人教版物理選修3-1《靜電場》課件

《靜電場》小結(jié)物理選修3-1《靜電場》小結(jié)物理選修3-1電荷電荷守恒定律庫侖定律電場電場力的性質(zhì)電場能的性質(zhì)場強定義式：點電荷電場場強：勻強電場的場強：電勢：電勢差：電場力：電勢能：形象描述電場線等勢面方向反映某點場強方向疏密表示場強的強弱電場線垂直于等勢面沿場強方向電勢降落最快電場線密集處等勢面也密應用帶電粒子在電場中的

1、平衡；2、直線運動；3、偏轉(zhuǎn)電場中的導體：靜電感應；靜電平衡電容器場強的疊加原理：中和均分電荷電荷守恒定律庫侖定律電場電場力的性質(zhì)電場能的性質(zhì)場強定義電場電荷守恒定律電荷

電場力電勢能電場力做功電場中的導體：靜電感應靜電平衡電容器：電容平行板電容器帶電粒子在電場中的運動：

①平衡

②直線運動③偏轉(zhuǎn)EP●pabcd靜電場知識結(jié)構(gòu)

電場力的性質(zhì)場強矢量電場線勻強電場真空中點電荷的電場疏→E小密→E大

電場能的性質(zhì)電勢標量等勢面電勢差疏→E小密→E大電場電荷守恒定律電場力電勢能電場中電場電荷守恒定律電荷

電場力電勢能電場力做功電場中的導體：靜電感應靜電平衡電容器：電容平行板電容器帶電粒子在電場中的運動：

①平衡

②直線運動③偏轉(zhuǎn)EP●pabcd靜電場知識結(jié)構(gòu)

電場力的性質(zhì)場強矢量電場線勻強電場真空中點電荷的電場疏→E小密→E大

電場能的性質(zhì)電勢標量等勢面電勢差疏→E小密→E大電場電荷守恒定律電場力電勢能電場中電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功電場力做功與路徑無關試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關E＝F/q和重力與重力勢能類比WAB＝EpA－EpB試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關φ＝Ep/q電場中兩點電勢之差叫電勢差UAB＝φA－φBE數(shù)值等于沿場強方向單位距離的電勢差U＝Ed電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功一、電荷及庫侖定律一、電荷及庫侖定律起電的三種方式（1）摩擦起電（2）感應起電（3）接觸起電

原因——不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。

實質(zhì)——電子的轉(zhuǎn)移。帶正電的物體失去電子；帶負電的物體得到電子。結(jié)果——兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷。定義——導體在電場的作用下電荷重新分布的現(xiàn)象。規(guī)律——近、遠端帶上等量的異種電荷.

(近端感應異種電荷，遠端感應同種電荷)實質(zhì)——電荷的重新分布（轉(zhuǎn)移）

定義——相互接觸的物體帶上電荷的現(xiàn)象。規(guī)律——相同金屬球平分總電量；不同金屬球比例分配實質(zhì)——電荷的轉(zhuǎn)移起電的三種方式（1）摩擦起電（2）感應起電（3）接觸起電電荷守恒定律電荷既不會創(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)移的過程中，電荷的總量保持不變?；颍阂粋€與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。起電的三種方式的原因：電荷的轉(zhuǎn)移電荷守恒定律或：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，起電的三種方式內(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,作用力的方向在它們的連線上.電荷守恒定律

方向：計算時，若電荷是負電荷只需它的絕對值代入在兩電荷的連線上,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.庫侖定律內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的元電荷

