知識點講解靜電場復(fù)習(xí)

ks5u精品課件新人教版選修3-1電場復(fù)習(xí)ks5u精品課件考綱要求1．物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒、靜電現(xiàn)象的解釋、點電荷、靜電場Ⅰ2．庫侖定律、Ⅱ3．電場強度、點電荷的場強、電勢差Ⅱ4．電勢、電勢能Ⅰ5．勻強電場中電勢差跟電場強度的關(guān)系Ⅰ6．電場線Ⅰ7．帶電粒子在勻強電場中的運動Ⅱ8．示波管Ⅰ9、常見的電容器Ⅰ10．電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系Ⅰks5u精品課件電荷守恒定律電場電場力的性質(zhì)場強E=F/q矢量電場線勻強電場E=U/d真空中點電荷的電場E=KQ/r2電場能的性質(zhì)電勢：φ=ε/q標量等勢面電勢差：UAB=φA-φB=Δε/q=wAB/q電場力

F=E·q（任何電場）F=Kq1q2/r2(真空中點電荷)電勢能ε=qφΔεAB=qUAB電場力的功W=qUAB=ΔεAB

做功與路徑無關(guān)帶電粒子在電場中運動平衡直線加速偏轉(zhuǎn)電場中的導(dǎo)體靜電感應(yīng)靜電平衡電容器電容：C=Q/U電荷間的相互作用力知識結(jié)構(gòu)ks5u精品課件考點一：電荷庫侖定律1、兩種電荷毛皮摩擦橡膠棒絲綢摩擦玻璃棒橡膠棒負電毛皮正電玻璃棒正電絲綢負電2、元電荷e=1.6×10－19C帶電體所帶電荷量為元電荷的整數(shù)倍3、起電①摩擦起電②感應(yīng)起電③接觸起電(電荷中和)電子的轉(zhuǎn)移4、電荷守恒定律最早由密立根用實驗測得比荷帶電體所帶電荷量與其質(zhì)量之比q/m電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，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。一、電荷ks5u精品課件二、庫侖定律1、內(nèi)容真空中兩個點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、表達式3、條件：①真空中②點電荷理想模型：當帶電體相互間距離遠大于其本身大小時帶電體可看做點電荷4、說明①靜電力常量k=9×109N·m2/C2.②計算時Q1、Q2的正負號不用代入，庫侖力的方向可由兩電荷的電性判斷③兩電荷之間的庫侖力是一對作用力與反作用力空氣中近似適用【例1】

兩個半徑相同的同種金屬小球，帶電量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的[]

A.4/7B.3/7C.9/7D.16/7 分析:

設(shè)兩小球的電量分別為q與7q，則原來相距r時的相互作用力為F=7kq2/r2

,由于兩球的電性未知，接觸后相互作用力的計算可分兩種情況：（1）兩球電性相同．相互接觸時兩球電量平均分布、每球帶電量為4q,則F1=16kq2/r2=16/7F（2）兩球電性不同．相互接觸時電荷先中和再平分，每球帶電量3q,則F2=9kq2/r2=9/7FC、D［例2］如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1=+3×10-9C、q2=-4×10-9C，q3=+3×10-9C，L1=2cm、L2=1cm，試求作用在q3電荷上的作用力。答案：9.9×10-4Nks5u精品課件AA產(chǎn)生的電場BB受到的力是A產(chǎn)生的電場對B的作用力BFFB產(chǎn)生的電場A受到的力是B產(chǎn)生的電場對A的作用力A考點二：電場強度一、電場：電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)電場的基本性質(zhì)：◎?qū)Ψ湃肫渲械碾姾捎辛Φ淖饔谩螂姾稍陔妶鲋芯哂须妱菽茈姾砷g的相互作用是通過電場來實現(xiàn)的ks5u精品課件二、電場強度（描述電場的力的性質(zhì)的物理量）

1、定義放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強。

※表達式：（普適公式）※矢量：方向為正電荷在電場中受到的電場力方向※表達式中q為試探電荷可正可負注意：E與F、q無關(guān)，取決于電場本身ks5u精品課件4.電場的疊加：如果有幾個點電荷同時存在，它們的電場就互相疊加，形成合電場．這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和．這叫做電場的疊加原理．3.勻強電場的場強：

