高考物理備考系列專題靜電場課件

專題

08

靜電場第一部分

質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動特點(diǎn)描述電場是電學(xué)的基礎(chǔ)，也是高考的重點(diǎn)，每年必考。一般以填空題或計(jì)算題的形式進(jìn)行考查。庫侖定律、電場線的性質(zhì)、帶電體在靜電場中的平衡、平行板電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動等是考查的重點(diǎn)。特別是帶電粒子在電場中的運(yùn)動結(jié)合交變電流、磁場知識巧妙地把電場性質(zhì)與牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系、動量等力學(xué)知識有機(jī)地結(jié)合起來，更是命題幾率較高的熱點(diǎn)。在復(fù)習(xí)本部分時要牢牢抓住力和能這兩條主線，1專題08靜電場第一部分質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動特點(diǎn)描述電場是電學(xué)的1將知識系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會貫通，同時還應(yīng)注意此部分知識與科技前沿、生活實(shí)際等的聯(lián)系，如靜電除塵、電容式傳感器、噴墨打印機(jī)、靜電分選器、示波器等。預(yù)測今年對電場考查選擇題和計(jì)算均有：選擇題主要檢測考生對重要概念的理解和基本規(guī)律的運(yùn)用．重點(diǎn)考查庫侖定律、電場、電場強(qiáng)度、電場線、勻強(qiáng)電場、電場強(qiáng)度的疊加、勻強(qiáng)電場中電勢差根電場強(qiáng)度的關(guān)系、電容器的電容等基本概念、基本規(guī)律的綜合運(yùn)用；計(jì)算題仍是以高分值高難度形式出現(xiàn)，重點(diǎn)是考查電場力、電勢能、電勢差、電勢等概念與2將知識系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會貫通，同時還應(yīng)22力學(xué)綜合。從近幾年的高考來看，隨著招生比例的增大，試題的難度相對而言有所下降，思維難度大，起點(diǎn)高的超難試題沒有了，但同時送分題也沒有了，在論述題，計(jì)算題的思維起點(diǎn)都不是很高，隨著對物理過程研究的深入，思維難度逐步增大，因此有效的考查了學(xué)生的物理思維能力。因此抓好基本物理知識的教學(xué)仍是中學(xué)物理教學(xué)的首要任務(wù)。把握好復(fù)習(xí)節(jié)奏，適當(dāng)降低起點(diǎn)和速度，著重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)過程，以基礎(chǔ)題訓(xùn)練方法，努力培養(yǎng)學(xué)生正確，良好的解題習(xí)慣，加強(qiáng)對學(xué)生復(fù)習(xí)方法，應(yīng)試策略與技巧的訓(xùn)練和指3力學(xué)綜合。從近幾年的高考來看，隨著招生比例的增大，試33導(dǎo)。第二部分

知識背一背一、電荷守恒定律1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括：帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核，核外有帶負(fù)電的電子，整個原子對外較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性．2．元電荷：最小的電荷量，其值為

e＝1.60×10－19

C.其他帶電體的電荷量皆為元電荷的整數(shù)倍．3．電荷守恒定律4導(dǎo)。第二部分知識背一背一、電荷守恒定律1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)4（1）內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變．（2）起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電．（3）帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子．二、庫侖定律1．點(diǎn)電荷：是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷．5（1）內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物（2）52．庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)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，作用力的方向在它們的連線上．（2）公

式：F＝kq1q2，其中比例系數(shù)

k叫做靜電力常量，k＝r29.0×109

N·m2/C2.（3）適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷.3．庫侖定律的理解：庫侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷．點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體間的距離62．庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力6遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫侖定律，否則不能適用．三、電場及電場強(qiáng)度1．靜電場（1）電場是存在于電荷周圍的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場．（2）電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的．電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用．2．電場強(qiáng)度7遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫三、電場7（1）物理意義：表示電場的強(qiáng)弱和方向．（2）定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力

F跟它的電荷量

q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度．F（3）定義式：E＝

.q（4）單位：N/C或

V/m.（5）矢量性：電場強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，電場強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則．3．場強(qiáng)三個表達(dá)式的比較8（1）物理意義：表示電場的強(qiáng)弱和方向．F（3）定義式：E＝8FQ

U表達(dá)式比較E＝

E＝k

E＝r2

d真空中點(diǎn)q勻強(qiáng)電場中

E與

U關(guān)系式電場強(qiáng)度

電荷的電定義式

場強(qiáng)度決定式意義①真空；適用條件

一切電場勻強(qiáng)電場②點(diǎn)電荷決定因素

由電場本

由場源電

由電場本9FQU表達(dá)式E＝E＝kE＝q勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度電荷的電9身決定，

荷

Q和場

身決定與

q無關(guān)

源電荷到該點(diǎn)的距離

r共同決定四、電場線1．電場線的定義：為了直觀形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的疏密表示電場10身決定，荷Q和場身決定離r共同決定四、電場線1．電場10強(qiáng)度的大?。?．幾種典型電場的電場線分布（1）正點(diǎn)電荷的電場如圖甲所示：電場線由正電荷出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)終止．（2）負(fù)點(diǎn)電荷的電場如圖乙所示：電場線由無窮遠(yuǎn)出發(fā)，到負(fù)電荷終止．（3）勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖丙所示．特點(diǎn)：間隔相等的平行直線．（4）點(diǎn)電荷與帶電金屬板的電場線的分布如圖丁所示．11強(qiáng)度的大?。?．幾種典型電場的電場線分布（1）正點(diǎn)電荷的電場11（5）等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷的連線及其中垂線上的電場分布及特點(diǎn)的比較如下：等量同等量異種點(diǎn)比較項(xiàng)目種點(diǎn)電荷電荷電場線圖示12（5）等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷的連線及其12中垂線上最大連線中點(diǎn)

O處的為零場強(qiáng)連線上最小由

O沿中垂線向

先變大外場強(qiáng)的變化

后變小關(guān)于

O點(diǎn)對稱的逐漸減小兩點(diǎn)

A與

A′，B

等大、反與

B′場強(qiáng)的關(guān)

向系等大、同向13中垂線上最連線中點(diǎn)O處的為零場強(qiáng)連線上最小由O沿中垂線向13五、電場力做功與電勢能1．電場力做功的特點(diǎn)（1）在電場中移動電荷時，電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見電場力做功與重力做功相似．（2）在勻強(qiáng)電場中，電場力做的功

W＝Eqd，其中

d為沿電場線方向的位移．2．電勢能（1）定義：電荷在電場中具有的勢能．電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢能位置時電場力所做的功．14五、電場力做功與電勢能1．電場力做功的特點(diǎn)（1）在電場中移動14（2）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的減少量，即