是指所帶的電量e=1.60×10－19C的電荷。點電荷

是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗電荷

是指電量很小的點電荷，當它放入電場后不會影響該電場的性質(zhì)。

點電荷和檢驗電荷屬理想模型。元電荷二、電場的描述二、電場的描述適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用q是檢驗電荷，E與q無關Q是場源電荷，E與Q成正比1、，和的區(qū)別：僅對勻強電場適用d為沿電場線方向的距離適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用【例1】圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點處的場強大小和方向。ABCOEBEAECABCOEBEAEC2、電場線的性質(zhì)及作用判斷場強的大小與方向判斷電荷在電場的受力方向判斷電勢的高低判斷在電場中移動電荷做功的正負判斷電荷電勢能的大小解釋靜電感應現(xiàn)象2、電場線的性質(zhì)及作用判斷場強的大小與方向2、將一個-7.0μC的電荷從無限遠處移到圖示電場中的A點時，電荷的電勢能為-140μJ，問此過程中靜電力做功是多少？2、將一個-7.0μC的電荷從無限遠處移到圖示電場中的A點時3、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場線分布圖。AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線，O是連線中點。（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？（2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？3、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？判斷電場強度大小的幾種方法：方法一:由定義式E=F／q決定；方法二:在點電荷電場中，E=kQ／r2；方法三:在勻強電場中，場強處處相等；方法四:電場線密（疏）處強大（?。?。如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？判斷電場強度大小的幾判斷電場強度方向的幾種方法：方法一:根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力的方向即是該點的場強方向；方法二:電場線上每一點的切線方向即是該點的場強方向；方法三:電勢降低最快的方向就是場強的方向。判斷電場強度方向的幾種方法：3、電勢、電勢差、電勢能、電場力的功3、電勢、電勢差、電勢能、電場力的功【例2】如圖所示，將一個電荷量為q=+3×10-10C的點電荷從電場中的A點移到B點的過程中，克服電場力做功6×10-9J。已知A點的電勢為A=-4V，求B點的電勢和電荷在B點的電勢能。+ABFv【例2】如圖所示，將一個電荷量為q=+3×10-10C如右圖，平行帶電金屬板AB間可看作勻強電場，場強E＝1.2×102v/m，極板間距離d=5cm，電場中C和D分別到A、B兩極板距離均為0.5cm。B極接地，求：(1)C和D兩點的電勢，兩點間的電勢差?(2)點電荷q1=-2×10-2c分別在C和D兩點的電勢能?(3)將點電荷q2＝2×10-2c從C勻速移到D時外力做功多少?如右圖，平行帶電金屬板AB間可看作勻強電場，場強E＝1.2×4、等勢面4、等勢面4、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢a最大，c最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線KLMN所示，由圖可知（）粒子從K到L的過程中，電場力做負功粒子從L到M的過程中，電場力做負功粒子從K到L的過程中，電勢能增加粒子從L到N的過程中，

動能減少ACKNMLabc4、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢【例3】

如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相同，實線為一個帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下，通過該區(qū)域的運動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點。下列說法中正確的是

A.三個等勢面中，等勢面a的電勢最高B.帶電質(zhì)點一定是從P點向Q點運動C.帶電質(zhì)點通過P點時的加速度比通過Q點時小D.帶電質(zhì)點通過P點時的動能比通過Q點時小abcPQ【例3】如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，相鄰1、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別為ψ1、ψ2、ψ3，a、b、c是某電場線與這簇等勢面的交點，且ab=bc.現(xiàn)將一正電荷由a移到b，電場力做正功W1；再由b移至C，電場力做正功W2,則（

）A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C.W1＞W(wǎng)2，ψ1＞ψ2＞ψ3D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C1231、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？方法一:根據(jù)電場線方向判斷，順著電場線方向，電勢越來越低；方法二:根據(jù)電勢的定義式ψ=Ep/q=-W/q，從電勢的物理意義上分析判斷;如：將+q從無窮遠處移至+Q電場中的某點，外力克服電場力做功越多，則該點的電勢越高；方法三:根據(jù)場強方向判斷，場強方向即為電勢降低最快的方向.方法四:根據(jù)電勢差判斷，若UAB＞0，則ψA＞ψB如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？方法一:根據(jù)電場線方向判方法一:

根據(jù)電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正（負）功，則電勢能減少（增加）；方法二:

根據(jù)公式Ep=qφ

；WAB＝qUAB計算。如何比較電荷電勢能的大小呢？方法一:根據(jù)電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正（三、電場中的導體電容器三、電場中的導體電容器1如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近時，下列說法正確的是（）A、B端的感應電荷越來越多B、導體內(nèi)部場強越來越大C、導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的的場強D、導體的感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的的場強相等MBANPAC1如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近2.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？RLO+q答：達到靜電平衡后導體內(nèi)部處處場強為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q2.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在31可編輯31可編輯3．關于靜電平衡，下列說法中正確的是()

A．當導體達到靜電平衡時，導體上任意兩點間的電勢一定相等

B．當導體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面ABD3．關于靜電平衡，下列說法中正確的是()ABD4．在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B，下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A．用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD4．在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空5．在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外任一點的場強，則()A．當＋Q在球殼中央時，E＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零C．只有當＋Q在球心且球殼接地時，E＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零D5．在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外6．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況()B6．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的7．如圖所示，一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示的位置，C球放在A球殼外離A球較遠，待靜電平衡后，正確的說法是(

)A．B、C球都帶電B．B球不帶電，C球帶電C．讓C球接地后，B球帶負電D．C球接地后，A球殼空腔中場強為零BC7．如圖所示，一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正8．如圖所示，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，它們相距L。如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r(2r＜L)的空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在O點處的場強大?。撸撸撸叻较颍撸撸撸?。12KQ/L2AB

8．如圖所示，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和9.平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極板間的正對面積逐漸增大，則在此過程中：()A.電容器電容將逐漸增大 B.兩極板間的電場強度將逐漸增大C.兩極板間的電壓將保持不變 D.兩極板上帶電量不變9.平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極板間的正對面積逐漸10.平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓是U，充電量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，將兩極板間的距離減小，則引起變化情況是：()A.Q變大B.C變大C.E變小D.U變小10.平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板11、（2011天津）．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U1，板間場強為E1。現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐/2，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2

，板間場強為E2，下列說法正確的是A．U2=U1

，E2=E1 B．U2=2U1，E2=4E1C．U2=U1，E2=2E1 D．U2=2U1，E2=2E1C11、（2011天津）．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為12、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將兩極板間稍錯開一些，其它條件不變。則（）

A．油滴將向上加速，電流計中電流由b流向aB．油滴將向下加速，電流計中電流由a流向bC．油滴將靜止不動，電流計中電流由b流向aD．極板帶電量減少，兩板間電勢差和場強不變D12、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在（北京卷）18．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，若A、保持S不變，增大d，θ則變大B、保持S不變，增大d，θ則變小C、保持d不變，增大S，θ則變小D、保持d不變，增大S，θ則不變【答案】A（北京卷）18．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素四、帶電粒子在電場中的運動四、帶電粒子在電場中的運動1、水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當將其充電到兩板電壓為100V時，一個質(zhì)量為10-10g的帶電塵埃正好在板間靜止。則塵埃的電荷量為

C。

mgF1、水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當2、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小B2、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒3、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達屏上同一點

D、到達屏上不同點與粒子的電量q、質(zhì)量m無關ABC3、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后20、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點沿直線離開電場的。

θx20、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由動能定理：析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由22、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為-1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當AB間電壓在

范圍內(nèi)時，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強化練習22、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為-1×10-16C的帶v0+++++-----θ析與解對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-思考題3：有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電粒子，從極板左側(cè)中央以相同的初速度先后垂直場強射入，分別落在正極板的A、B、C處，如圖，則下述正確的是：

A、A帶正電，B不帶電，C帶負電

B、三個粒子的加速度大小aC>aB>aAC、三個粒子的運動時間相等

D、三個粒子到達下板的動能EKA>EKB>EKC

思考題3：有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電粒子，從極思考題1:

如圖，平行實線代表電場線，但未標明方向,帶電量為+10-2C的粒子在電場中只受電場力作用，由A點移到B點，動能損失了0.1J，若A點電勢為-10V，則：

A、B點電勢為為0B、電場線的方向從右向左

C、粒子的運動軌跡可能是①

D、粒子的運動軌跡可能是②

思考題1:如圖，平行實線代表電場線，但未標明方向,帶電量為

思考題2：空間有一水平方向的勻強電場，在豎直平面內(nèi)，有一帶電粒子沿圖中虛線由A運動到B，其能量變化的情況是A.動能減少，重力勢能增加，電勢能減少B.動能減少，重力勢能增加，電勢能增加C.動能不變，重力勢能增加，電勢能減少D.動能增加，重力勢能增加，電勢能減少AB思考題2：空間有一水平方向的勻強電場，在豎直平面內(nèi)，有例題1：如圖所示，傾角為30o的直角三角形底邊長為２Ｌ，放置在豎直平面內(nèi)，底邊處于水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌?，F(xiàn)在底邊中點Ｏ處固定一正點電荷，電荷量為Ｑ，讓一質(zhì)量為ｍ、電荷量為ｑ的帶正電的質(zhì)點，從斜面頂端Ａ沿斜軌滑下，滑到斜邊的垂足Ｄ時速度為Ｖ，則：（1）質(zhì)點滑到非常接近底端C點時加速度大小為多少？（2）到達C點時速度VC為多少？例題1：如圖所示，傾角為30o的直角三角形底邊長為２Ｌ，放置例題:2：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個小孔M、N。今有一質(zhì)量m的帶電小球，自A板上方相距為h的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），剛好能到達N孔，若空氣阻力不計，且只要考慮極板間的電場，則：PMNABhd（1）小球受力如何？運動情況如何？（2）極板間電壓大小U為多少？（3）若將B板向下移動少許，

U保持不變，小球能否穿過N孔？例題:2：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距d，分別與電例題3：一絕緣“”形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上，小環(huán)所受的電場力為重力的1/2．（1）若將小環(huán)由D點靜止釋放，則剛好能到達P點，求DM間的距離．（2）若將小環(huán)由M點右側(cè)5R處靜止釋放，設小環(huán)與PQ桿間的動摩擦因數(shù)為μ，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功．例題3：一絕緣“”形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直桿例題4：一根長為L的不可伸長的細線一端固定于O點，另一端系一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電的小球，空間存在一水平向右的勻強電場，場強E=，如圖所示，將小球從與O等高的A點由靜止釋放，求:EABO（1）小球通過最低點B時對細線的拉力多大？（2）若將電場反向，其它條件不變，則小球通過最低點B時對細線的拉力又為多大？例題4：一根長為L的不可伸長的細線一端固定于O點，另一端系一練習1：如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R=40cm，一帶正電荷q=10－4C的小滑塊質(zhì)量為m=40g，與水平軌道間的動摩因數(shù)

=0.2，取g=10m/s2，求：（1）要小滑塊能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應在水平軌道上離N點多遠處釋放？（2）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點）練習1：如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強電場中練習2：如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量均為Q，其中A帶正電，B帶負電，D、C是它們連線的垂直平分線，A、B、C三點構(gòu)成一邊長為d的等邊三角形。另有一個帶電小球E，質(zhì)量為m、電荷量為＋q（可視為點電荷），被長為L的絕緣輕質(zhì)細線懸掛于O點，O點在C點的正上方?，F(xiàn)在把小球E拉到M點，使細線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直平面內(nèi)，并由靜止開始釋放，小球E向下運動到最低點C時，速度為v。（已知靜電力恒量為k，取D點的電勢為零），試求：（1）在點電荷A、B所形成的電場中，M點的電勢UM；（2）在小球經(jīng)過C點時絕緣細線所受的拉力T。練習2：如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異62可編輯62可編輯《靜電場》小結(jié)物理選修3-1《靜電場》小結(jié)物理選修3-1電荷電荷守恒定律庫侖定律電場電場力的性質(zhì)電場能的性質(zhì)場強定義式：點電荷電場場強：勻強電場的場強：電勢：電勢差：電場力：電勢能：形象描述電場線等勢面方向反映某點場強方向疏密表示場強的強弱電場線垂直于等勢面沿場強方向電勢降落最快電場線密集處等勢面也密應用帶電粒子在電場中的

