板+等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)【例2】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由靜止釋放，帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為，如圖所示，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為（ B ）A有唯一值mgtanq ； B最小值是mgsinq；C·最大值mgtanq； D·mg/q提示：如附圖所示，利用三角形法則，很容易判斷出AB跟速度方向垂直規(guī)律方法 1、庫侖定律的理解和應(yīng)用【例3】如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于

8、等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電量的大小比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(yīng)是AF1 BF2CF3DF4【解析】 a對(duì)c為斥力，方向沿ac連線背離a；b對(duì)c為引力，方向沿bc連線指向b由此可知，二力的合力可能為F1或F2又已知b的電量比a的大，由此又排除掉F1，只有F2是可能的【答案】 B【例4】?jī)啥碎_口，橫截面積為S，水平放置的細(xì)玻璃管中，有兩個(gè)小水銀滴，封住一段長為L0的空氣柱，當(dāng)給小水銀滴帶上等量的異種電荷時(shí)，空氣柱的長度為L，設(shè)當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為P0，小水銀滴在移動(dòng)過程中溫度不變，小水銀滴大小可忽略不計(jì)，試求：穩(wěn)定后，它們之間

9、的相互作用力。小水銀滴所帶電量的大??？解析：小水銀滴所受的庫侖力為內(nèi)外氣體壓力之差。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為P0，小水銀滴帶上等量異種電荷時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為P，則由玻意耳定律得：P0L0S=PLS即P/ P0= L0/LP/ P0=（L0L）/L，又P=PP 0=F電/S，即F電= P0S（L0L）/L再由庫侖定律得：F電=KQ2/L2 可得Q=·L=ABCFABFBFCBF【例5】已知如圖，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球，兩兩間的距離都是l，A、B電荷量都是+q。給C一個(gè)外力F，使三個(gè)小球保持相對(duì)靜止共同加速運(yùn)動(dòng)。求：C球的帶電電性和電荷量；外力F的大小。解：先分析A、B

10、兩球的加速度：它們相互間的庫侖力為斥力，因此C對(duì)它們只能是引力，且兩個(gè)庫侖力的合力應(yīng)沿垂直與AB連線的方向。這樣就把B受的庫侖力和合力的平行四邊形確定了。于是可得QC= -2q，F(xiàn)=3FB=3FAB=。【例6】.如圖所示，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A,B,C,放在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L(L比球半徑r大許多）,B球帶電量為QB=3q.A球帶電量為QA=6q，若對(duì)C球加一個(gè)水平向右的恒力F,要使A,B,C三球始終保持L的間距運(yùn)動(dòng)，求：(1）F的大小為多少？(2)C球所帶的電量為多少？帶何種電荷？：解析:由于A,B,C三球始終保特L的間距，說明它們具有相同的加速度,設(shè)為a,則對(duì)A、B、

11、C球受力分析可知,C球帶正電,對(duì)A球:FABFAC=ma,即1200rrr對(duì)B球:FABFBC=ma,即,聯(lián)立以上各式得QC=8q.F3F1F2AF1F3F2BF1F3F2CF3F1F2D【例7】中子內(nèi)有一電荷量為上夸克和兩個(gè)電荷量為下夸克，一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖所示,下面給出的四幅圖中能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是( )1200rrrF/F/F2600解析:上夸克與下夸克為異種電荷,相互作用力為引力,(l為任意兩個(gè)夸克間的距離),由力的合成可知上夸克所受的合力F1向下,下夸克為同種電荷,所受的作用力為斥力,F/=2F/,由力的合成知下夸克受力F2向上,B正確

12、.2、 電場(chǎng)強(qiáng)度的理解和應(yīng)用【例8】長木板AB放在水平面上如圖所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的小物塊C從A端以某一初速起動(dòng)向右滑行。當(dāng)存在向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，C恰能滑到B端，當(dāng)此電場(chǎng)改為向上時(shí)，C只能滑到AB的中點(diǎn)，求此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。 【解析】當(dāng)電場(chǎng)方向向上時(shí)，物塊c只能滑到AB中點(diǎn)，說明此時(shí)電場(chǎng)力方向向下，可知物塊C所帶電荷的電性為負(fù)。電場(chǎng)方向向下時(shí)有：（mgqE）L=½mv02一（mM）v2 mv0=（ m十M）v 電場(chǎng)方向向上時(shí)有：（mgqE）L/2=½mv02一（mM）v2， mv0=（ m十M）v則mgqE =（mgqE），得Emg/3q12

13、【例9】如圖在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中固定放置兩個(gè)帶電小球1和2,它們的質(zhì)量相等，電荷分別為q1和q2（q1q2）球1和球2的連線平行于電場(chǎng)線，如圖現(xiàn)同時(shí)放開1球和2球，于是它們開始在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，如果球1和球2之間的距離可以取任意有限值，則兩球剛被放開時(shí)，它們的加速度可能是（ABC）A、大小不等，方向相同；B、大小不等，方向相反；C、大小相等，方向相同；D、大小相等，方向相反；解析：球1和球2皆受電場(chǎng)力與庫侖力的作用,取向右方向?yàn)檎较?則有由于兩球間距不確定,故F庫不確定若q1EF庫>0,F庫q2E>0,且q1EF庫F庫q2E,則A正確;若q1EF庫>0,F庫q2E&l

