高三物理一輪復(fù)習(xí)-靜電場(chǎng)

高三物理一輪復(fù)習(xí)——靜電場(chǎng)第1頁(yè)/共207頁(yè)第六章靜電場(chǎng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]考

綱

下

載1.物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒(Ⅰ)2．靜電現(xiàn)象的解釋(Ⅰ)3．點(diǎn)電荷(Ⅰ)4．庫(kù)侖定律(Ⅱ)5．靜電場(chǎng)(Ⅰ)6．電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)(Ⅱ)7．電場(chǎng)線(Ⅰ)8．電勢(shì)能、電勢(shì)(Ⅰ)9．電勢(shì)差(Ⅱ)10．勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(Ⅰ)11．常見(jiàn)的電容器(Ⅰ)12．電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系(Ⅰ)13．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(Ⅱ)14．示波管(Ⅰ)第2頁(yè)/共207頁(yè)

考

情

上

線1.對(duì)電勢(shì)、電勢(shì)能、電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度等基本概念的考查常以選擇題形式出現(xiàn)。2．平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題常被考查到。3．電場(chǎng)和力學(xué)中的平衡、運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等結(jié)合，考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題?？键c(diǎn)點(diǎn)擊高考對(duì)本章考查的頻率較高，考查的題型有選擇和計(jì)算等，考查的難度中等，分值一般為10～20分。高考地位第3頁(yè)/共207頁(yè)點(diǎn)電荷電荷守恒定律[想一想]如圖6－1－1所示，在帶電荷量為＋Q的帶電體C右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B，均放在絕緣支座上。若先將C移走，再把A、B分開(kāi)，則A、B分別帶什么電？圖6－1－1第4頁(yè)/共207頁(yè)若先將A、B分開(kāi)，再移走C，則A、B分別帶什么電？這一過(guò)程中電荷總量如何變化？提示：不帶不帶帶負(fù)帶正不變第5頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．元電荷、點(diǎn)電荷

(1)元電荷：e＝1.6×10－19C，所有帶電體的電荷量都是元電荷的

，其中質(zhì)子、正電子的電荷量與元電荷相同。電子的電荷量q＝－1.6×10－19C。

(2)點(diǎn)電荷：代表帶電體的有一定電荷量的點(diǎn)，忽略帶電體的大小和形狀的理想化模型。整數(shù)倍第6頁(yè)/共207頁(yè)

2．電荷守恒定律

(1)內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，它只能從一個(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，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中電荷的

。

(2)起電方法：

、

、

。

(3)帶電實(shí)質(zhì)：物體帶電的實(shí)質(zhì)是

。

(4)電荷的分配原則：兩個(gè)形狀、大小相同的導(dǎo)體，接觸后再分開(kāi)，二者帶

電荷；若兩導(dǎo)體原來(lái)帶異種電荷，則電荷先

，余下的電荷再

。總量保持不變摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電得失電子相同中和平分第7頁(yè)/共207頁(yè)[試一試]1．一帶負(fù)電絕緣金屬小球被放在潮濕的空氣中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上帶有的負(fù)電荷幾乎不存在了。這說(shuō)明(

)A．小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B．在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C．小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D．該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律第8頁(yè)/共207頁(yè)解析：帶負(fù)電的金屬小球在潮濕的空氣中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小球上的負(fù)電荷(電子)被潮濕的空氣導(dǎo)走了，但電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷守恒，故CD正確。答案：CD

第9頁(yè)/共207頁(yè)庫(kù)侖定律[想一想]圖6－1－2第10頁(yè)/共207頁(yè)第11頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)1．內(nèi)容：

中兩個(gè)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

，與它們的距離的二次方成

，作用力的方向在它們的連線上。真空正比反比9.0×109

第12頁(yè)/共207頁(yè)3．適用條件：

中的

。

(1)在空氣中，兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應(yīng)用公式。

(2)當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于本身的大小時(shí)，可以把帶電體看成點(diǎn)電荷。