W

＝E

－E

。AB

pA

pB（3）電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零．六、電勢和等勢面1．電勢（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值．15（2）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的減15（2）定義式：φ＝Ep.q（3）矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正（負(fù)）表示該點(diǎn)電勢比電勢零點(diǎn)高（低）．（4）相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因零勢點(diǎn)的選取的不同而不同．（5）沿著電場線方向電勢逐漸降低．2．等勢面（1）定義：電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面．（2）特點(diǎn)16（2）定義式：φ＝Ep.q（3）矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有16①電場線跟等勢面垂直，即場強(qiáng)的方向跟等勢面垂直．②在等勢面上移動電荷時電場力不做功．③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．④等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大；反之越?。?、電勢差1．電勢差：電荷

q在電場中

A、B兩點(diǎn)間移動時，電場力所做的功

WAB跟它的電荷量

q的比值，叫做

A、B間的電勢差，也叫電壓．WAB公式：U

＝

.單位：伏（V）．ABq17①電場線跟等勢面垂直，即場強(qiáng)的方向跟等勢面垂直．③電場線總是172．電勢差與電勢的關(guān)系：U

＝φ

－φ

，電勢差是標(biāo)量，可BABA以是正值，也可以是負(fù)值，而且有

U

＝－U

.AB

BA3．電勢差

UAB由電場中

A、B兩點(diǎn)的位置決定的，與移動的電荷

q、電場力做的功

WAB無關(guān)，與零電勢點(diǎn)的選取也無關(guān)．4．電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的乘積．即

U＝Ed，U也可以寫作

E＝

.d八、電容器與電容1．電容器182．電勢差與電勢的關(guān)系：U＝φ－φ，電勢差是標(biāo)量，可A18（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．（2）帶電量：每個極板所帶電荷量的絕對值．（3）電容器的充電和放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量

Q與電容器兩極板間的電勢19（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．充電：使電容19差

U的比值．QU（2）定義式：C＝（3）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量．3．平行板電容器（1）影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比．εrS（2）決定式：C＝，k為靜電力常量．4πkd九、帶電粒子在電場中的加速20差U的比值．Q（2）定義式：C＝（3）物理意義：表示電容器201.帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子__動能__的增量．1

1U（1）在勻強(qiáng)電場中：W＝qEd＝qU＝

mv2－

mv

或F＝qE＝q

＝ma.022

21

1d（2）在非勻強(qiáng)電場中：W＝qU＝

mv2－

mv

.022

2十、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．進(jìn)入電場的方式：一個質(zhì)量為

m、帶電荷量為

q的粒子，以初速度

v0垂直于電場線方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場，兩板間的電勢差為

U.211.帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對11212．受力特點(diǎn)：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與初速度

v0的方向垂直．3．運(yùn)動特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動類似．第三部分

技能+方法一、對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應(yīng)用1．處理兩相同金屬球（視為點(diǎn)電荷）接觸后電量重分問題時，應(yīng)注意兩者帶電的異同，重放后其庫侖力可能有兩個解．2．在公式

F＝kq1q2中當(dāng)

r→0

時，庫侖定律不再成立，兩電r2222．受力特點(diǎn)：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與3．運(yùn)22荷不能視為點(diǎn)電荷，此時可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做等效處理．化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷，進(jìn)而應(yīng)用庫侖定律解決問題．二、對電場強(qiáng)度的理解及電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度三個表達(dá)式的比較FQ

U表達(dá)式比較E＝

E＝k

E＝r2qd公式意

電場強(qiáng)

真空中點(diǎn)

勻強(qiáng)義

度定義

電荷的電

電場23荷不能視為點(diǎn)電荷，此時可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做二、對電23式場強(qiáng)度決

中

E定式與

U關(guān)系式適用條

一切電

①真空；

勻強(qiáng)件場②點(diǎn)電荷

電場由電場

由場源電

由電本身決

荷

Q和場

場本定

，與

q

源電荷到

身決決定因素24式場強(qiáng)度決中E定式與U適用條一切電①真空；勻強(qiáng)件24無關(guān)該點(diǎn)的距

定離

r共同決定矢量，遵守平行四邊形定則，相同點(diǎn)單位：1

N/C＝1

V/m三、對電場線的理解及應(yīng)用1.

孤立點(diǎn)電荷的電場（1）正（負(fù)）點(diǎn)電荷的電場線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外25無關(guān)該點(diǎn)的距定決定矢量，遵守平行四邊相同點(diǎn)單位：1N/C25（內(nèi)）.（2）離點(diǎn)電荷越近，電場線越密（電場強(qiáng)度越大）2．等量同（異）電荷的電場等量同①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)

O處的電場強(qiáng)度為零，②從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)

O沿中垂面（線）到無限遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度先變大后變?、蹆牲c(diǎn)電荷連線中垂線上26（內(nèi)）.（2）離點(diǎn)電荷越近，電場線越密（電場強(qiáng)度越大）等①兩26種電各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向和中垂線平行④關(guān)

于

O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)

A與A′，B與

B′的電場強(qiáng)度等大、反向荷等①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿兩點(diǎn)電荷連線方向電場強(qiáng)度先變小再變量27種各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向和中④關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與荷①兩27異種電荷大②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（線）上，電場強(qiáng)度方向相同，且與中垂面（線）垂

直③關(guān)

于

O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)

A與A′，B與

B′的電場強(qiáng)度等大、同向3.應(yīng)用電場線進(jìn)行以下判斷：（1）電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線方向相28異大②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面3.應(yīng)用電場線進(jìn)行以下判斷：（1）28同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反；（2）電場強(qiáng)度的大?。ǘㄐ裕妶鼍€的疏密可定性判斷電場強(qiáng)度的大小；（3）電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐步降低，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向；（4）等勢面的疏密——電場越強(qiáng)的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏．【例

1】如圖所示，在一條直線上有兩個相距

0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q。現(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷

C，恰好29同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反；（2）電場強(qiáng)度的大?。?9使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則

C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為（）A.

正，B的右邊

0.4m處

B.

正，B的左邊

0.2m處C.

負(fù)，A的左邊

0.2m處

D.

負(fù)，A的右邊

0.2m處30使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶（）A30【答案】

C③若

C放在

B的右邊，A的電荷量小于

B且

AC距離大于

BC距離，據(jù)F

k

可得

A對

C的力小于

B對

C的力，C不可能平衡。q1q2r2則不可能。綜上，AB兩項(xiàng)均不正確。CD：若

C帶負(fù)電①若

C放在

B的右邊，A受力均向右，A不可能平衡。則不可31【答案】C③若C放在B的右邊，A的電荷量小于B且A31能；②若

C放在

AB連線上，C受力均向左，C不可能平衡。則不可能；③若

C放在

A左邊，設(shè)

AC間距為

x，AB間距為

r，則要使三者均平衡，對

C分析可得：綜上

C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤。k

k，解得：

x

r

0.2mQBQC

x

rQAQC12x22點(diǎn)睛：三個點(diǎn)電荷的自平衡可總結(jié)為：兩同夾異(從力的方向角度分析)，兩大夾小(從力的大小角度分析)?！纠?/p>

2】如圖所示，真空中

A、B兩個點(diǎn)電荷的電荷量分別為+Q32能；②若C放在AB連線上，C受力均向左，C不可能平衡。則32和-q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣輕彈簧連接，當(dāng)系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮量為x0

，下列過程都在彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是（）A.

僅將+Q變成-Q，平衡時彈簧伸長量等于x0B.

僅將+Q變成-Q，平衡時彈簧伸長量大于x0C.

僅將+Q變成+2Q，平衡時彈簧壓縮量等于

2x0D.