14、t;0,且q1EF庫F庫q2E,則B正確;若q1EF庫=F庫q2E,則C正確;若q1EF庫F庫q2E,則q1= q2與題意不符,D錯(cuò)誤;【例10】半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m，帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的3/4,將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動(dòng)能Ek為多少？FEFmg解析：設(shè)該珠子的帶電量為q,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.珠子在運(yùn)動(dòng)過程中受到三個(gè)力的作用，其中只有電場(chǎng)力和重力對(duì)珠子做功，其合力大小為：設(shè)F與豎直方向的夾角為,如圖所示,則 把這個(gè)合力等效為復(fù)合場(chǎng)，此復(fù)合場(chǎng)為強(qiáng)度此復(fù)合場(chǎng)與豎直方向夾角為,珠予

15、沿園環(huán)運(yùn)動(dòng)，可以類比于單擺的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)能最大位置是“最低點(diǎn)”,由能的轉(zhuǎn)化及守恒可求出最大的動(dòng)能為：Ekm=mg/r(1cos)思考：珠子動(dòng)能最大時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力多大？若要珠子完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)釋放時(shí)，是否要給珠子一個(gè)初速度？3、 電場(chǎng)線的理解和應(yīng)用【例11】如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速飛過，電子重力不計(jì)，則電子所受另一個(gè)力的大小和方向變化情況是A先變大后變小，方向水平向左 B先變大后變小，方向水平向右C先變小后變大，方向水平向左 D先變小后變大，方向水平向右【分析】由等量異種電荷電場(chǎng)線分布可知，從A到O，電場(chǎng)由疏到密；從O到B，電場(chǎng)線由密到疏，所以從AOB

16、，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)由小變大，再由大變小，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)切線方向，為水平向右。由于電子處于平衡狀態(tài)，所受合外力必為零，故另一個(gè)力應(yīng)與電子所受電場(chǎng)力大小相等方向相反。電子受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，即水平向左，電子從AOB過程中，電場(chǎng)力由小變大，再由大變小，故另一個(gè)力方向應(yīng)水平向右，其大小應(yīng)先變大后變小，所以選項(xiàng)B正確。試題展示第2課散 電場(chǎng)能的性質(zhì)知識(shí)簡(jiǎn)析一、電勢(shì)差電荷從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功跟其電量的比值叫做這兩點(diǎn)的電勢(shì)差，U=W/q，是標(biāo)量點(diǎn)評(píng)：電勢(shì)差很類似于重力場(chǎng)中的高度差物體從重力場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差hW/G二、電勢(shì)某點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)的

17、電勢(shì)差叫做該點(diǎn)的電勢(shì)，是標(biāo)量在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移到零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功.由電場(chǎng)本身因素決定，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。點(diǎn)評(píng)：類似于重力場(chǎng)中的高度某點(diǎn)相對(duì)參考面的高度差為該點(diǎn)的高度注意：（1）高度是相對(duì)的與參考面的選取有關(guān)，而高度差是絕對(duì)的與參考面的選取無關(guān)同樣電勢(shì)是相對(duì)的與零電勢(shì)的選取有關(guān)，而電勢(shì)差是絕對(duì)的，與零電勢(shì)的選取無關(guān)（2）一般選取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零當(dāng)零電勢(shì)選定以后，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為定值（3）電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于A、B的電勢(shì)之差,即UAB=AB,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低.三、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能1電勢(shì)能：電場(chǎng)中電荷具有的勢(shì)能稱為該電荷的電勢(shì)能電勢(shì)能是電荷與所在電場(chǎng)所共有的

18、。2電勢(shì)能的變化：電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加 重力勢(shì)能變化：重力做正功重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加3電場(chǎng)力做功：W=qU，U為電勢(shì)基，q為電量 重力做功：WGh，h為高度差，G為重量 電場(chǎng)力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的電勢(shì)差與電量決定重力做功跟路徑無關(guān)，是由初末位置的高度差與重量決定【例1】關(guān)于電勢(shì)與電勢(shì)能的說法正確的是（ ）A電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大B在電場(chǎng)中的某點(diǎn)，電量大的電荷具有的電勢(shì)能比電量小的電荷具有的電勢(shì)能大C正電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷具有的電勢(shì)能大D負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，正電荷具有的電勢(shì)能比負(fù)電荷具有的電勢(shì)能小解析：正電荷在

19、電勢(shì)高處的電勢(shì)能比電勢(shì)低處的電勢(shì)能大，負(fù)電荷則反之，所以A錯(cuò)當(dāng)具有電勢(shì)為正值時(shí)，電量大的電荷具有的電勢(shì)能大于電量小的電荷具有的電勢(shì)能，當(dāng)電勢(shì)為負(fù)值，恰好相反，所以B錯(cuò)正電荷形成的電場(chǎng)中，電勢(shì)為正值，這樣電勢(shì)與正電荷的電量來積為正值，而負(fù)電荷在正電荷形成的電場(chǎng)中電勢(shì)能為負(fù)值，因此C正確負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中，電勢(shì)為負(fù)值，因而正電荷具有的電勢(shì)能為負(fù)值，負(fù)電行具有的電勢(shì)能為正值，所以D正確 答案：CD點(diǎn)評(píng)：關(guān)于電勢(shì)的正負(fù)與電勢(shì)的高低參看下圖8一31所示，A、B帶等量的異種電荷，AO區(qū)間是正電荷形成的電場(chǎng)，OB區(qū)間是負(fù)電荷形成的電場(chǎng)【例2】將一電量為一2×108C的點(diǎn)電荷，從零電勢(shì)S點(diǎn)移到電場(chǎng)中