1、平衡；2、直線運動；3、偏轉(zhuǎn)電場中的導體：靜電感應；靜電平衡電容器場強的疊加原理：中和均分電荷電荷守恒定律庫侖定律電場電場力的性質(zhì)電場能的性質(zhì)場強定義電場電荷守恒定律電荷

電場力電勢能電場力做功電場中的導體：靜電感應靜電平衡電容器：電容平行板電容器帶電粒子在電場中的運動：

①平衡

②直線運動③偏轉(zhuǎn)EP●pabcd靜電場知識結(jié)構(gòu)

電場力的性質(zhì)場強矢量電場線勻強電場真空中點電荷的電場疏→E小密→E大

電場能的性質(zhì)電勢標量等勢面電勢差疏→E小密→E大電場電荷守恒定律電場力電勢能電場中電場電荷守恒定律電荷

電場力電勢能電場力做功電場中的導體：靜電感應靜電平衡電容器：電容平行板電容器帶電粒子在電場中的運動：

①平衡

②直線運動③偏轉(zhuǎn)EP●pabcd靜電場知識結(jié)構(gòu)

電場力的性質(zhì)場強矢量電場線勻強電場真空中點電荷的電場疏→E小密→E大

電場能的性質(zhì)電勢標量等勢面電勢差疏→E小密→E大電場電荷守恒定律電場力電勢能電場中電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功電場力做功與路徑無關試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關E＝F/q和重力與重力勢能類比WAB＝EpA－EpB試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關φ＝Ep/q電場中兩點電勢之差叫電勢差UAB＝φA－φBE數(shù)值等于沿場強方向單位距離的電勢差U＝Ed電場力電場強度電勢差電勢電勢能電場力的功一、電荷及庫侖定律一、電荷及庫侖定律起電的三種方式（1）摩擦起電（2）感應起電（3）接觸起電

原因——不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。

實質(zhì)——電子的轉(zhuǎn)移。帶正電的物體失去電子；帶負電的物體得到電子。結(jié)果——兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷。定義——導體在電場的作用下電荷重新分布的現(xiàn)象。規(guī)律——近、遠端帶上等量的異種電荷.

(近端感應異種電荷，遠端感應同種電荷)實質(zhì)——電荷的重新分布（轉(zhuǎn)移）

定義——相互接觸的物體帶上電荷的現(xiàn)象。規(guī)律——相同金屬球平分總電量；不同金屬球比例分配實質(zhì)——電荷的轉(zhuǎn)移起電的三種方式（1）摩擦起電（2）感應起電（3）接觸起電電荷守恒定律電荷既不會創(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)移的過程中，電荷的總量保持不變。或：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。起電的三種方式的原因：電荷的轉(zhuǎn)移電荷守恒定律或：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，起電的三種方式內(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,作用力的方向在它們的連線上.電荷守恒定律

方向：計算時，若電荷是負電荷只需它的絕對值代入在兩電荷的連線上,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.庫侖定律內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的元電荷