電場中兩點沿電場線方向或兩等勢面間距2點電荷電場的場強：場源電荷ks5u精品課件

4.電場的疊加

+Q

-QE1E2E

+Q

+QE1E1E2E2E例1

：A為已知電場中的一固定點，在A點放一電量為q的電荷，所受電場力為F，A點的場強為E，則 []A．若在A點換上－q，A點場強方向發(fā)生變化B．若在A點換上電量為2q的電荷，A點的場強將變?yōu)?EC．若在A點移去電荷q，A點的場強變?yōu)榱鉊．A點場強的大小、方向與q的大小、正負、有無均無關(guān)D例2.如圖所示,是在一個電場中的a,b,c,d四個點分別引入試探電荷時,電荷所受電場力F跟引入的電荷量q之間的關(guān)系圖線,下列說法正確的是（）該電場是勻強電場a,b,c,d四點的電場強度大小關(guān)系是Ed>Eb>Ea>Ec這四點的場強大小關(guān)系是Eb>Ea>Ec>Ed無法比較E的大小B

例3：電場強度的定義式為E＝F／q []A．該定義式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B．F是檢驗電荷所受到的力，q是產(chǎn)生電場的電荷電量C．場強的方向與F的方向相同D．由該定義式可知，電場中某點電荷所受的電場力大小與該點場強的大小成正比D例4.對公式E=kQ/r2的幾種不同理解，錯誤的是()

A．當r→0時，E→∞

B．當r→∞時，E→0

C．某點的場強與點電荷Q的大小無關(guān)

D．在以點電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的電場強度都相同ACD2008年(山東卷理科綜合)21.如圖所示，在y軸上關(guān)于0點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q，在x軸上C點有點電荷-Q且CO=OD，∠ADO=600。下列判斷正確的是A.O點電場強度為零B.D點電場強度為零C.若將點電荷+q從O移向C，電勢能增大D.若將點電荷-q從O移向C，電勢能增大DxC-Q+Q+QOAB(BD)德州市2008屆質(zhì)檢ABODC+q-q30°如圖所示，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，半徑為R，將等電量的正、負點電荷放在圓周上，它們的位置關(guān)于AC對稱，+q與O點的連線和OC間夾角為30°，下列說法正確的是A．A、C兩點的電勢關(guān)系是ΦA(chǔ)=ΦCB．B、D兩點的電勢關(guān)系是ΦB=ΦDC．O點的場強大小為Kq/r2D.O點的場強大小為31/2Kq/r2ACks5u精品課件（一）、電勢差1．定義：電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時，電場力所做的功WAB與電荷量的q的比值2、表達式3、4、電勢差由電場的性質(zhì)決定，與零電勢點選擇無關(guān)考點三：電勢差電勢

電場能5、電勢差可用靜電計檢測。靜電計指針偏角越大，則電勢差越大。ks5u精品課件6、電場力做功①該式適用于一切電場②電場力做功與路徑無關(guān)③計算時可將q、UAB的正負代入以判斷電場力做功的正負7、電勢差與電場強度關(guān)系（1)．場強方向是電勢降低最快的方向(2)．勻強電場中※沿場強方向上的兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積U=E?d

※場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上降低的電勢:

（3）.場強的另一個單位——V/m．這個單位與前面講過的場強的單位N/C是相等的．ks5u精品課件（二）、電勢（描述電場的能的性質(zhì)的物理量）1．定義：電場中某點的電勢，等于單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功。2、表達式：單位：伏特（V）3、意義：電場中某一點的電勢在數(shù)值等于單位電荷在那一點所具有的電勢能4、相對性：電勢是相對的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取無限遠或地球的電勢為零5、標量：只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低6、高低判斷：順著電場線方向電勢越來越低7、電勢與引入電場的試探電荷無關(guān)，它由電場本身決定ks5u精品課件（三）、電勢能1．定義：