20、的M點(diǎn)，反抗電場(chǎng)力做功4×108J，則UM=；若將該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功14×108J，則N點(diǎn)電勢(shì)UN；M、N兩點(diǎn)電勢(shì)差為解析：UM=W/q=4×108/2×108=2V由于是負(fù)電荷反抗電場(chǎng)力做功，所以是順著電場(chǎng)線移動(dòng)，M點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)所以UM=一2VUN=14×108/2×1087V由于是電場(chǎng)力做功，所以負(fù)電荷是逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高7V，這樣N點(diǎn)電勢(shì)比S點(diǎn)高5V，所以UN5V點(diǎn)評(píng)：（1）求某點(diǎn)電勢(shì)可先求出電勢(shì)差，然后根據(jù)電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功情況再求出該點(diǎn)電勢(shì)（1） 應(yīng)牢記：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)

21、功，電勢(shì)能增加四、等勢(shì)面1電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的面為等勢(shì)面2特點(diǎn)（1）各點(diǎn)電勢(shì)相等（2）等勢(shì)面上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零（3）電荷沿著等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力不做功（4）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，其面為等勢(shì)面（5）勻強(qiáng)電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距離相等，點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，電勢(shì)差相等的等勢(shì)面間距不相等，越向外距離越大（6）等勢(shì)面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等但電場(chǎng)強(qiáng)度不一定相等（7）電場(chǎng)線跟等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的面指向電勢(shì)低的面（8）兩個(gè)等勢(shì)面永不相交【例3】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，A、B、C、D相鄰間距離為2cm，則場(chǎng)強(qiáng) E；離A點(diǎn)15cm的P點(diǎn)電勢(shì)為V解析：E=U/SABsin600=1

22、000/3Vm UBpE·SBPsin6001000/3×05×102×/2V25VBP之間電勢(shì)差為25V，由于UPUB， 所以 Up=25 V 點(diǎn)評(píng)：在我們應(yīng)用U=Ed公式時(shí)一定要注意d是沿著電場(chǎng)線方向的距離，或者說是兩等勢(shì)面間的距離【例4】如圖所示，實(shí)線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，且相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一正點(diǎn)電荷在等勢(shì)面A處的動(dòng)能為20J，運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面C處的動(dòng)能為零?，F(xiàn)取B等勢(shì)面為零電勢(shì)能面，則當(dāng)此電荷的電勢(shì)能為20J時(shí)的動(dòng)能是J。（不計(jì)重力和空氣阻力）解析：設(shè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差為U，根據(jù)動(dòng)能定理，電荷從等勢(shì)面A運(yùn)動(dòng)到C的過程中 qU

23、020電荷從等勢(shì)面A運(yùn)動(dòng)到B的過程中 qUEKB一20聯(lián)立得EKB10J又電荷僅受電場(chǎng)力在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)定理： WABEKB一EKA根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 wABA一B聯(lián)立得，AEKABEKB恒量又在B點(diǎn)B 0所以EK2010, 解出EK8J點(diǎn)評(píng)：討論靜電場(chǎng)中電荷運(yùn)動(dòng)的能量關(guān)系，一般都應(yīng)用動(dòng)能定理，但注意電勢(shì)能的變化只由電場(chǎng)力做功決定，與其他力是否做功無關(guān)?！纠?】如圖所示，直角三角形的斜邊傾角為300，底邊BC長為2L，處在水平位置，斜邊AC是光滑絕緣的，在底邊中點(diǎn)O處放置一正電荷Q，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為 q的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)從斜面頂端A沿斜邊滑下，滑到斜邊上的垂足D時(shí)速度為v

24、。（將（1），（2）題正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)填在題后括號(hào)內(nèi)）（1）在質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中不發(fā)生變化的是動(dòng)能；電勢(shì)能與重力勢(shì)能之和；動(dòng)能與重力勢(shì)能之和；動(dòng)能、電勢(shì)能。重力勢(shì)能三者之和。 A、 B C D，（2）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是A勻加速運(yùn)動(dòng)；B勻減速運(yùn)動(dòng)； C先加速后勻減速的運(yùn)動(dòng)； D加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)（3）該質(zhì)點(diǎn)滑到非常接近斜邊底端C點(diǎn)時(shí)速率vc為多少？沿斜面向下的加速度ac為多少？解析:斜面光滑，表明無摩擦力的作用，粒子在重力、電場(chǎng)力、斜面彈力三者的作用下運(yùn)動(dòng)。重力場(chǎng)與靜電場(chǎng)均是保守力場(chǎng)，因此在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中應(yīng)該是動(dòng)能、電勢(shì)能、重力勢(shì)能三者之和為一不變量，因此第（1）題選C。若O點(diǎn)應(yīng)電荷O不存在，則粒子在斜面上