僅將+Q變成+2Q，平衡時彈簧壓縮量大于

2x033和-q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣輕彈簧連接，當(dāng)33【答案】

D點(diǎn)睛：根據(jù)庫侖定律及胡克定律列式分析，電荷量變化，庫侖力變化，兩球的距離變化，彈力變化，根據(jù)平衡條件列方程計(jì)算即可．【例

3】將兩個質(zhì)量均為

m的小球

a、b用絕緣細(xì)線相連，豎直懸掛于

O點(diǎn)，其中球

a帶正電、電荷量為

q，球

b不帶電，34【答案】D點(diǎn)睛：根據(jù)庫侖定律及胡克定律列式分析，電荷量變化34現(xiàn)加一電場強(qiáng)度方向平行豎直平面的勻強(qiáng)電場(沒畫出)，使整個裝置處于平衡狀態(tài)，且繃緊的絕緣細(xì)線

Oa與豎直方向的夾角為

θ＝30°，如圖所示，則所加勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小可能為（）A.

B.

C.

D.35現(xiàn)加一電場強(qiáng)度方向平行豎直平面的勻強(qiáng)電場(沒畫出)，使小可能35【答案】

B四、

電場力做功及電場中的功能關(guān)系1.求電場力做功的幾種方法36【答案】B四、電場力做功及電場中的功能關(guān)系1.求電場力做36（1）由公式

W=Flcosα

計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場中，可變形為

W=Eqlcosα.（2）由

WAB=qUAB計(jì)算，此公式適用于任何電場.（3）由電勢能的變化計(jì)算：WAB=EpA-EpB.（4）由動能定理計(jì)算：W

+W

=ΔE電場力其他力k2.電場中的功能關(guān)系（1）若只有電場力做功，電勢能與動能之和保持不變.（2）若只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能之和保持不變.37（1）由公式W=Flcosα計(jì)算，此公式只適用于勻強(qiáng)電場37（3）除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物體機(jī)械能的變化.3.電勢能高低的比較方法（1）根據(jù)電場力做功比較：不論是正電荷還是負(fù)電荷，電場力做正功，電勢能就減少；電場力做負(fù)功，電勢能就增加.（2）根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系式

Ep=qφ

判斷，式中的

q是帶正負(fù)號的，對于正電荷，電勢高處，電勢能大；對于負(fù)電荷，電勢高處，電勢能反而小.五、?電場線、電場強(qiáng)度、電勢、等勢面之間的關(guān)系38（3）除重力、彈簧彈力之外，其他各力對物體做的功等于物3.電381．電場線與電場強(qiáng)度的關(guān)系：電場線越密的地方表示電場強(qiáng)度越大，電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向．2．電場線與等勢面的關(guān)系：電場線與等勢面垂直，并從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面．3．電場強(qiáng)度數(shù)值與電勢數(shù)值無直接關(guān)系：電場強(qiáng)度大（或?。┑牡胤诫妱莶灰欢ù螅ɑ蛐。?，零電勢可人為選取，

而電場強(qiáng)度是否為零則由電場本身決定．4.幾種常見的電場的等勢面分布391．電場線與電場強(qiáng)度的關(guān)系：電場線越密的地方表示電場強(qiáng)2．電395.電勢高低的四種判斷方法405.電勢高低的四種判斷方法4040六

、電勢高低及電勢能大小的比較電勢高低的三種判斷方法依據(jù)電場沿電場線方向電勢逐漸降低線方向WAB根據(jù)

U

＝

，將

W

、q的正負(fù)ABABq依據(jù)電場力做功號代入，由

U

的正負(fù)判斷

φ

、AB

AφB的高低依據(jù)場源

取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，正電荷周41六、電勢高低及電勢能大小的比較沿電場線方向電勢逐漸降低線方41電荷的

圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢正負(fù)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢高，靠近負(fù)電荷處電勢低電勢能高低的四種判斷方法做功判斷

電場力做正功，電勢能減??；法電場力做負(fù)功，電勢能增加正電荷在電勢高的地方電勢能大，負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大電荷電勢法42電荷的圍電勢為正值，負(fù)電荷周圍電勢正負(fù)為負(fù)值；靠近正電荷處42由

E

＝qφ

，將

q、φ

的大小、PPp正負(fù)號一起代入公式，EP的正值越大電勢能越大，EP的負(fù)值越小，電勢能越大公式法【例

4】如圖，在水平向右的勻強(qiáng)電場中有一絕緣斜面，斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下，已知在金屬塊滑下的過程中動能增加了

14J，金屬塊克服摩擦力做功

10J，重力做功

22J，則以下判斷正確的是（）43由E＝qφ，將q、φ的大小、Pp正負(fù)號一起代入公式43A.

金屬塊帶正電荷B.

金屬塊克服電場力做功

8JC.

金屬塊的電勢能減少

2JD.

金屬塊的機(jī)械能減少

10J44A.金屬塊帶正電荷B.金屬塊克服電場力做功8J4444【答案】

C【點(diǎn)睛】根據(jù)動能定理求出電場力做功．即可判斷電場力方向與場強(qiáng)的關(guān)系，分析金屬塊的電性．知道電場力做功量度電勢能的改變．知道重力做功量度重力勢能的改變．除重力以外的力做功等于機(jī)械能的變化．【例

5】如圖所示，電荷量相等的兩個電荷

Q

和

Q

，兩者連21線及中垂線上分別有

A點(diǎn)和

B點(diǎn)，則下列說法正確的是45【答案】C【點(diǎn)睛】根據(jù)動能定理求出電場力做功．即可判斷電場45（）A.

若兩者是同種電荷，則

A點(diǎn)的電勢一定高于

B點(diǎn)的電勢B.

若兩者是同種電荷，則

A點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于

B點(diǎn)的場強(qiáng)C.

若兩者是異種電荷，則

A點(diǎn)的電勢一定高于

B點(diǎn)的電勢D.

若兩者是異種電荷，則

A點(diǎn)的場強(qiáng)一定大于

B點(diǎn)的場強(qiáng)46（）A.若兩者是同種電荷，則A點(diǎn)的電勢一定高于B點(diǎn)的電46【答案】

D【點(diǎn)睛】若兩電荷是同種電荷，根據(jù)電場的對稱性分析電場強(qiáng)度的關(guān)系，電場線越密，場強(qiáng)越大．若兩電荷是異種電荷，根據(jù)順著電場線方向降低，分析電勢的高低；在兩電荷的連線上，O點(diǎn)場強(qiáng)最小，在連線的中垂線上

O點(diǎn)的場強(qiáng)最大．【例

6】在某勻強(qiáng)電場中有

M、N、P三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的47【答案】D【點(diǎn)睛】若兩電荷是同種電荷，根據(jù)電場的對稱性分析47三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角邊

NP的長度為

4cm。已知電場方向與三角形所在平面平行，M、N和

P點(diǎn)的電勢分別為

3

V、15V和

12V。則電場強(qiáng)度的大小為（）A.

B.