因電場對電荷有作用力而具有的由電荷相對位置決定的能量2．電勢能具有相對性通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點3．電勢能大小電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功※電勢能有正負，其正負表示電荷在該點具有的電勢能比零電勢能大或小，即其正負表示大小4．電場力做功是電勢能變化的量度電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少

電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增加

寫成表達式：若將電荷q從A點移至B點，電場力做功為：

例1.如圖示，在勻強電場E中，一個負電荷在外力作用下由A點運動到B點，則（）A.外力與電場力對電荷做功之和等于電荷電勢能的增量與動能增量之和B.外力對電荷所做的功等于電荷電勢能的增量與動能增量之和C.外力和電場力對電荷做功之和等于電荷動能的增量D.電荷克服電場力所做的功等于電荷動能的增量E.電荷克服電場力所做的功等于電荷電勢能的增量BCEEB··A

例2.在靜電場中，關(guān)于場強和電勢的說法正確的是 []A．電場強度大的地方電勢一定高B．電勢為零的地方場強也一定為零C．場強為零的地方電勢也一定為零D．場強大小相同的點電勢不一定相同D

例3.下述說法正確的是 []A．在同一等勢面上移動電荷，電場力不作功B．等勢面上各點場強大小一定相等C．電場中電勢高處，電荷的電勢能就大D．電場強度大處，電荷的電勢能就大A例4（德州市2008屆質(zhì)檢）如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個正六邊形的六個頂點，A、B、C三點的電勢分別為1V、2V、5V。則下列下列中正確的是：A、D、E、F三點的電勢分別為7V、6V、3VB、電荷量為1.6×10-19C的正點電荷在D點的電勢能為1.12×10-18JC、將電荷量為1.6×10-19C的正點電荷從E點移到F點，電場力做的功為3.2×10-19JD、將電荷量為1.6×10-19C的負點電荷從F點移到A點，電荷的電勢能減少了3.2×10-19JABCDEF答案：ABks5u精品課件一.電場線．（1）定義:如果在電場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這樣的曲線就叫做電場線．曲線的密疏表示該點場強的大小.（2）電場線的特點:a.能反映場強的大小和方向;b.始于正電荷或無窮遠處,終于負電荷或無窮遠處,但不閉合.c.電場中的任意兩條電場線都不相交(或相切).d.電場線和帶電粒子的運動軌跡是兩回事.考點四：電場線等勢面ks5u精品課件（3）幾種常見的電場中電場線的分布及特點..\..\三、電場線\模擬電場線.swf等量異種點電荷的電場

等量同種點電荷的電場

勻強電場

ks5u精品課件二、等勢面電場中電勢相等的點構(gòu)成的面形象描述電場中各點電勢的情況（2）、意義：等勢面來表示電勢的高低（3）、典型電場的等勢面點電荷電場的等勢面勻強電場的等勢面（1）、概念：ks5u精品課件等量異種電荷的等勢面等量同種電荷的等勢面連線上從正電荷向負電荷電勢降低中垂線為等勢面且電勢為零同種正電荷連線上電勢先降低后升高，中點最低中垂線上由中點向兩邊降低，中點最高ks5u精品課件（4）、等勢面的特點①同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功②等勢面一定跟電場線垂直③電場線總是從電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面④等勢面密的地方電場強例1。概念辨析：請判斷下列說法是否正確⑴.電場線越密的位置，電勢越高（)⑵.與零電勢點電勢差越大的位置，電勢越高()⑶.電勢越高的位置，電場強度越大()⑷.電荷沿電場線方向運動，電荷所在位置的電勢越來越低()⑸.電場強度為零的位置，電勢也一定為零()⑹.電勢為零的位置，電場強度也一定為零()⑺.電荷沿電場線方向運動，所具有的電勢能越來越小()⑻.電荷在電勢越高的位置，電勢能越大()⑼.電荷所具有的電勢能越大的位置，電勢越高()××××××××

如圖a,b,c是一條電力線上的三個點，電力線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和電場強度,可以斷定().(A)Ua>Ub>Uc (B)Ea>Eb>Ec(C)Ua-Ub=Ub-Uc (D)Ea=Eb=EcA例2、cabE例3(濟南市2008年4月高考模擬）如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子，僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示。則（）A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個粒子的電勢能一個增加一個減小【解析】