25、的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在粒子還處在靜電場(chǎng)中，隨著粒子運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力的大小、方向是逐漸變化的，因而粒子總的來說是在變力的作用下運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律，粒于運(yùn)動(dòng)的加速度也是變化的，這樣第（2）個(gè)選擇（D），質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)受三個(gè)力作用，電場(chǎng)力f=kQq/L2，方向由C指向O點(diǎn)（庫侖吸引）；重力 mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上。由牛頓第二定律mgsin一fcos=mac，即mgsin300一kQq/L2cos300=maC，簡(jiǎn)化得aC=½gkQq/2mL2在斜面整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能、動(dòng)能、重力勢(shì)能三者的和不變，已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的速度V，則D點(diǎn)的電勢(shì)能

26、可求出，從幾何關(guān)系容易發(fā)現(xiàn)，B、C、D分別到O點(diǎn)的距離是相等的，則BD=BC/2=BO=OC=OD，B、C、D三點(diǎn)在以O(shè)為圓心的同一圓周上，是O點(diǎn)處點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的等勢(shì)點(diǎn)，所以，q由D到C的過程中電場(chǎng)力作功為零，由機(jī)械能守恒定律，得mgh=½mvC2一½mv2，其中h為質(zhì)點(diǎn)在D點(diǎn)的高度,h=BDsin600=BCsin300 sin600=2L×½×/2=L/2，得vC，規(guī)律方法1、一組概念的理解與應(yīng)用電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)強(qiáng)度都是用來描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理，它們之間有分密切的聯(lián)系，但也有很大區(qū)別，解題中一定注意區(qū)分，現(xiàn)列表進(jìn)行比較（1）電勢(shì)與電

27、勢(shì)能比較：電勢(shì)電勢(shì)能1反映電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)所具有的電勢(shì)能2電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)的大小，只跟電場(chǎng)本身有關(guān)，跟點(diǎn)電荷無關(guān)電勢(shì)能的大小是由點(diǎn)電荷q和該點(diǎn)電勢(shì)共同決定的3電勢(shì)差卻是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)之差，U=AB，取B=0時(shí)，A=U電勢(shì)能差是指點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)能之差=AB=W，取B=0時(shí)，A=4電勢(shì)沿電場(chǎng)線逐漸降低，取定零電勢(shì)點(diǎn)后，某點(diǎn)的電勢(shì)高于零者，為正值某點(diǎn)的電勢(shì)低于零者，為負(fù)值正點(diǎn)荷（十q）：電勢(shì)能的正負(fù)跟電勢(shì)的正負(fù)相同負(fù)電荷（一q）：電勢(shì)能的正負(fù)限電勢(shì)的正負(fù)相反5單位：伏特單位：焦耳6聯(lián)系：=q，w=qU（2）電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的對(duì)比電場(chǎng)強(qiáng)度E電勢(shì)1描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)

28、描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)2電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于放在該點(diǎn)的正點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力F跟正點(diǎn)電荷電荷量q的比值·E=F/q，E在數(shù)值上等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)跟選定的標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢(shì)點(diǎn)）間的電勢(shì)差，=/q，在數(shù)值上等于單位正電荷所具有的電勢(shì)能3矢量標(biāo)量4單位：N/C;V/mV（1V=1J/C）5聯(lián)系：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中UAB=Ed (d為A、B間沿電場(chǎng)線方向的距離）電勢(shì)沿著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向降落【例6】如圖所示，在水平桌面上放置一個(gè)由兩根絕緣組成的“V”形豎直導(dǎo)軌，棒上各穿上一個(gè)可沿棒無摩擦滑動(dòng)的，質(zhì)量為m40g，帶電量為q2×10-6C的正電荷小球（可當(dāng)作點(diǎn)電荷），將小

29、球從同高度的力、B由靜止釋放（g10m/s2）（1）兩球相距多遠(yuǎn)時(shí)速度達(dá)到最大？（2）兩球同時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)相距 L=18m，此時(shí)系統(tǒng)電勢(shì)能比釋放時(shí)少多少？【解】（1）設(shè)兩球相距L1時(shí)速度達(dá)到最大，此時(shí)合力為零。其中一個(gè)小球受力如圖所示，F(xiàn)A為A球受庫侖力則： FA=mgtg450mg 由庫侖定律：FA=kq1q2/L12 由、得：（2）兩球達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，設(shè)釋放時(shí)離桌面高度為h1，最高點(diǎn)時(shí)離桌面高度為h2，則兩球在上升過程的能量變化情況為：動(dòng)能的變化EK0，重力勢(shì)能的變化量EP2mg（h2hl）。設(shè)電勢(shì)能變化量為，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知：EK十EP0則：mg（h2hl）2×40

30、×10-3×10×（L/2tg450005）=068（J）。 即系統(tǒng)的電勢(shì)能減少了068J。2、 公式E=U/d的理解與應(yīng)用(1)公式E=U/d反映了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系，由公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是電勢(shì)降低最快的方向(2)公式E=U/d只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，且d表示沿電場(chǎng)線方向兩點(diǎn)間的距離，或兩點(diǎn)所在等勢(shì)面的范離(3)對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)，此公式也可用來定性分析，但非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為一定值時(shí)，那么E越大處，d越小，即等勢(shì)面越密EFABCD【例7】如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為A=15 V,B=