4．庫(kù)侖力的方向：由相互作用的兩個(gè)帶電體決定，且同種電荷相互

，為

；異種電荷相互

，為

。真空點(diǎn)電荷排斥斥力吸引引力第13頁(yè)/共207頁(yè)[試一試]第14頁(yè)/共207頁(yè)答案：C

第15頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)強(qiáng)度[想一想]在真空中O點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q＝＋1.0×10－9C，直線MN通過(guò)O點(diǎn)，OM的距離r＝30cm，M點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q＝－1.0×10－10C，如圖6－1－3所示。則M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有多大？方向怎樣？拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何變化？M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大？圖6－1－3第16頁(yè)/共207頁(yè)第17頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)1．電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的電荷有

。

2．電場(chǎng)強(qiáng)度(2)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)：E＝

，適用于計(jì)算

中的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。

(3)方向：規(guī)定為

在電場(chǎng)中某點(diǎn)

的方向。作用力真空正電荷所受靜電力第18頁(yè)/共207頁(yè)

[試一試]3．對(duì)于由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(

)第19頁(yè)/共207頁(yè)答案：B

第20頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)線[想一想]圖6－1－4中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，那么A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向和大小是否相同？提示：A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，都沿著電場(chǎng)線向右，由于題中僅畫出一條電場(chǎng)線，無(wú)法確定A、B附近電場(chǎng)線的分布情況，故無(wú)法確定A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小。圖6－1－4第21頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)1．定義為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫出一些曲線，曲線上每一點(diǎn)的

都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，曲線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。

2．特點(diǎn)

(1)電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn)處；

(2)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中

；切線方向不相交第22頁(yè)/共207頁(yè)

3．應(yīng)用

(1)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線越密的地方場(chǎng)強(qiáng)越大；

(2)電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；

(3)沿電場(chǎng)線方向

；

(4)電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直。

4．幾種典型電場(chǎng)的電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低圖6－1－5第23頁(yè)/共207頁(yè)[試一試]4．如圖6－1－6所示，AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在電場(chǎng)線上P處自由釋放一個(gè)負(fù)試探電荷時(shí)，它沿直線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)此現(xiàn)象下列判斷中正確的是(不計(jì)電荷重力)(

)A．電荷向B做勻加速運(yùn)動(dòng)B．電荷向B做加速度越來(lái)越小的運(yùn)動(dòng)C．電荷向B做加速度越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)D．電荷向B做加速運(yùn)動(dòng)，加速度的變化情況不能確定圖6－1－6第24頁(yè)/共207頁(yè)解析：從靜止起運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷向B運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明它受的電場(chǎng)力指向B。負(fù)電荷受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，可知此電場(chǎng)線的指向應(yīng)從B→A，這就有三種可能性：一是這一電場(chǎng)是個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，試探電荷受恒定的電場(chǎng)力，向B做勻加速運(yùn)動(dòng)；二是B處有正點(diǎn)電荷場(chǎng)源，則越靠近B處場(chǎng)強(qiáng)越大，負(fù)電荷會(huì)受到越來(lái)越大的電場(chǎng)力，加速度應(yīng)越來(lái)越大；三是A處有負(fù)點(diǎn)電荷場(chǎng)源，則越遠(yuǎn)離A時(shí)場(chǎng)強(qiáng)越小，負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小。答案：D

第25頁(yè)/共207頁(yè)庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題第26頁(yè)/共207頁(yè)(2)三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題：①條件：兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，或每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等，方向相反。②規(guī)律：“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔；“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最?。弧敖∵h(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。第27頁(yè)/共207頁(yè)圖6－1－7第28頁(yè)/共207頁(yè)[答案]

C第29頁(yè)/共207頁(yè)分析點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題的方法步驟點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題的分析方法與純力學(xué)平衡問(wèn)題的分析方法是相同的，只是在原來(lái)受力的基礎(chǔ)上多了一個(gè)庫(kù)侖力或電場(chǎng)力。具體步驟如下：

(1)確定研究對(duì)象。如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”；(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0)。第30頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算與疊加1.場(chǎng)強(qiáng)的公式第31頁(yè)/共207頁(yè)

2．電場(chǎng)的疊加

(1)疊加原理：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)為各電荷在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。

(2)計(jì)算法則：平行四邊形定則。第32頁(yè)/共207頁(yè)[例2]