C.D.48三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角邊NP的長度為48【答案】

A【解析】?過

P點(diǎn)作斜邊

MN的垂線交

MN于

O點(diǎn)，如圖所示由幾何知識可知

N、O間的距離

NO＝2

cm，M、O間的距離

MO＝6

cm，由勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)得

O點(diǎn)的電勢為，即

O、P在同一等勢面上，由電場線與等勢面的關(guān)系和幾何關(guān)系知：，故

A正確。綜上所述本題答案是：A七、?平行板電容器的動態(tài)分析49【答案】A【解析】?過P點(diǎn)作斜邊MN的垂線交MN于491.平行板電容器動態(tài)問題分析的理論依據(jù)（1）平行板電容器的電容

C與板距

d、正對面積

S、介質(zhì)介電常數(shù)

εr間的關(guān)系C

r4kd（2）平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場，所以場強(qiáng)E

Ud（3）電容器所帶電荷量

Q=CU.（4）由以上三式得E

4kQr

S該式為平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)的決定式,常通過

來分析場強(qiáng)的變化.QS2.兩類動態(tài)問題分析比較（1）第一類動態(tài)變化：兩極板間電壓

U恒定不變501.平行板電容器動態(tài)問題分析的理論依據(jù)（1）平行板電容器的電50（2）第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量

Q恒定不變八、?帶電體在勻強(qiáng)電場中做直線運(yùn)動問題的分析51（2）第二類動態(tài)變化：電容器所帶電荷量Q恒定不變八、?帶電511.帶電粒子在電場中的重力問題（1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）.（2）帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.九、

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)1.粒子的偏轉(zhuǎn)角（1）以初速度

v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：如圖所示，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為

m，帶電荷量為

q，以速度

v0垂直于電場線方向射入勻521.帶電粒子在電場中的重力問題（1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、52強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為

U1，若粒子飛出電場時偏轉(zhuǎn)角為θ，則v，其中,vx

v0，解得tan

qU

lmd

v0qU1ltan

yvy

at

vxmdv02結(jié)論：動能一定時

tanθ

與

q成正比，電荷量相同時

tanθ與動能成反比.（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓

U0加速后進(jìn)入偏53強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為U1，若粒子飛出電場時偏轉(zhuǎn)角為θ，則53轉(zhuǎn)電場的，則由動能定理有：②1qU0

mv022由①②式得：tan

③U1l2U0d結(jié)論：粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的

q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.2.粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時的兩個結(jié)論（1）以初速度

v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場.2112qU1mdly

at2gg2v0作粒子速度的反向延長線，設(shè)交于

O點(diǎn)

，O點(diǎn)與電場邊緣的距54轉(zhuǎn)電場的，則由動能定理有：②1qU0mv022由①②式54離為

x，則qU1l2mv02dlx

ycot

g2dmv02qU1l2結(jié)論：粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，就像是從極板間的

處沿直l2線射出.（2）經(jīng)加速電場加速再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場：若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓

U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，可推得偏移量y

2，偏轉(zhuǎn)角正切：tan

U1l4U0dU1l2U0d結(jié)論：無論帶電粒子的

m、q如何，只要經(jīng)過同一加速電場加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們飛出的偏移量

y和偏轉(zhuǎn)55離為x，則qU1l2mv02dlxycotg55角θ都是相同的，也就是軌跡完全重合.【例

7】兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關(guān)

K，電源即給電容器充電（）A.

保持

K接通，增加兩極板間距，則兩極板間的電場強(qiáng)度增大B.

保持

K接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量減小56角θ都是相同的，也就是軌跡完全重合.【例7】兩塊大小、形狀56C.

斷開

K，減小兩極板間距，則兩極板間的電壓減小D.

斷開

K，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電壓增大57C.斷開K，減小兩極板間距，則兩極板間的電壓減小D.斷57【答案】

C【點(diǎn)睛】電容器與電源相連，兩極板間的電勢差不變，通電后斷開，則兩極板上的電量不變；

由平行板電容器電容C

S

，根據(jù)某些量的變化可知電容的變化，由Q

UC

可知電壓4kd或電量的變化.58【答案】C【點(diǎn)睛】電容器與電源相連，兩極板間的電勢差不變，58【例

8】如圖甲所示兩平行金屬板,B板接地。從

t=0時刻起

AB板接電源，A板電勢隨時間變化圖象如圖乙，板間一帶正電粒子（不計(jì)重力）由靜止開始在電場力作用下運(yùn)動。板間距足夠長，則下列說法正確的是（）A.

粒子在兩板間往復(fù)運(yùn)動B.t=

時粒子速度為零59【例8】如圖甲所示兩平行金屬板,B板接地。從t=0時刻起59C.

t=

到

t=

這段時間內(nèi)粒子的電勢能降低,電場力對粒子做正功D.t=

時與

t=

時粒子速度之比是

1:460C.t=到t=這段時間內(nèi)粒子的電勢能降低,電場力對粒60【答案】

D【例

9】一束初速不計(jì)的電子流在經(jīng)

U=5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖所示，若板間距離

d

=

1.0cm，板長

l

=

5.0cm，（電子帶電量為

e，質(zhì)量為

m），則：61【答案】D【例9】一束初速不計(jì)的電子流在經(jīng)U=50061（1）

推導(dǎo)出

v0的表達(dá)式；（2）

要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓?62（1）推導(dǎo)出v0的表達(dá)式；（2）要使電子能從平行板間飛62【答案】

（1）v0

（2）400V2eUm【解析】在加速電壓一定時，偏轉(zhuǎn)電壓

U′越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大．當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時的偏轉(zhuǎn)電壓，即為題目要求的最大電壓。解：（1）加速過程，由動能定理得：

eU

mv

01202解得v0

2eUm63【答案】（1）v0（2）400V2eUm【解析】在加速63第四部分

基礎(chǔ)練+測一、選擇題1．如圖所示，在電場強(qiáng)度大小為

E0的水平勻強(qiáng)電場中，a、b兩點(diǎn)電荷分別固定在光滑水平面上，兩者之間的距離為

l．當(dāng)a、b的電量均為+Q時，水平面內(nèi)與兩點(diǎn)電荷距離均為

l的

O64第四部分基礎(chǔ)練+測一、選擇題1．如圖所示，在電場強(qiáng)度大小為64點(diǎn)處有一電量為+q的點(diǎn)電荷恰好處于平衡狀態(tài)．如果僅讓點(diǎn)電荷

a帶負(fù)電，電量大小不變，其他條件都不變，則

O點(diǎn)處電荷的受力變?yōu)椋ǎ〢.

qE0B.

2qE0C.qE0D.qE032

33365點(diǎn)處有一電量為+q的點(diǎn)電荷恰好處于平衡狀態(tài)．如果僅讓點(diǎn)電荷的65【答案】

D【解析】開始時，對放在

O點(diǎn)的點(diǎn)電荷由平衡知識可知：2Facos30

E0q

；當(dāng)讓點(diǎn)電荷

a帶負(fù)電時，則

a、b對

O點(diǎn)點(diǎn)電荷的0庫侖力豎直向上在，則

O點(diǎn)處電荷的受力變?yōu)镋0q，故選

D.2

322F

2Facos600

E

q032．水平面內(nèi)有一等邊三角形

ABC，O點(diǎn)為三角形的幾何中心，D點(diǎn)為

O點(diǎn)正上方一點(diǎn)，O點(diǎn)到

A、B、C、D四點(diǎn)的距離均為

L?，F(xiàn)將三個電荷量均為

Q的正點(diǎn)電荷分別固定在

A、B、C三處，已知靜電常量為

k,則

D點(diǎn)的場強(qiáng)大小為66【答案】D【解析】開始時，對放在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷由平衡知識可66（）A.

B.kQkQ2LL22C.