31、3 V,C=3 V，由此可得D點(diǎn)電勢(shì)D= 。解法一、假設(shè)在此電場(chǎng)中移動(dòng)一正電荷q，從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，設(shè)AB與電場(chǎng)方向夾角為，則WAB=qE·ABcos=qE·DCcos=WDC即從A點(diǎn)移到B點(diǎn)與從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功相同，所以有WAB=qUAB=qUDC=q（DC），即D=UAB+C=1533=9V解法二設(shè)此正方形對(duì)角線的交點(diǎn)為O，則由UEd可知AO=UAO=UOC=OC，UBO=UOD=BO=OD，即，上式代入數(shù)據(jù)得D=9 V解法三：如圖所示，連接AC，在AC上取E、F兩點(diǎn)，使AE=EF=FC，則 UAC=UAEUEFUFC，UAE=UEF=UFC=UAC/3，解得F=3

32、 V,E9V連接BF和DE,因BF=3 V,所以BF是等勢(shì)面，又因?yàn)锽F/ DE,所以DE也是等勢(shì)面，即D9V。X1X2思考：作出該電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖【例8】某靜電場(chǎng)沿x方向的電勢(shì)分布如圖所示，則（）A、在0xl之間不存在沿x方向的電場(chǎng)B、在0xl之間存在著沿x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)C、在x1x2之間存在著沿x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)D、在x1x2之間存在著沿x方向的非勻強(qiáng)電場(chǎng)解析：在0xl之間電勢(shì)不變，即在0xl之間等勢(shì)，故在此方向無電場(chǎng)；在x1x2之間電勢(shì)隨距離均勻減小，則在x1x2之間有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A、C正確。答案：AC【例9】如圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電

33、場(chǎng)中的軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是： A電荷從a到b加速度減小; Bb處電勢(shì)能大Cb處電勢(shì)高; D電荷在b處速度小解析:由圖可知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密，說明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律，檢驗(yàn)電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)。由圖可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即Fe0，且Fe的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹向。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線指向是從疏到密。再利用“電場(chǎng)線方向?yàn)殡妱?shì)降低最快的方向”判斷a，b處電勢(shì)高低關(guān)系是UAUB，C選項(xiàng)不正確。根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90°，可知電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能

34、量變化的量度，可判斷由ab電勢(shì)能增加，B選項(xiàng)正確；又因電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確。3、 電場(chǎng)力做功與能量的變化應(yīng)用 電場(chǎng)力做功，可與牛頓第二定律，功和能等相綜合，解題的思路和步驟與力學(xué)中的完全相同，但要注意電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)與路徑無關(guān)【例10】如圖所示，有兩個(gè)完全相同的金屬球A、B，B固定在絕緣地板上，A在離B高H的正上方由靜止釋放，與B發(fā)生正碰后回跳高度為h，設(shè)碰撞中無動(dòng)能損失，空氣陰力不計(jì)，A、若A、B帶等量同種電荷，則hHB、若A、B帶等量異種電荷，則hHC、若A、B帶等量異種電荷，則hHD、若A、B帶等量異種電荷，則hH解析：若A、

35、B帶等量同種電荷，則碰撞后兩球帶電量不變，下落過程中重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，回跳時(shí)重力做負(fù)功，電場(chǎng)力做正功。由能量守恒定律得hH；若A、B帶等量異種電荷，則碰撞過程中重力做正功，電場(chǎng)力做正功，回跳過程中需克服重力做功。故hH，答案CAB-Q-2Q【例11】已知如圖，光滑絕緣水平面上有兩只完全相同的金屬球A、B，帶電量分別為-2Q與-Q?，F(xiàn)在使它們以相同的初動(dòng)能E0（對(duì)應(yīng)的動(dòng)量大小為p0）開始相向運(yùn)動(dòng)且剛好能發(fā)生接觸。接觸后兩小球又各自反向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們剛好回到各自的出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E1和E2，動(dòng)量大小分別為p1和p2。有下列說法：E1=E2> E0，p1=p2> p0 E1=E

36、2= E0，p1=p2= p0 接觸點(diǎn)一定在兩球初位置連線的中點(diǎn)右側(cè)某點(diǎn) 兩球必將同時(shí)返回各自的出發(fā)點(diǎn)。其中正確的是A. B. C. D.解析：由牛頓定律的觀點(diǎn)看，兩球的加速度大小始終相同，相同時(shí)間內(nèi)的位移大小一定相同，必然在連線中點(diǎn)相遇，又同時(shí)返回出發(fā)點(diǎn)。由動(dòng)量觀點(diǎn)看，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，兩球的速度始終等值反向，也可得出結(jié)論：兩球必將同時(shí)返回各自的出發(fā)點(diǎn)。且兩球末動(dòng)量大小和末動(dòng)能一定相等。從能量觀點(diǎn)看，兩球接觸后的電荷量都變?yōu)?1.5Q，在相同距離上的庫侖斥力增大，返回過程中電場(chǎng)力做的正功大于接近過程中克服電場(chǎng)力做的功，由機(jī)械能定理，系統(tǒng)機(jī)械能必然增大，即末動(dòng)能增大。選C。拓展：兩個(gè)相同的帶電小球

37、（可視為點(diǎn)電荷），相碰后放回原處，相互間的庫侖力大小怎樣變化？討論如下：等量同種電荷，F(xiàn) /=F；等量異種電荷，F(xiàn) /=0<F；不等量同種電荷F />F；不等量異種電荷F />F、F /=F、F /<F都有可能，當(dāng)滿足q1=（3±2）q2時(shí)F /=F。【例12】為研究靜電除塵，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，它的上下底面是面積A=0.04 m2的金屬板，間距L=0.05 m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí)，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每m3有煙塵顆粒1013個(gè)假設(shè)這些顆粒都