如圖6－1－8所示，位于正方形四個(gè)頂點(diǎn)處分別固定有點(diǎn)電荷A、B、C、D，四個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量均為q，其中點(diǎn)電荷A、C帶正電，點(diǎn)電荷B、D帶負(fù)電，試確定過(guò)正方形中心O并與正方形垂直的直線上到O點(diǎn)距離為x的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。

[審題指導(dǎo)]第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)圖6－1－8第33頁(yè)/共207頁(yè)四電荷在中心軸線P上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等P點(diǎn)處在中心軸線上四個(gè)電荷在中心軸線上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等電荷電量相等電荷所在位置關(guān)于中心O對(duì)稱；電荷到中心軸上同一點(diǎn)距離相等電荷處在正方形四個(gè)頂點(diǎn)上獲取信息關(guān)鍵點(diǎn)

第二步：找突破口要求P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，先求出各點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，再利用平行四邊形定則和矢量的對(duì)稱性求解。第34頁(yè)/共207頁(yè)

[嘗試解題]

四個(gè)點(diǎn)電荷各自在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB、EC、ED如圖所示，根據(jù)對(duì)稱性可知，EA、EC的合場(chǎng)強(qiáng)E1沿OP向外，EB、ED的合場(chǎng)強(qiáng)E2沿OP指向O，由對(duì)稱性可知，E1、E2大小相等，所以P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零。[答案]場(chǎng)強(qiáng)為零第35頁(yè)/共207頁(yè)對(duì)電場(chǎng)線的理解及應(yīng)用1.孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

(1)正(負(fù))點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外(內(nèi))。

(2)離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密(場(chǎng)強(qiáng)越大)；

(3)以點(diǎn)電荷為球心作一球面，則電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同。第36頁(yè)/共207頁(yè)2．兩種等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)比較O點(diǎn)最小，向外先變大后變小O點(diǎn)最大，向外逐漸減小沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小沿連線先變小，再變大沿連線先變小，再變大連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小為零最小，指向負(fù)電荷一方連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)大小等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷比較第37頁(yè)/共207頁(yè)3．電場(chǎng)線與帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系一般情況下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合，只有同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，兩者才會(huì)重合。

(1)電場(chǎng)線為直線；

(2)電荷初速度為零，或速度方向與電場(chǎng)線平行；

(3)電荷僅受電場(chǎng)力或所受其他力合力的方向與電場(chǎng)線平行。第38頁(yè)/共207頁(yè)

[例3]

靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器。某除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板，圖6－1－9中直線ab為該收塵板的橫截面。工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上。若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于P點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，圖6－1－10中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力)(

)圖6－1－9第39頁(yè)/共207頁(yè)圖6－1－10[嘗試解題]

因粉塵帶負(fù)電，故帶電粉塵所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的切線方向相反，軌跡上任何一點(diǎn)的切線方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向，若粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡應(yīng)出現(xiàn)在速度方向和力的方向所夾的區(qū)域內(nèi)。從軌跡上找?guī)讉€(gè)點(diǎn)判斷一下，只有A項(xiàng)符合。故A項(xiàng)正確。

[答案]

A第40頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)線與軌跡判斷方法

(1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”——畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方向)，從二者的夾角情況來(lái)分析曲線運(yùn)動(dòng)的情景。

(2)“三不知時(shí)要假設(shè)”——電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向，是題意中相互制約的三個(gè)方面。若已知其中的任一個(gè)，可順次向下分析判定各待求量；若三個(gè)都不知(三不知)，則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況。

(3)一般為定性分析，有時(shí)涉及簡(jiǎn)單計(jì)算。第41頁(yè)/共207頁(yè)圖6－1－11超鏈接第42頁(yè)/共207頁(yè)利用補(bǔ)償法和對(duì)稱性就可以把線性帶電體轉(zhuǎn)換成易于求解的點(diǎn)電荷，這樣通過(guò)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，就可以把復(fù)雜的問(wèn)題用簡(jiǎn)單的方法求解思路立現(xiàn)有缺口的帶電圓環(huán)→點(diǎn)電荷轉(zhuǎn)換對(duì)象第43頁(yè)/共207頁(yè)第44頁(yè)/共207頁(yè)