C。兩粒子均僅在電場力作用下運動，電場力做正功，電勢能減少，速度增加。根據(jù)電場線疏密表示場強的弱、強可知，a受的電場力將減小，加速度也將減小，

b受的電場力增大，加速度將增加。例4：煙臺市2008屆期中考試

如圖所示，甲圖中AB是某電場中的一條電場線，乙圖為放在電場線上a、b兩點的檢驗電荷的電荷量與所受電場力大小間的函數(shù)關(guān)系圖象，規(guī)定電場力的方向由A指向B為正，由此可判定（）

A．場源電荷可能是正的點電荷，在A側(cè)

B．場源電荷可能是正的點電荷，在B側(cè)

C．場源電荷可能是負的點電荷，在A側(cè)

D．場源電荷可能是負的點電荷，在B側(cè)BDks5u精品課件考點五電容器、電容1、電容器⑴構(gòu)成：兩個導(dǎo)體夾一個絕緣體導(dǎo)體——極板絕緣體——電介質(zhì)⑵充、放電充電——使電容器帶上電荷的過程放電——使電容器失去電荷的過程兩板間的電場中貯存有電場能電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能⑶常用電容器聚笨乙烯電容器符號電解電容器符號符號可變電容器固定電容器ks5u精品課件2、電容（C）⑴、定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩板間的電勢差U的比值⑵、表達式：電容器一極板所帶電量的絕對值⑶意義：表征電容器容納電荷本領(lǐng)的大??；由電容器本身結(jié)構(gòu)決定。⑷單位：法拉（F），常用微法（μF）、皮法（pF)1F=106μF=1012pF⑸額定電壓與擊穿電壓擊穿電壓加在電容器兩端的極限電壓，超過此電壓電介質(zhì)將被擊穿額定電壓電容器長期工作時所能承受的電壓，比擊穿電壓低⑹平行板電容器的電容ε為電介質(zhì)的介電常數(shù)s為兩極板的正對面積d為兩極板間距影響電容大小的因素ks5u精品課件3、關(guān)于平行板電容器的兩類問題⑴電容器與電源相連兩極板間電壓不變⑵電容器充電后與電源斷開電容器所帶電量不變4、電容式傳感器測定角度θ的電容式傳感器測定液面高度h的電容式傳感器測定壓力F的電容式傳感器測定位移x的電容式傳感器例1.如圖所示是描述對給定的電容器充電時電量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象，其中錯誤的是（）A例2（煙臺市2007—2008學(xué)年度第一學(xué)期高三期中考試）如圖所示，一電容器的兩極通過電阻始終與電源的正負極相連，在增大電容器兩極板間的距離的過程中，下列說法正確的是 （）

A．電容器所帶電荷量增大

B．電阻上有a流向b的微弱電流

C．電容器兩極板間的電壓變大

D．電容器兩極板間的電場強度變大B例3、如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一電荷量非常小的點電荷，S是閉合的，φa表示a點的電勢，F(xiàn)表示點電荷受到的電場力.現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，使兩板間的距離增大，則（）A．φa變大，F(xiàn)變大B．φa變大，F(xiàn)變小C．φa不變，F(xiàn)不變D．φa不變，F(xiàn)變小B例4、一平行板電容器充電后與電源斷開,負極板接地.在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點,如圖所示.以E表示兩極板間的場強,U表示電容器的電壓,ε表示正電荷在P點的電勢能.若保持負極板不動,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則()A.U變小,E不變. B.E變大,ε變大.C.U變小,ε不變. D.U不變,ε不變.AC例5、圖是一種通過檢測電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個電極，中間的芯柱是電容器的另一個電極，芯柱外面套有絕緣管（塑料或橡皮）作為電介質(zhì)，電容器的兩個電極分別用導(dǎo)線接在指示器上，指示器上顯示的是電容的大小，但從電容的大小就可知容器中液面位置的高低，為此，以下說法中正確的是（）A．如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對面積增大，必液面升高B．如果指示器顯示電容減小了，則兩電極正對面積增大，必液面升高C．如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對面積減小，液面必降低D．如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對面積增大，液面必降低ACks5u精品課件一、基本理論：帶電粒子在電場中的運動問題就是電場中的力學(xué)問題，研究方法與力學(xué)中相同.只是要注意以下幾點：1.帶電粒子受力特點：(1)重力：重力、電場力①有些粒子(如電子、質(zhì)子、α粒子、正負離子)，在電場中運動時均不考慮重力；②宏觀帶電體，如液滴、小球等一般要考慮重力；③未明確說明“帶電粒子”的重力是否考慮時，可用兩種方法進行判斷：一是比較電場力qE與重力mg，若qE>>