38、處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個(gè)顆粒帶電量為q=1.0×1017C，質(zhì)量為m= 2.0×1015kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力求合上開關(guān)后：（1)經(jīng)過多長時(shí)間煙塵顆?？梢员蝗课剑?2)除塵過程中電場(chǎng)對(duì)煙塵顆粒共做了多少功？(3)經(jīng)過多長時(shí)間容器中煙塵顆半粒的總動(dòng)能達(dá)到最大？解析：（1)由題可知，只要距離上板表面的煙塵能被吸附列下板時(shí)，煙塵即被認(rèn)為全卻吸收，煙塵所受電場(chǎng)力為F=qU/L，L=½at2，得.(2)由于板間煙塵顆粒均勻分布，可以認(rèn)為煙塵的質(zhì)心位于板間中點(diǎn)位置，因此，除塵過程中電場(chǎng)力對(duì)煙塵所做的總功為W=½NALqU=

39、2.5×104J(3)解法一：設(shè)煙塵顆粒下落距離為x,則板內(nèi)煙塵總動(dòng)能EK=½mv2·NA (Lx)=，當(dāng)x=L/2時(shí),EK達(dá)到最大又據(jù)x=½at12,則解法二：假定所有煙塵集中于板中央，當(dāng)煙塵運(yùn)動(dòng)到下板時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)能錄大，則L/2=½at12,所以【例13】在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一條與電場(chǎng)線平行的幾何線，如圖中虛線所示。幾何線上有兩個(gè)靜止的小球A和B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），兩小球的質(zhì)量均為m，A球帶電荷量+Q，B球不帶電。開始時(shí)兩球相距L，在電場(chǎng)力的作用下，A球開始沿直線運(yùn)動(dòng)，并與B球發(fā)生正對(duì)碰撞，碰撞中A、B兩球的總動(dòng)能無損失。設(shè)在各次碰

40、撞過程中，A、B兩球間無電量轉(zhuǎn)移，且不考慮重力及兩球間的萬有引力，問：（1）A球經(jīng)過多長時(shí)間與B球發(fā)生第一次碰撞？（2）第一次碰撞后，A、B兩球的速度各為多大？（3）試問在以后A、B兩球再次不斷地碰撞的時(shí)間間隔會(huì)相等嗎？如果相等，請(qǐng)計(jì)算該時(shí)間間隔T。如果不相等，請(qǐng)說明理由。解答：（1）A球在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 聯(lián)立兩式得 （2）A球與B球碰撞，動(dòng)量守恒 據(jù)題意，總動(dòng)能不損失 聯(lián)立兩式得 （3）以B球?yàn)閰⒖枷?，A、B碰撞后，A球以vA向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后，速度減為0，同時(shí)與B球相距為L，然后A球又向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)時(shí)間t后，速度增為vA，與B球發(fā)生第二次碰撞。同（2

41、）理可證，每次總動(dòng)能無損失的碰撞均是交換速度，則以后第三、四次碰撞情況可看成與第一、二次碰撞情況重復(fù)，以此類推可知A、B兩球不斷碰撞的時(shí)間間隔相等，均為T=2t=【例14】有三根長度皆為l1.00 m的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m1.00×102 kg的帶電小球A和B，它們的電量分別為q和+q，q1.00×107 CA、B之間用第三根線連接起來空間中存在大小為E1.00×106 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平向右，平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示 現(xiàn)將O、B之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位

42、置求最后兩球的機(jī)械能與電勢(shì)能的總和與燒斷前相比改變了多少（不計(jì)兩帶電小球間相互作用的靜電力）【解析】 圖1中虛線表示A、B球原來的平衡位置，實(shí)線表示燒斷后重新達(dá)到平衡的位置，其中、分別表示細(xì)線OA、AB與豎直方向的夾角A球受力如圖2所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向左；細(xì)線OA對(duì)A的拉力T1，方向如圖；細(xì)線AB對(duì)A的拉力T2，方向如圖由平衡條件T1sin+T2sinqE, T1cosmg+T2cosB球受力如圖3所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向右；細(xì)線AB對(duì)B的拉力T2，方向如圖由平衡條件T2sinqE, T2cosmg聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得0, 45°由此

43、可知，A、B球重新達(dá)到平衡的位置如圖4所示與原來位置相比，A球的重力勢(shì)能減少了EAmgl（1sin60°）B球的重力勢(shì)能減少了EBmgl（1sin60°+cos45°）A球的電勢(shì)能增加了WAqElcos60°B球的電勢(shì)能減少了WBqEl（sin45°sin30°）兩種勢(shì)能總和減少了WWBWA+EA+EB代入數(shù)據(jù)解得W6.8×102 J第3課電場(chǎng)中的導(dǎo)體、電容器知識(shí)簡(jiǎn)析一、電場(chǎng)中的導(dǎo)體1、靜電感應(yīng)：絕緣導(dǎo)體放在一個(gè)帶電體的附近，在絕緣導(dǎo)體上靠近帶電體的一端應(yīng)帶電體的異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷靜電感應(yīng)可從兩個(gè)角度來理