[題后悟道]求合場(chǎng)強(qiáng)的兩種常用方法：(1)對(duì)稱法：利用帶電體電荷分布具有對(duì)稱性，或帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)具有對(duì)稱性的特點(diǎn)求合場(chǎng)強(qiáng)的方法。(2)補(bǔ)償法：題給條件建立的模型A不是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型，這時(shí)需要給原來(lái)的問(wèn)題補(bǔ)充一些條件，由這些補(bǔ)充條件建立另一個(gè)容易求解的模型B，并且模型A與模型B恰好組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型，這樣求解模型A的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庖粋€(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)模型與模型B的差值問(wèn)題。第45頁(yè)/共207頁(yè)第(2)問(wèn)中，若在距缺口四分之一圓弧處，有同樣一個(gè)很小的缺口Δl(且Δl?r)，其余條件不變，則圓心處的場(chǎng)強(qiáng)大小又為多少？第46頁(yè)/共207頁(yè)[隨堂鞏固落實(shí)]1．(2019·寧波八校聯(lián)考)兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球a和b，其質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，所帶電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引和庫(kù)侖力F庫(kù)的表達(dá)式正確的是(

)第47頁(yè)/共207頁(yè)答案：C

第48頁(yè)/共207頁(yè)2．(2019·江西聯(lián)考)如圖6－1－12所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點(diǎn)處存在著電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，則圖中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是(

)圖6－1－12第49頁(yè)/共207頁(yè)解析：A、D項(xiàng)中，a、b兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小相等但方向不同，故A、D錯(cuò)；B項(xiàng)中，a、b兩點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)大小及方向均不相同，B錯(cuò)；C項(xiàng)中，a、b兩點(diǎn)處在＋q、－q

連線的中垂線上，且關(guān)于連線中點(diǎn)對(duì)稱，故電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)相同，C對(duì)。答案：C

第50頁(yè)/共207頁(yè)3．(2019·渭南質(zhì)檢)兩個(gè)帶電荷量分別為Q1、Q2的質(zhì)點(diǎn)周圍的電場(chǎng)線如圖6－1－13所示，由圖可知(

)A．兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷，且Q1>Q2B．兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷，且Q1<Q2C．兩質(zhì)點(diǎn)帶同號(hào)電荷，且Q1>Q2D．兩質(zhì)點(diǎn)帶同號(hào)電荷，且Q1<Q2解析：由圖可知，電場(chǎng)線起于Q1，止于Q2，故Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，兩質(zhì)點(diǎn)帶異號(hào)電荷，在Q1附近電場(chǎng)線比Q2附近電場(chǎng)線密，故Q1>Q2，選項(xiàng)A正確。答案：A

圖6－1－13第51頁(yè)/共207頁(yè)4．(2019·北京市朝陽(yáng)區(qū)期末)絕緣細(xì)線的一端與一帶正電的小球M相連接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一絕緣水平面上固定了另一個(gè)帶電小球N，在下列情況下，小球M能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是(

)圖6－1－14第52頁(yè)/共207頁(yè)解析：M受到三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)，則絕緣細(xì)線的拉力與兩個(gè)球的庫(kù)侖力的合力必與M的重力大小相等，方向相反，其受力分析圖如右圖所示，選項(xiàng)B正確。答案：B

第53頁(yè)/共207頁(yè)5．(2019·南京一模)如圖6－1－15所示，以O(shè)為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f，等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時(shí)，在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。現(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置，使O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度改變，下列敘述正確的是(

)A．移至c處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿OeB．移至b處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿Od圖6－1－15第54頁(yè)/共207頁(yè)C．移至e處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿OcD．移至f處，O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿Oc答案：C

課時(shí)跟蹤檢測(cè)見(jiàn)“課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）”第55頁(yè)/共207頁(yè)（給有能力的學(xué)生加餐）1．使兩個(gè)完全相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F1?，F(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2。則F1與F2之比為(

)A．2∶1 B．4∶1C．16∶1 D．60∶1第56頁(yè)/共207頁(yè)答案：D

第57頁(yè)/共207頁(yè)2．(2019·重慶八中檢測(cè))在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a，b兩點(diǎn)，相距為d，已知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與ab連線成30°角，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab連線成120°角，如圖1所示，則點(diǎn)電荷Q的電性和b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(