D.kQ3

2kQ4L2

2L2267（）A.B.kQL2C.D.32kQ22L226767【答案】

D3．如圖所示，水平面

MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，一帶電小球由

MN上方的

A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從

B點(diǎn)進(jìn)入電場，到達(dá)

C點(diǎn)時速度方向恰好水平，由此可知（）68【答案】D3．如圖所示，水平面MN的下方存在豎直向下的勻68A.從

B到

C，小球的機(jī)械能減小B.從

B到

C，小球的電勢能減小C.從

A到

B與從

B到

C小球的運(yùn)動時間一定相等D.從

A到

B與從

B到

C小球的速度變化量相同69A.從B到C，小球的機(jī)械能減小B.從B到C，小球69【答案】

A【解析】進(jìn)入電場前，小球受重力；進(jìn)入電場后，小球受重力、和豎直方向的電場力；所以小球水平方向做勻速直線運(yùn)動。由題意得小球豎直方向先加速(A到B)后減速到零(B到C)。AB：B到

C小球豎直方向做減速運(yùn)動，所以電場力向上；B到C，電場力對小球做負(fù)功，小球的電勢能增加，機(jī)械能減小。故

A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤。C：A到

B與

B到

C水平方向以及豎直方向的位移關(guān)系均未知，則從

A到

B與從

B到

C小球的運(yùn)動時間關(guān)系不確定。故

C項(xiàng)70【答案】A【解析】進(jìn)入電場前，小球受重力；進(jìn)入電場后，小球70錯誤。D：從

A到

B與從

B到

C小球水平方向速度不變，豎直方向速度變化相反。故

D項(xiàng)錯誤。點(diǎn)睛：將曲線運(yùn)動分解成簡單的直線運(yùn)動是常用的解題方法。4．如圖所示為示波管內(nèi)的聚焦電場，圖中實(shí)線為電場線,虛線為等勢線，a，b，c為靜電場中的三點(diǎn)，b，c在同一條直線的電場線上，則下列說法正確的是（）71錯誤。D：從A到B與從B到C小球水平方向速度不變，豎71A.a，b,c三點(diǎn)中，c點(diǎn)電勢最高B.a,b,c三點(diǎn)中，a點(diǎn)場強(qiáng)最大C.

正電荷在

b點(diǎn)的電勢能大于在

c點(diǎn)的電勢能D.

負(fù)電荷在

b點(diǎn)由靜止釋放，僅在電場カ的作用下能沿直線由

b點(diǎn)運(yùn)動到

c72A.a，b,c三點(diǎn)中，c點(diǎn)電勢最高B.a,b,c三點(diǎn)中，72【答案】

C【點(diǎn)睛】沿著電場線方向，電勢降低，電場線的疏密程度反映場強(qiáng)的大小，電勢能由Ep

q

求出。5．如圖所示，一平行板電容器與電源連接，開關(guān)

S先接通，過一會再斷開，在電容器中間的

M點(diǎn)固定一一個正點(diǎn)電荷，用

C表示電容器的電容；用

E表示兩板間的電場強(qiáng)度；表示73【答案】C【點(diǎn)睛】沿著電場線方向，電勢降低，電場線的疏密程73M點(diǎn)的電勢；Ep表示點(diǎn)電荷的電勢能。將

B板向上移一小段距離

x，則下列圖像關(guān)系正確的是（）A.A

B.B

C.C

D.D74M點(diǎn)的電勢；Ep表示點(diǎn)電荷的電勢能。將B板向上移一小段距離74【答案】

C6．x軸上固定兩個點(diǎn)電荷

、Q2，其

在

x軸上產(chǎn)生的電勢

隨

xQ

1變化的關(guān)系如圖像所示，M、N、P是

x軸上的三點(diǎn)，N為圖像的最低點(diǎn)，且

MN=NP，下列說法正確的是（）75【答案】C6．x軸上固定兩個點(diǎn)電荷、Q2，其在x軸75A.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B.N點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零C.M、N之間的電場方向沿

x軸的負(fù)方向D.

將一個帶正電的試探電荷從

M點(diǎn)沿

x軸移到

P點(diǎn)，靜電力先做負(fù)功后做正功76A.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B.N點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零C.M、N76【答案】

B【解析】A.φ?x圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大小，可知

N處場強(qiáng)為零，M處的場強(qiáng)不為零，故

A錯誤，B正確；C.M點(diǎn)的電勢為零，N電勢小于零，因沿電場線方向電勢降低，故在

MN間電場方向由

M指向

N，沿

x軸正方向，故

C錯誤；D.從

M點(diǎn)沿

x軸移到

P點(diǎn)，電勢先降低后升高，正電荷電勢能先減小后增大，故靜電力先做正功后做負(fù)功，故

D錯誤。故選：B。點(diǎn)睛：φ-x

圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大小，在

φ-x

圖77【答案】B【解析】A.φ?x圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大77象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，由電勢能的變化判斷做功。7．如圖所示的電路中，PQ為平行板電容器，G為靜電計(jì)，開關(guān)

K閉合后靜電計(jì)的指針張開一定的角度。下列說法正確的是（）A.

斷開開關(guān)

K，將電容器的極板

P向左移動少許，靜電計(jì)的78象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系7．如圖78指針張開的角度變大B.

保持開關(guān)

K閉合，將滑動變阻器

R的滑片向右滑動，靜電計(jì)的指針張開的角度變大C.

保持開關(guān)

K閉合，將電容器的極板

P向下移動少許，靜電計(jì)的指針張開的角度變小D.

斷開開關(guān)

K，在兩極板

P、Q之間插入一陶瓷板，靜電計(jì)的指針張開的角度變大79指針張開的角度變大B.保持開關(guān)K閉合，將滑動變阻器R的79【答案】

A【點(diǎn)睛】在分析電容器動態(tài)變化時，需要根據(jù)C

判斷電容S4kd器的電容變化情況，然后結(jié)合E

，C

等公式分析，需要注QUdU意的是，如果電容器和電源相連則電容器兩極板間的電壓恒定，如果電容器充電后與電源斷開，則電容器兩極板上的電80【答案】A【點(diǎn)睛】在分析電容器動態(tài)變化時，需要根據(jù)C80荷量恒定不變8．（多選）如圖（a）所示，A、B、C三點(diǎn)是在等量同種正電荷電荷連線垂線上的點(diǎn)，一個帶電量為

q，質(zhì)量為

m

的點(diǎn)電荷從

C點(diǎn)由靜止釋放，只在電場力作用下其運(yùn)動的

v-t圖像如圖(b)所示，運(yùn)動到

B點(diǎn)處對應(yīng)的圖線的切線斜率最大（圖中標(biāo)出了該切線），其切線斜率為

k，則（）2A.A、Bmv

v

A

B兩點(diǎn)間的電勢差2q81荷量恒定不變8．（多選）如圖（a）所示，A、B、C三點(diǎn)是在等81B.由

C點(diǎn)到

A點(diǎn)電勢逐漸降低C.B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，大小為mkqD.