44、解：根據(jù)同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋；也可以從電勢(shì)的角度來解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢(shì)高的方向移動(dòng)2靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)注意這里是沒有定向移動(dòng)而不是說導(dǎo)體內(nèi)部的電荷不動(dòng)，內(nèi)部的電子仍在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，3處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：（1）內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度是外加電場(chǎng)和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)疊加的結(jié)果（因?yàn)榧偃魞?nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零，則內(nèi)部電荷會(huì)做定向運(yùn)動(dòng)，那么就不是靜電平衡狀態(tài)了）（2）凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒有凈電荷（因?yàn)閮綦姾芍g有斥力，所以彼此間距離盡量大，凈電荷都在導(dǎo)體表面）（3）是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面（因?yàn)榧偃魧?dǎo)

45、體中某兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，這兩點(diǎn)則有電勢(shì)差，那么電荷就會(huì)定向運(yùn)動(dòng)）4靜電屏蔽處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體內(nèi)部區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響,這種現(xiàn)象就是靜電屏蔽.【例1】一個(gè)任意形狀的金屬導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)（ ） A導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷 B導(dǎo)體內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不一定為零 C導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)不一定處處為零 D在導(dǎo)體表面上，電場(chǎng)線可以與導(dǎo)體表面成任意角解析：A處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，凈電荷在導(dǎo)體表面，所以A對(duì)B處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，是一個(gè)等勢(shì)體，所以任意兩點(diǎn)間無電勢(shì)差，所以 B錯(cuò)C處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，所以C錯(cuò)D處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面場(chǎng)強(qiáng)不為零，場(chǎng)強(qiáng)的

46、方向與面垂直，所以D對(duì)。【例2】如圖所示，將不帶電的導(dǎo)體BC放在帶正電的金屬球A附近，當(dāng)導(dǎo)體BC達(dá)到靜電平衡后，則下列說法正確的有（ ） A用導(dǎo)線連接BC兩端，導(dǎo)線中有瞬間電流通過 B用手摸一下導(dǎo)體B端可使導(dǎo)體帶正電 C導(dǎo)體C端電勢(shì)高于B端電勢(shì) DB和C端感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)沿BC方向逐漸減小解析：靜電平衡后，BC內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，整個(gè)導(dǎo)作是個(gè)等勢(shì)體，故A、C都錯(cuò)了，根據(jù)導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線分布，可判定導(dǎo)體BC的電勢(shì)比無窮遠(yuǎn)處（大地）的電勢(shì)要高，故把導(dǎo)體B端或C端接地時(shí)，將有電子從大地流向?qū)w，導(dǎo)體將帶負(fù)電；導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)跟感應(yīng)電場(chǎng)相平衡，因此可以根據(jù)外電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的分布

47、情況來確定感應(yīng)電荷電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況 答案：D【例3】如圖所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷十Q，a、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面上的兩點(diǎn)，其中a點(diǎn)到q的距離較小，下列說法中正確的是（ ）A由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面帶正電B、由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面不帶電C、整個(gè)導(dǎo)體，包括表面上的a、b點(diǎn)，是一個(gè)等勢(shì)體，且電勢(shì)等于零 D、a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，且a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大解析：由于靜電平衡，金屬板是一個(gè)等勢(shì)體，且電勢(shì)為零（金屬板接地），金屬板的左側(cè)不帶電，右側(cè)帶負(fù)電a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零，它們場(chǎng)強(qiáng)的方向均垂直于金屬板平面，由于a

48、點(diǎn)離Q比b點(diǎn)近，故。點(diǎn)的感應(yīng)電荷比b點(diǎn)的感應(yīng)電荷多，場(chǎng)強(qiáng)大綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確。【點(diǎn)評(píng)】處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體一旦接地，它的電勢(shì)為零。且遠(yuǎn)離帶電體的一端總是不帶電，由于達(dá)到靜電平衡時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，說明了接地后的導(dǎo)體所帶的異種電荷（與帶電體的電荷比較而言）是增多的二、電容1定義；電容器所帶的電量跟它的兩極間的電勢(shì)差的比值叫做電容器的電容C=Q/U2說明：（1）電容器定了則電容是定值，跟電容器所帶電量及板間電勢(shì)差無關(guān)（2）單位：法庫/伏（3）電容器所帶電量是指一板上的電量（4）平行板電容器C=為介電常數(shù)，真空中1，空氣中通常也取1， S為板間正對(duì)面積，不可簡(jiǎn)單的理解為板的面積，d為板間的距離

49、 （5）電容器被擊穿相當(dāng)于短路，而燈泡壞了相當(dāng)于斷路。（6）常用電容器： 可變電容、固定電容（紙介電容器與電解電容器）（7）CQ/U 因?yàn)閁1=Q1/CU2=Q2/C所以CQ/U （8）電容器兩極板接入電路中，它兩端的電壓等于這部分電路兩端電壓，當(dāng)電容變化時(shí)，電壓不變；電容器充電后斷開電源，一般情況下電容變化，電容器所帶電量不變【例4】?jī)蓚€(gè)較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負(fù)極上，這時(shí)質(zhì)量為m，帶電量為一q的油滴恰好靜止在兩極之間，如圖所示，在其它條件不變的情況下，如果將兩極非常緩慢地錯(cuò)開一些，那么在錯(cuò)開的過程中（ ） A油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中電流從b流向a。B油