)圖1第58頁(yè)/共207頁(yè)答案：D

第59頁(yè)/共207頁(yè)3．一根放在水平面內(nèi)的光滑玻璃管絕緣性良好，內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的彈性金屬小球A和B，帶電量分別為＋9Q和－Q，兩小球從圖2所示位置由靜止釋放，那么，兩小球再次經(jīng)過(guò)圖中原靜止釋放位置時(shí)，A球的瞬時(shí)加速度為釋放時(shí)的(

)圖2第60頁(yè)/共207頁(yè)答案：A

第61頁(yè)/共207頁(yè)4．如圖3所示，豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣。兩個(gè)帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面，且處于同一豎直平面內(nèi)，若用圖示方向的水平推力F作用于小球B，則兩球靜止于圖示位置。如果將小球向左推動(dòng)少許，并待兩球重新達(dá)到平衡時(shí)，跟原來(lái)相比(

)

圖3A．兩小球間距離將增大，推力F將增大B．兩小球間距離將增大，推力F將減小第62頁(yè)/共207頁(yè)C．兩小球間距離將減小，推力F將增大D．兩小球間距離將減小，推力F將減小答案：B

第63頁(yè)/共207頁(yè)第64頁(yè)/共207頁(yè)圖4第65頁(yè)/共207頁(yè)答案：A

第66頁(yè)/共207頁(yè)6．如圖5所示，電量為＋q和－q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有(

)A．體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B．體中心和各邊中點(diǎn)C．各面中心和各邊中點(diǎn)D．體中心和各面中心解析：由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式及電荷的對(duì)稱分布，可推斷出在正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)為體中心和各面中心。答案：D

圖5第67頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能[想一想]如圖6－2－1所示，電荷沿直線AB、折線ACB、曲線AB運(yùn)動(dòng)，靜電力做的功為多少？靜電力做功與路徑是否有關(guān)？若B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則＋q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？提示：靜電力做功為W＝qEd，與路徑無(wú)關(guān)，電勢(shì)能為Ep＝qEd。圖6－2－1第68頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．靜電力做功

(1)特點(diǎn)：靜電力做功與

無(wú)關(guān)，只與

有關(guān)。

(2)計(jì)算方法①W＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中d為沿

的距離。②WAB＝qUAB，適用于

。路徑初末位置電場(chǎng)方向任何電場(chǎng)第69頁(yè)/共207頁(yè)

2．電勢(shì)能

(1)定義：電荷在

中具有的勢(shì)能，數(shù)值上等于將電荷從該點(diǎn)移到

位置時(shí)靜電力所做的功。

(2)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于

，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。電場(chǎng)零勢(shì)能電勢(shì)能的減少量第70頁(yè)/共207頁(yè)1.如圖6－2－2所示，在真空中有兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，分別置于M、N兩點(diǎn)。M處正電荷的電荷量大于N處正電荷的電荷量，A、B為M、N連線的中垂線上的兩點(diǎn)?，F(xiàn)將一負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動(dòng)到B點(diǎn)，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．q的電勢(shì)能逐漸減小B．q的電勢(shì)能逐漸增大C．q的電勢(shì)能先增大后減小D．q的電勢(shì)能先減小后增大解析：負(fù)電荷從A到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電勢(shì)能增大，所以A、C、D均錯(cuò)，B對(duì)。答案：B

圖6－2－2試一試第71頁(yè)/共207頁(yè)電勢(shì)和等勢(shì)面[想一想]某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖6－2－3所示，試比較圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，及電勢(shì)的高低。

提示：根據(jù)電場(chǎng)線的疏密可判斷P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；由于沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低。P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)。圖6－2－3第72頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．電勢(shì)

(1)定義：試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的

與它的

的比值。

(2)定義式：φ＝

。

(3)矢標(biāo)性：電勢(shì)是

，有正負(fù)之分，其正(負(fù))表示該點(diǎn)電勢(shì)比

高(低)。

(4)相對(duì)性：電勢(shì)具有

，同一點(diǎn)的電勢(shì)因選取

的不同而不同。電勢(shì)能Ep電荷量qEp/q標(biāo)量零電勢(shì)相對(duì)性零電勢(shì)點(diǎn)第73頁(yè)/共207頁(yè)2．等勢(shì)面