該點(diǎn)電荷由

C

到

A

的過程中物塊的電勢能先減小后變大82B.由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢逐漸降低C.B點(diǎn)為中垂線上82【答案】

BC【點(diǎn)睛】明確等量同種電荷電場的特點(diǎn)是解本題的關(guān)鍵，據(jù)v-t圖獲取加速度、速度、動能等物理量是解本題的突破口．9．（多選）在勻強(qiáng)電場中有相距

d＝2cm的

a、b兩點(diǎn)，電勢差

Uab=50V,則勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度可能為（）83【答案】BC【點(diǎn)睛】明確等量同種電荷電場的特點(diǎn)是解本題的關(guān)83A.E＝1×103V/m

B.E＝2×103V/mC.E＝3×103V/m

D.E＝4×103V/m84A.E＝1×103V/mB.E＝2×103V/m8484【答案】

CD【解析】在勻強(qiáng)電場中，若a、b兩點(diǎn)在同一電場線上，由Uab=Ed，得：得：；若a、b兩點(diǎn)不在同一電場線，由Uab＜Ed，，所以勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度

E可能為3×103V/m和

4×103V/m，不可能為

1×103V/m和2×103V/m．故

AB錯誤，CD正確．故選

CD?？键c(diǎn)：電場強(qiáng)度【名師點(diǎn)睛】本題中要注意公式

U=Ed中

d是沿著電場強(qiáng)度方向的兩點(diǎn)間的距離，若兩點(diǎn)不在電場線上，要運(yùn)用投影的方85【答案】CD【解析】在勻強(qiáng)電場中，若a、b兩點(diǎn)在同一電場線85法求解

d。10．（多選）如圖甲所示，直線

AB是某電場中的一條電場線．若有一電子僅在電場力的作用下以某一初速度沿直線

AB由

A運(yùn)動到

B，其速度圖象如圖乙所示，下列關(guān)于

A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度

E

、E

和電勢

φ

、φ

，以及電子在

A、B兩點(diǎn)所A

BAB具有的電勢能

E

、E

和動能

E

、E

，以下判斷正確的是PA

PB

KA

KB（）86法求解d。10．（多選）如圖甲所示，直線AB是某電場中的86A.E

＞E

B.φ

＞φ

C.E

＞E

D.E

＞EKA

KBA

BABPA

PB87A.E＞EB.φ＞φC.E＞ED.E＞87【答案】

AC考點(diǎn)：帶電粒子在電場中的運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】本題根據(jù)圖象考查對電場的認(rèn)識，要求學(xué)生能從圖象中找出加速度的大小及速度的變化，再應(yīng)用動能定理及牛頓第二定律進(jìn)行分析判斷；同時還需注意，電勢能是由電荷及電場共同決定的，故不能忽視了電荷的極性。二、非選擇題88【答案】AC考點(diǎn)：帶電粒子在電場中的運(yùn)動【名師點(diǎn)睛】本題根8811．如圖所示，一帶電粒子以一定的初速度垂直于場強(qiáng)方向沿上板邊緣射入勻強(qiáng)電場，剛好從下板右邊緣飛出。已知極長為

L，如果帶電粒子的速度變?yōu)樵瓉淼?/p>

2倍，當(dāng)它的豎直位移等于板間距時，試計(jì)算它運(yùn)動全過程中的水平位移

x為多少？（不計(jì)粒子重力）8911．如圖所示，一帶電粒子以一定的初速度垂直于場強(qiáng)方向8989【答案】2.5L【解析】帶電粒子以速度

v垂直于場強(qiáng)方向沿上板邊緣射入電場時做類平拋運(yùn)動，由類平拋運(yùn)動的規(guī)律得出前后兩次偏轉(zhuǎn)位移的關(guān)系；粒子離開電場后速度反向延長線交上板的中點(diǎn)，根據(jù)三角形相似再結(jié)合幾何關(guān)系，求出水平射程

x。在豎直方向：

y

at12290【答案】2.5L【解析】帶電粒子以速度v垂直于場強(qiáng)方向沿上90水平方向：

L

2vt粒子的加速度為：

a

qEm聯(lián)立以上解得：

y

d4粒子偏出時速度的反向延長線交上極板的中點(diǎn)如圖所示：L由三角形相似得：y2x1d根據(jù)幾何關(guān)系有：

x

x1

L聯(lián)立解得：

x

2.5L91水平方向：L2vt粒子的加速度為：aqE聯(lián)立以91點(diǎn)睛：本題主要考查了帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用運(yùn)動的分解法研究類平拋運(yùn)動，根據(jù)三角形相似法求出水平射程。12．如圖甲所示，A和

B是真空中正對面積很大的平行金屬板，位于兩平行金屬板正中間的

O點(diǎn)有一個可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源，AB間的距離為

L．現(xiàn)在

A、B之間加上電壓

UAB隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，粒子源在交變電壓的一個周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生

N個相同粒子，這種粒子產(chǎn)生后，在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動，粒子一旦碰到金屬板，它就附在金屬板上不再運(yùn)動，且電荷量同時消失，不影響

A、B板電勢．已92點(diǎn)睛：本題主要考查了帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用運(yùn)動9292知粒子質(zhì)量為m

5.01010

kg

，電荷量q

1.0107

C，

，

，L

1.2m

U

1.210

V03T

1.2

10

s，忽略粒子重力，不考慮粒子之間的相互作用力，求：2（1）t＝0時刻產(chǎn)生的粒子，運(yùn)動到

B極板所經(jīng)歷的時間

t0；（2）在0

時間內(nèi)，產(chǎn)生的粒子不能到達(dá)

B板的時間間隔tT；2（3）在0

時間內(nèi)，產(chǎn)生的粒子能到達(dá)

B板的粒子數(shù)與到達(dá)

AT2板的粒子數(shù)之比

k．93知粒子質(zhì)量為m5.01010kg，電荷量q93【答案】

（1）2.45103s

（2）2103s

（3）2:1（2）對剛好不能到達(dá)

B極板的粒子，先做勻加速運(yùn)動，達(dá)到速度

vm后，做勻減速運(yùn)動，到達(dá)

B極板前速度減為

0，設(shè)勻加速時間為t

，勻減速時間為t

'，全程時間為

t，則勻加速的加速度：

a

2.0105

m

/

s2勻減速的加速度大小：

a

4.0105

m

/

s22U0qmL94【答案】（1）2.45103s（2）2103s94由：

vm

at

a't

'得：

t

'

t12所以：

t

t

t

'

t32由：

L

v

t

at

t12121232m得：

t

2103s2L3a（3）設(shè)剛好不能到達(dá)