50、滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b。C油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向a。D油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b。精析:電容器接在電源的正、負(fù)極上沒有斷開，則電容器兩端的電壓不變，兩極板間的距離不變，則場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴受力情況不變，油滴靜止不動(dòng)在電容器兩極板錯(cuò)開的過程中，電容器的電容是減小的，由CqU可知，U不變時(shí)，Q是減小的，則電容器的帶電量減小，有電荷流向電源，是放電電流，方向由a到 b故選項(xiàng)D正確【點(diǎn)評(píng)】要點(diǎn)是接在電源兩端的電容器的電壓不變，當(dāng)電容發(fā)生變化時(shí)，所帶電量變化，根據(jù)電量的增加或減少判斷是充電或放電，從而確定電流方向還可以假設(shè)兩極板的距離發(fā)生變化和插人電介質(zhì)或?qū)w后

51、的情況，讀者可自行判斷規(guī)律方法1、應(yīng)用處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)解題【例5】如圖所示，P為金屬球殼內(nèi)的一點(diǎn)，殼外一帶負(fù)電的帶電體A移近金屬球殼時(shí)，金屬球殼內(nèi)P點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)U的變化是（ ） AE不變，U降低；BE不變，U升高 CE增大，U升高；D、E增大U降低解析：金屬球殼處于帶負(fù)電的帶電體A形成的電場(chǎng)中，處于靜電平衡狀態(tài)，因此E始終等于零不變，由于帶電體A帶負(fù)電且靠近球殼，所以球殼的電勢(shì)降低。答案：A【例6】如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng)），從左端以初速度V0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端在該運(yùn)動(dòng)過程

52、中（ ）A小球作勻速直線運(yùn)動(dòng) B小球作先減速，后加速運(yùn)動(dòng)C小球的電勢(shì)能保持不變 D、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為零解析：水平放置的金屬板在Q的電場(chǎng)中處于靜電平衡，它是一個(gè)等勢(shì)體，也就是說它表面的電場(chǎng)線處處與表面垂直，由于表面絕緣，故帶電小球在其表面上滑動(dòng)時(shí)，電量不變，但電場(chǎng)力不做功，故小球作勻速直線運(yùn)動(dòng)·所以A、C、D選項(xiàng)正確【例7】如圖所示，一個(gè)帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開一小孔，有兩只帶正電的金屬球B、C，用金屬導(dǎo)線連接，讓B球置于球殼A內(nèi)的空腔中，與內(nèi)表面接觸后又提起，C球放置在A球殼外，待靜電平衡后正確的判斷是：A、B、C兩球都不帶電B、B球不帶電，C球帶電C、讓C球接地后，B球

53、不帶電D、讓C球接地后，A球殼空腔內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零解析：B球與A球殼內(nèi)表面接觸,A,B,C三者連成一個(gè)整體，靜電平衡后凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面，所以A球殼外表面和C球均帶正電，B球不帶電A,B,C三者為一等勢(shì)體，當(dāng)B球提起后，B,C的電勢(shì)相等，無電荷的定向移動(dòng)，由于B,C與A等勢(shì)且為正,C球接地后，將有自由電子從大地向高電勢(shì)的B,C上移動(dòng)，B球帶負(fù)電，此時(shí)B球?qū)⒃贏球殼上內(nèi)表面感應(yīng)出正電待，從而空腔內(nèi)形成由內(nèi)表面指向B球的電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)不為零，答案為C.2、靜電感應(yīng)與靜電平衡【例8】如圖所示，絕緣導(dǎo)體A帶正電，導(dǎo)體不帶電，由于靜電感應(yīng)，使導(dǎo)體B的M端帶上負(fù)電，而N端則帶等量的正電荷.（1）用導(dǎo)線連接M

54、、N，導(dǎo)線中有無電流流過？（2）若將M、N分別用導(dǎo)線與大地相連，導(dǎo)線中有無電流流過？方向如何？解析：A為帶正電的場(chǎng)源電荷，由正電荷即形成的電場(chǎng)的電勢(shì)分布可知：UAUBU地，其中，B是電場(chǎng)中處于靜電平衡的導(dǎo)體.UM=UN=UB.當(dāng)用導(dǎo)線在不同位置間連接時(shí)，電流定由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而在電勢(shì)相等的兩點(diǎn)間連接時(shí)，則導(dǎo)線中無電流通過.所以：（1）因?yàn)閁M=UN，故導(dǎo)線中無電流.（2）因?yàn)閁M=UN=UBU地，所以無論用導(dǎo)線將M還是N與大地相連，電流均由導(dǎo)體B流向大地.【例9】目前國家環(huán)保局統(tǒng)一規(guī)定常規(guī)大氣監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目是：二氧化硫，氮氧化物，懸浮顆粒三種大氣污染物，其中，在對(duì)懸浮顆粒的治理方法中有一種為靜電除塵法，其依據(jù)的物理原理是讓帶電的物質(zhì)微粒在力作用下，幾乎都奔向并吸附在上，如圖即為靜電除塵器的示意圖除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成,A接到,B接到A,B之間形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，而且距B越近電場(chǎng)越強(qiáng),B附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離為電子和正離子，正離子跑到B上得到電子變成電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣中的懸浮顆粒，使懸浮顆粒帶電，吸附到A上，排出的氣體就清潔了答案：電場(chǎng) 電極 高壓電源正極 高壓電源負(fù)極 空氣分子 負(fù)K3、平行板電容器問題的分析一定要分清兩種常見的變化： 電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓恒定（等于電源電動(dòng)勢(shì)），這種情況下帶充電后斷開K，