mg則忽略重力，反之要考慮重力；二是題中是否有暗示(如涉及豎直方向)或結(jié)合粒子的運動過程、運動性質(zhì)進行判斷.考點六：帶電粒子在電場中的運動ks5u精品課件(2)電場力：一切帶電粒子在電場中都要受到電場力F=qE，與粒子的運動狀態(tài)無關(guān)；電場力的大小、方向取決于電場(E的大小、方向)和電荷的正負，勻強電場中電場力為恒力，非勻強電場中電場力為變力.2.帶電粒子的運動過程分析方法（1）運動性質(zhì)從狀態(tài)角度從軌跡角度平衡狀態(tài)變速運動直線運動曲線(偏轉(zhuǎn)).ks5u精品課件帶電粒子所受電場力為變力，做非勻變速運動。（2）運動類型的決定因素：帶電粒子在電場中的運動由粒子的初狀態(tài)和受力情況決定。在勻強電場中帶電粒子初速為零或初速度方向平行于場強方向，帶電粒子做勻變速直線運動帶電粒子初速方向垂直于電場方向，則帶電粒子做類平拋運動。在非勻強電場中，ks5u精品課件只能用動能定理解決。3、帶電粒子在電場中運動的處理方法：基本方法勻強電場直線加速應(yīng)用動能定理或牛頓定律結(jié)合運動學(xué)公式解決偏轉(zhuǎn)可將其與平拋運動進行類比分解，應(yīng)用牛頓定律和運動學(xué)公式解決。非勻強電場中ks5u精品課件二、典型問題分析——加速問題和偏轉(zhuǎn)問題（一）直線運動情況：如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U．兩板間有一個帶正電荷量為q的帶電粒子，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？由動能定理1/2mv2=qU（山東省德州市2008質(zhì)量檢測）如圖甲所示，在兩距離足夠大的平行金屬板中央有一個靜止的電子（不計重力），當兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，下列圖像中能正確反映電子速度、位移、加速度和動能四個物理量隨時間變化規(guī)律的是（）Aks5u精品課件如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d．在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強電場的場強為E=U/d．現(xiàn)有一電荷量為q的帶電粒子以水平速度v0射入電場中.帶電粒子在初速度方向做勻速運動L=V0tt=L/V0帶電粒子在電場力方向做勻加速運動帶電粒子通過電場的側(cè)移偏向角φ（二）帶電粒子的偏轉(zhuǎn)ks5u精品課件對偏移公式的討論對于不同的帶電粒子（1）若以相同的速度射入，則y∝q/m（2）若以相同的動能射入，則y∝q(3）若以相同的動量射入，則y∝qm（4）若經(jīng)相同電壓U0加速后射入，則tanφ和y與qm無關(guān),隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。例1：如圖,電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動,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變小解:

B例2：（山東省濱州市2008年第1次質(zhì)檢）豎直放置的平行金屬板A、B加一恒定電壓，兩個電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進入板間電場，恰好從極板B邊緣射出電場，如圖所示，不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，下列說法正確的是（） A．兩電荷在電場中運動的時間相等

B．兩電荷在電場中運動的加速度相等

C．兩電荷的比荷D．兩電荷的帶電性質(zhì)不同相等A例3：（煙臺市2008屆期中考試）（10分）如圖所示，相距為0.2m的平行金屬板A、B上加電壓U=40V，在兩板正中沿水平方向射入一帶負電小球，經(jīng)