B極板的粒子，反向加速到

A極板的時間為，t095由：vmata't'得：t'95

TNB

2

tt所以：

k

21NA96Tt所以：k2NA9696專題

08

靜電場第一部分

質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動特點(diǎn)描述電場是電學(xué)的基礎(chǔ)，也是高考的重點(diǎn)，每年必考。一般以填空題或計(jì)算題的形式進(jìn)行考查。庫侖定律、電場線的性質(zhì)、帶電體在靜電場中的平衡、平行板電容器、帶電粒子在電場中的運(yùn)動等是考查的重點(diǎn)。特別是帶電粒子在電場中的運(yùn)動結(jié)合交變電流、磁場知識巧妙地把電場性質(zhì)與牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系、動量等力學(xué)知識有機(jī)地結(jié)合起來，更是命題幾率較高的熱點(diǎn)。在復(fù)習(xí)本部分時要牢牢抓住力和能這兩條主線，1專題08靜電場第一部分質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動特點(diǎn)描述電場是電學(xué)的97將知識系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會貫通，同時還應(yīng)注意此部分知識與科技前沿、生活實(shí)際等的聯(lián)系，如靜電除塵、電容式傳感器、噴墨打印機(jī)、靜電分選器、示波器等。預(yù)測今年對電場考查選擇題和計(jì)算均有：選擇題主要檢測考生對重要概念的理解和基本規(guī)律的運(yùn)用．重點(diǎn)考查庫侖定律、電場、電場強(qiáng)度、電場線、勻強(qiáng)電場、電場強(qiáng)度的疊加、勻強(qiáng)電場中電勢差根電場強(qiáng)度的關(guān)系、電容器的電容等基本概念、基本規(guī)律的綜合運(yùn)用；計(jì)算題仍是以高分值高難度形式出現(xiàn)，重點(diǎn)是考查電場力、電勢能、電勢差、電勢等概念與2將知識系統(tǒng)化，找出它們的聯(lián)系，做到融會貫通，同時還應(yīng)298力學(xué)綜合。從近幾年的高考來看，隨著招生比例的增大，試題的難度相對而言有所下降，思維難度大，起點(diǎn)高的超難試題沒有了，但同時送分題也沒有了，在論述題，計(jì)算題的思維起點(diǎn)都不是很高，隨著對物理過程研究的深入，思維難度逐步增大，因此有效的考查了學(xué)生的物理思維能力。因此抓好基本物理知識的教學(xué)仍是中學(xué)物理教學(xué)的首要任務(wù)。把握好復(fù)習(xí)節(jié)奏，適當(dāng)降低起點(diǎn)和速度，著重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)過程，以基礎(chǔ)題訓(xùn)練方法，努力培養(yǎng)學(xué)生正確，良好的解題習(xí)慣，加強(qiáng)對學(xué)生復(fù)習(xí)方法，應(yīng)試策略與技巧的訓(xùn)練和指3力學(xué)綜合。從近幾年的高考來看，隨著招生比例的增大，試399導(dǎo)。第二部分

知識背一背一、電荷守恒定律1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身包括：帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核，核外有帶負(fù)電的電子，整個原子對外較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性．2．元電荷：最小的電荷量，其值為

e＝1.60×10－19

C.其他帶電體的電荷量皆為元電荷的整數(shù)倍．3．電荷守恒定律4導(dǎo)。第二部分知識背一背一、電荷守恒定律1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)：構(gòu)100（1）內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變．（2）起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電．（3）帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是得失電子．二、庫侖定律1．點(diǎn)電荷：是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對研究的問題影響很小時，可以將帶電體視為點(diǎn)電荷．5（1）內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物（2）1012．庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)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，作用力的方向在它們的連線上．（2）公

式：F＝kq1q2，其中比例系數(shù)

k叫做靜電力常量，k＝r29.0×109

N·m2/C2.（3）適用條件：①真空中；②點(diǎn)電荷.3．庫侖定律的理解：庫侖定律的適用條件是真空中的靜止點(diǎn)電荷．點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體間的距離62．庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力102遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫侖定律，否則不能適用．三、電場及電場強(qiáng)度1．靜電場（1）電場是存在于電荷周圍的一種物質(zhì)，靜電荷產(chǎn)生的電場叫靜電場．（2）電荷間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的．電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用．2．電場強(qiáng)度7遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的自身大小時，可以視其為點(diǎn)電荷而適用庫三、電場103（1）物理意義：表示電場的強(qiáng)弱和方向．（2）定義：電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力

F跟它的電荷量

q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度．F（3）定義式：E＝

.q（4）單位：N/C或

V/m.（5）矢量性：電場強(qiáng)度是矢量，正電荷在電場中某點(diǎn)受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，電場強(qiáng)度的疊加遵從平行四邊形定則．3．場強(qiáng)三個表達(dá)式的比較8（1）物理意義：表示電場的強(qiáng)弱和方向．F（3）定義式：E＝104FQ

U表達(dá)式比較E＝

E＝k

E＝r2

d真空中點(diǎn)q勻強(qiáng)電場中

E與

U關(guān)系式電場強(qiáng)度

電荷的電定義式

場強(qiáng)度決定式意義①真空；適用條件

一切電場勻強(qiáng)電場②點(diǎn)電荷決定因素

由電場本

由場源電

由電場本9FQU表達(dá)式E＝E＝kE＝q勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度電荷的電105身決定，

荷

Q和場

身決定與

q無關(guān)

源電荷到該點(diǎn)的距離

r共同決定四、電場線1．電場線的定義：為了直觀形象地描述電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱及方向，在電場中畫出一系列的曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，曲線的疏密表示電場10身決定，荷Q和場身決定離r共同決定四、電場線1．電場106強(qiáng)度的大?。?．幾種典型電場的電場線分布（1）正點(diǎn)電荷的電場如圖甲所示：電場線由正電荷出發(fā)，到無窮遠(yuǎn)終止．（2）負(fù)點(diǎn)電荷的電場如圖乙所示：電場線由無窮遠(yuǎn)出發(fā)，到負(fù)電荷終止．（3）勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖丙所示．特點(diǎn)：間隔相等的平行直線．（4）點(diǎn)電荷與帶電金屬板的電場線的分布如圖丁所示．11強(qiáng)度的大?。?．幾種典型電場的電場線分布（1）正點(diǎn)電荷的電場107（5）等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷的連線及其中垂線上的電場分布及特點(diǎn)的比較如下：等量同等量異種點(diǎn)比較項(xiàng)目種點(diǎn)電荷電荷電場線圖示12（5）等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷的電場兩點(diǎn)電荷的連線及其108中垂線上最大連線中點(diǎn)

O處的為零場強(qiáng)連線上最小由

O沿中垂線向

先變大外場強(qiáng)的變化

后變小關(guān)于

O點(diǎn)對稱的逐漸減小兩點(diǎn)

A與

A′，B

等大、反與

B′場強(qiáng)的關(guān)

向系等大、同向13中垂線上最連線中點(diǎn)O處的為零場強(qiáng)連線上最小由O沿中垂線向109五、電場力做功與電勢能1．電場力做功的特點(diǎn)（1）在電場中移動電荷時，電場力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，可見電場力做功與重力做功相似．（2）在勻強(qiáng)電場中，電場力做的功

W＝Eqd，其中

d為沿電場線方向的位移．2．電勢能（1）定義：電荷在電場中具有的勢能．電荷在某點(diǎn)的電勢能，等于把它從該點(diǎn)移到零勢能位置時電場力所做的功．14五、電場力做功與電勢能1．電場力做功的特點(diǎn)（1）在電場中移動110（2）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的減少量，即

W

＝E

－E

。AB

pA

pB（3）電勢能的相對性：電勢能是相對的，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零．六、電勢和等勢面1．電勢（1）定義：電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值．15（2）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系電場力做的功等于電勢能的減111（2）定義式：φ＝Ep.q（3）矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有正負(fù)之分，其正（負(fù)）表示該點(diǎn)電勢比電勢零點(diǎn)高（低）．（4）相對性：電勢具有相對性，同一點(diǎn)的電勢因零勢點(diǎn)的選取的不同而不同．（5）沿著電場線方向電勢逐漸降低．2．等勢面（1）定義：電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面．（2）特點(diǎn)16（2）定義式：φ＝Ep.q（3）矢標(biāo)性：電勢是標(biāo)量，其大小有112①電場線跟等勢面垂直，即場強(qiáng)的方向跟等勢面垂直．②在等勢面上移動電荷時電場力不做功．③電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．④等差等勢面越密的地方電場強(qiáng)度越大；反之越?。?、電勢差1．電勢差：電荷

q在電場中

A、B兩點(diǎn)間移動時，電場力所做的功

WAB跟它的電荷量

q的比值，叫做

A、B間的電勢差，也叫電壓．WAB公式：U

＝

.單位：伏（V）．ABq17①電場線跟等勢面垂直，即場強(qiáng)的方向跟等勢面垂直．③電場線總是1132．電勢差與電勢的關(guān)系：U

＝φ

－φ

，電勢差是標(biāo)量，可BABA以是正值，也可以是負(fù)值，而且有

U

＝－U

.AB

BA3．電勢差

UAB由電場中

A、B兩點(diǎn)的位置決定的，與移動的電荷

q、電場力做的功

WAB無關(guān)，與零電勢點(diǎn)的選取也無關(guān)．4．電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)沿電場線方向的距離的乘積．即