是指所帶的電量e=1.60×10－19C的電荷。點電荷

是指不考慮形狀和大小的帶電體。檢驗電荷

是指電量很小的點電荷，當它放入電場后不會影響該電場的性質(zhì)。

點電荷和檢驗電荷屬理想模型。元電荷二、電場的描述二、電場的描述適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用q是檢驗電荷，E與q無關Q是場源電荷，E與Q成正比1、，和的區(qū)別：僅對勻強電場適用d為沿電場線方向的距離適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用【例1】圖中邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點處的場強大小和方向。ABCOEBEAECABCOEBEAEC2、電場線的性質(zhì)及作用判斷場強的大小與方向判斷電荷在電場的受力方向判斷電勢的高低判斷在電場中移動電荷做功的正負判斷電荷電勢能的大小解釋靜電感應現(xiàn)象2、電場線的性質(zhì)及作用判斷場強的大小與方向2、將一個-7.0μC的電荷從無限遠處移到圖示電場中的A點時，電荷的電勢能為-140μJ，問此過程中靜電力做功是多少？2、將一個-7.0μC的電荷從無限遠處移到圖示電場中的A點時3、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場線分布圖。AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線，O是連線中點。（1）在甲圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？（2）在乙圖中，把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？3、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？判斷電場強度大小的幾種方法：方法一:由定義式E=F／q決定；方法二:在點電荷電場中，E=kQ／r2；方法三:在勻強電場中，場強處處相等；方法四:電場線密（疏）處強大（?。?。如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？判斷電場強度大小的幾判斷電場強度方向的幾種方法：方法一:根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場力的方向即是該點的場強方向；方法二:電場線上每一點的切線方向即是該點的場強方向；方法三:電勢降低最快的方向就是場強的方向。判斷電場強度方向的幾種方法：3、電勢、電勢差、電勢能、電場力的功3、電勢、電勢差、電勢能、電場力的功【例2】如圖所示，將一個電荷量為q=+3×10-10C的點電荷從電場中的A點移到B點的過程中，克服電場力做功6×10-9J。已知A點的電勢為A=-4V，求B點的電勢和電荷在B點的電勢能。+ABFv【例2】如圖所示，將一個電荷量為q=+3×10-10C如右圖，平行帶電金屬板AB間可看作勻強電場，場強E＝1.2×102v/m，極板間距離d=5cm，電場中C和D分別到A、B兩極板距離均為0.5cm。B極接地，求：(1)C和D兩點的電勢，兩點間的電勢差?(2)點電荷q1=-2×10-2c分別在C和D兩點的電勢能?(3)將點電荷q2＝2×10-2c從C勻速移到D時外力做功多少?如右圖，平行帶電金屬板AB間可看作勻強電場，場強E＝1.2×4、等勢面4、等勢面4、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢a最大，c最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線KLMN所示，由圖可知（）粒子從K到L的過程中，電場力做負功粒子從L到M的過程中，電場力做負功粒子從K到L的過程中，電勢能增加粒子從L到N的過程中，

動能減少ACKNMLabc4、如圖，虛線a、b、c勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢【例3】

如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相同，實線為一個帶正電的質(zhì)點僅在電場力作用下，通過該區(qū)域的運動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點。下列說法中正確的是

A.三個等勢面中，等勢面a的電勢最高B.帶電質(zhì)點一定是從P點向Q點運動C.帶電質(zhì)點通過P點時的加速度比通過Q點時小D.帶電質(zhì)點通過P點時的動能比通過Q點時小abcPQ【例3】如圖所示，虛線a、b、c是電場中的三個等勢面，相鄰1、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分別為ψ1、ψ2、ψ3，a、b、c是某電場線與這簇等勢面的交點，且ab=bc.現(xiàn)將一正電荷由a移到b，電場力做正功W1；再由b移至C，電場力做正功W2,則（

）A.W1=W2，ψ1＜ψ2＜ψ3B.W1=W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C.W1＞W(wǎng)2，ψ1＞ψ2＞ψ3D.W1＜W2，ψ1＞ψ2＞ψ3C1231、孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示，其電勢分如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？方法一:根據(jù)電場線方向判斷，順著電場線方向，電勢越來越低；方法二:根據(jù)電勢的定義式ψ=Ep/q=-W/q，從電勢的物理意義上分析判斷;如：將+q從無窮遠處移至+Q電場中的某點，外力克服電場力做功越多，則該點的電勢越高；方法三:根據(jù)場強方向判斷，場強方向即為電勢降低最快的方向.方法四:根據(jù)電勢差判斷，若UAB＞0，則ψA＞ψB如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？方法一:根據(jù)電場線方向判方法一:

根據(jù)電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正（負）功，則電勢能減少（增加）；方法二:

根據(jù)公式Ep=qφ

；WAB＝qUAB計算。如何比較電荷電勢能的大小呢？方法一:根據(jù)電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正（三、電場中的導體電容器三、電場中的導體電容器1如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近時，下列說法正確的是（）A、B端的感應電荷越來越多B、導體內(nèi)部場強越來越大C、導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的的場強D、導體的感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的的場強相等MBANPAC1如圖所示在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢的靠近2.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強有多大？方向如何？RLO+q答：達到靜電平衡后導體內(nèi)部處處場強為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q2.長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在93可編輯31可編輯3．關于靜電平衡，下列說法中正確的是()