U＝Ed，U也可以寫作

E＝

.d八、電容器與電容1．電容器182．電勢差與電勢的關(guān)系：U＝φ－φ，電勢差是標(biāo)量，可A114（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．（2）帶電量：每個極板所帶電荷量的絕對值．（3）電容器的充電和放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能．放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量

Q與電容器兩極板間的電勢19（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成．充電：使電容115差

U的比值．QU（2）定義式：C＝（3）物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量．3．平行板電容器（1）影響因素：平行板電容器的電容與正對面積成正比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩板間的距離成反比．εrS（2）決定式：C＝，k為靜電力常量．4πkd九、帶電粒子在電場中的加速20差U的比值．Q（2）定義式：C＝（3）物理意義：表示電容器1161.帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子__動能__的增量．1

1U（1）在勻強(qiáng)電場中：W＝qEd＝qU＝

mv2－

mv

或F＝qE＝q

＝ma.022

21

1d（2）在非勻強(qiáng)電場中：W＝qU＝

mv2－

mv

.022

2十、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．進(jìn)入電場的方式：一個質(zhì)量為

m、帶電荷量為

q的粒子，以初速度

v0垂直于電場線方向進(jìn)入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場，兩板間的電勢差為

U.211.帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對111172．受力特點(diǎn)：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與初速度

v0的方向垂直．3．運(yùn)動特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動類似．第三部分

技能+方法一、對電荷守恒定律、庫侖定律的理解及應(yīng)用1．處理兩相同金屬球（視為點(diǎn)電荷）接觸后電量重分問題時，應(yīng)注意兩者帶電的異同，重放后其庫侖力可能有兩個解．2．在公式

F＝kq1q2中當(dāng)

r→0

時，庫侖定律不再成立，兩電r2222．受力特點(diǎn)：粒子所受電場力大小不變，且電場力的方向與3．運(yùn)118荷不能視為點(diǎn)電荷，此時可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做等效處理．化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷，進(jìn)而應(yīng)用庫侖定律解決問題．二、對電場強(qiáng)度的理解及電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度三個表達(dá)式的比較FQ

U表達(dá)式比較E＝

E＝k

E＝r2qd公式意

電場強(qiáng)

真空中點(diǎn)

勻強(qiáng)義

度定義

電荷的電

電場23荷不能視為點(diǎn)電荷，此時可用微元法、割補(bǔ)法等對帶電體做二、對電119式場強(qiáng)度決

中

E定式與

U關(guān)系式適用條

一切電

①真空；

勻強(qiáng)件場②點(diǎn)電荷

電場由電場

由場源電

由電本身決

荷

Q和場

場本定

，與

q

源電荷到

身決決定因素24式場強(qiáng)度決中E定式與U適用條一切電①真空；勻強(qiáng)件120無關(guān)該點(diǎn)的距

定離

r共同決定矢量，遵守平行四邊形定則，相同點(diǎn)單位：1

N/C＝1

V/m三、對電場線的理解及應(yīng)用1.

孤立點(diǎn)電荷的電場（1）正（負(fù)）點(diǎn)電荷的電場線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外25無關(guān)該點(diǎn)的距定決定矢量，遵守平行四邊相同點(diǎn)單位：1N/C121（內(nèi)）.（2）離點(diǎn)電荷越近，電場線越密（電場強(qiáng)度越大）2．等量同（異）電荷的電場等量同①兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)

O處的電場強(qiáng)度為零，②從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)

O沿中垂面（線）到無限遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度先變大后變?、蹆牲c(diǎn)電荷連線中垂線上26（內(nèi)）.（2）離點(diǎn)電荷越近，電場線越密（電場強(qiáng)度越大）等①兩122種電各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向和中垂線平行④關(guān)

于

O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)

A與A′，B與

B′的電場強(qiáng)度等大、反向荷等①兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿兩點(diǎn)電荷連線方向電場強(qiáng)度先變小再變量27種各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向和中④關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)A與荷①兩123異種電荷大②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（線）上，電場強(qiáng)度方向相同，且與中垂面（線）垂

直③關(guān)

于

O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)

A與A′，B與

B′的電場強(qiáng)度等大、同向3.應(yīng)用電場線進(jìn)行以下判斷：（1）電場力的方向——正電荷的受力方向和電場線方向相28異大②兩點(diǎn)電荷連線的中垂面3.應(yīng)用電場線進(jìn)行以下判斷：（1）124同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反；（2）電場強(qiáng)度的大?。ǘㄐ裕妶鼍€的疏密可定性判斷電場強(qiáng)度的大小；（3）電勢的高低與電勢降低的快慢——沿電場線的方向電勢逐步降低，電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向；（4）等勢面的疏密——電場越強(qiáng)的地方，等差等勢面越密集；電場越弱的地方，等差等勢面越稀疏．【例

1】如圖所示，在一條直線上有兩個相距

0.4m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷

C，恰好29同，負(fù)電荷的受力方向和電場線方向相反；（2）電場強(qiáng)度的大?。?25使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則

C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為（）A.

正，B的右邊

0.4m處

B.

正，B的左邊

0.2m處C.

負(fù)，A的左邊

0.2m處

D.

負(fù)，A的右邊

0.2m處30使三個點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶（）A126【答案】

C③若

C放在

B的右邊，A的電荷量小于

B且

AC距離大于

BC距離，據(jù)F

k

可得

A對

C的力小于

B對

C的力，C不可能平衡。q1q2r2則不可能。綜上，AB兩項(xiàng)均不正確。CD：若

C帶負(fù)電①若

C放在

B的右邊，A受力均向右，A不可能平衡。則不可31【答案】C③若C放在B的右邊，A的電荷量小于B且A127能；②若

C放在

AB連線上，C受力均向左，C不可能平衡。則不可能；③若

C放在

A左邊，設(shè)

AC間距為

x，AB間距為

r，則要使三者均平衡，對

C分析可得：綜上

C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤。k

k，解得：

x

r

0.2mQBQC

x

rQAQC12x22點(diǎn)睛：三個點(diǎn)電荷的自平衡可總結(jié)為：兩同夾異(從力的方向角度分析)，兩大夾小(從力的大小角度分析)。【例

2】如圖所示，真空中

A、B兩個點(diǎn)電荷的電荷量分別為+Q32能；②若C放在AB連線上，C受力均向左，C不可能平衡。則128和-q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣輕彈簧連接，當(dāng)系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮量為x0

，下列過程都在彈性限度內(nèi)，則