A．當導體達到靜電平衡時，導體上任意兩點間的電勢一定相等

B．當導體達到靜電平衡時，其外表面附近的電場方向一定與導體的表面垂直

C．絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)

D．達到靜電平衡時，電荷分布在導體的外表面ABD3．關于靜電平衡，下列說法中正確的是()ABD4．在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B，下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A．用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗電器A靠近BBCD4．在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空5．在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外任一點的場強，則()A．當＋Q在球殼中央時，E＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零C．只有當＋Q在球心且球殼接地時，E＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，E一定為零D5．在一個導體球殼內(nèi)放一個電量為＋Q的點電荷，用E表示球殼外6．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的哪一個能正確表示其電場分布的情況()B6．一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正點荷。圖中的7．如圖所示，一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬導線連接，讓B球置于球殼A的空腔中與內(nèi)表面接觸后又提起到如圖所示的位置，C球放在A球殼外離A球較遠，待靜電平衡后，正確的說法是(

)A．B、C球都帶電B．B球不帶電，C球帶電C．讓C球接地后，B球帶負電D．C球接地后，A球殼空腔中場強為零BC7．如圖所示，一帶正電的絕緣金屬球殼A，頂部開孔，有兩只帶正8．如圖所示，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，它們相距L。如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r(2r＜L)的空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在O點處的場強大小＿＿＿＿方向＿＿＿＿。12KQ/L2AB

8．如圖所示，在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和9.平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極板間的正對面積逐漸增大，則在此過程中：()A.電容器電容將逐漸增大 B.兩極板間的電場強度將逐漸增大C.兩極板間的電壓將保持不變 D.兩極板上帶電量不變9.平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極板間的正對面積逐漸10.平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓是U，充電量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，將兩極板間的距離減小，則引起變化情況是：()A.Q變大B.C變大C.E變小D.U變小10.平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板11、（2011天津）．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U1，板間場強為E1?，F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐/2，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2

，板間場強為E2，下列說法正確的是A．U2=U1

，E2=E1 B．U2=2U1，E2=4E1C．U2=U1，E2=2E1 D．U2=2U1，E2=2E1C11、（2011天津）．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為12、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將兩極板間稍錯開一些，其它條件不變。則（）

A．油滴將向上加速，電流計中電流由b流向aB．油滴將向下加速，電流計中電流由a流向bC．油滴將靜止不動，電流計中電流由b流向aD．極板帶電量減少，兩板間電勢差和場強不變D12、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在（北京卷）18．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，若A、保持S不變，增大d，θ則變大B、保持S不變，增大d，θ則變小C、保持d不變，增大S，θ則變小D、保持d不變，增大S，θ則不變【答案】A（北京卷）18．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素四、帶電粒子在電場中的運動四、帶電粒子在電場中的運動1、水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當將其充電到兩板電壓為100V時，一個質(zhì)量為10-10g的帶電塵埃正好在板間靜止。則塵埃的電荷量為

C。

mgF1、水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當2、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小B2、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒3、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達屏上同一點

D、到達屏上不同點與粒子的電量q、質(zhì)量m無關ABC3、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后20、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點沿直線離開電場的。

θx20、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由動能定理：析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由22、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為-1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當AB間電壓在

范圍內(nèi)時，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強化練習22、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為-1×10-16C的帶v0+++++-----θ析與解對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-思考題3：有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電粒子，從極板左側(cè)中央以相同的初速度先后垂直場強射入，分別落在正極板的A、B、C處，如圖，則下述正確的是：

A、A帶正電，B不帶電，C帶負電

B、三個粒子的加速度大小aC>aB>aAC、三個粒子的運動時間相等

D、三個粒子到達下板的動能EKA>EKB>EKC

思考題3：有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電粒子，從極思考題1:

如圖，平行實線代表電場線，但未標明方向,帶電量為+10-2C的粒子在