(1)定義：電場(chǎng)中

的各點(diǎn)組成的面。

(2)四個(gè)特點(diǎn)①等勢(shì)面一定與

垂直。②在

上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功。③電場(chǎng)線方向總是從

的等勢(shì)面指向

的等勢(shì)面。④等差等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度

，反之

。電勢(shì)相等電場(chǎng)線同一等勢(shì)面電勢(shì)高電勢(shì)低越大越小第74頁(yè)/共207頁(yè)2．如圖6－2－4所示，虛線a、b、c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面與紙平面的交線，且相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等。實(shí)線為一帶正電荷粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是(

)A．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C．對(duì)于M、N兩點(diǎn)，帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大D．帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí)，加速度增大圖6－2－4試一試第75頁(yè)/共207頁(yè)解析：由于帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力的方向必定指向軌道的凹側(cè)，且和等勢(shì)面垂直，所以電場(chǎng)線方向是由c指向b再指向a。根據(jù)電場(chǎng)線的方向指向電勢(shì)降低的方向，故φc>φb>φa，選項(xiàng)A錯(cuò)。正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)低，故在M點(diǎn)電勢(shì)能小，B錯(cuò)。根據(jù)能量守恒定律，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變，故粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確。由于相鄰等勢(shì)面之間電勢(shì)差相等，因N點(diǎn)等勢(shì)面較密，則EN>EM，即qEN>qEM。由牛頓第二定律知，帶電粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，加速度增大，選項(xiàng)D正確。答案：CD

第76頁(yè)/共207頁(yè)電勢(shì)差，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系[想一想]如圖6－2－5所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為θ。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝100V/m，則如何表示O、P兩點(diǎn)的電勢(shì)差？圖6－2－5第77頁(yè)/共207頁(yè)第78頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．電勢(shì)差

(1)定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，

與移動(dòng)的電荷的

的比值。

(2)定義式：UAB＝

。

(3)電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：UAB＝

，UAB＝－UBA。

(4)影響因素：電勢(shì)差UAB由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，與移動(dòng)的電荷q及電場(chǎng)力做的功WAB

，與零電勢(shì)點(diǎn)的選取

。電場(chǎng)力做的功WAB電荷量qWAB/qφA－φB無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)第79頁(yè)/共207頁(yè)

2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

(1)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式：UAB＝Ed，其中d為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間

的距離。

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和大?。弘妶?chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向是指

最快的方向。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿

方向每單位距離上降低的電勢(shì)。沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低電場(chǎng)第80頁(yè)/共207頁(yè)[試一試]3．如圖6－2－6所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且OM＝MN，P點(diǎn)在y軸的右側(cè)，MP⊥ON，則(

)A．M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高B．將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C．M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)圖6－2－6第81頁(yè)/共207頁(yè)答案：AD

第82頁(yè)/共207頁(yè)電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判斷方法1.電勢(shì)高低的判斷依據(jù)電場(chǎng)力做功沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低依據(jù)電場(chǎng)線方向判斷方法判斷角度第83頁(yè)/共207頁(yè)正電荷在電勢(shì)較高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)較低處電勢(shì)能大依據(jù)電勢(shì)能的高低取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，正電荷周圍電勢(shì)為正值，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)值；靠近正電荷處電勢(shì)高，靠近負(fù)電荷處電勢(shì)低依據(jù)場(chǎng)源電荷的正負(fù)判斷方法判斷角度第84頁(yè)/共207頁(yè)2．電勢(shì)能大小的判斷在電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，反之，電勢(shì)能增加能量守恒法由Ep＝qp將q、p的大小、正負(fù)號(hào)一起代入公式，Ep的正值越大，電勢(shì)能越大；Ep的負(fù)值越小，電勢(shì)能越大公式法正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大電荷電勢(shì)法電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。浑妶?chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加做功判斷法判斷方法判斷角度第85頁(yè)/共207頁(yè)[例1]

(2019·福建高考)如圖6－2－7所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線。取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)

B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等

C．q1的電荷量小于q2的電荷量

D．q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能圖6－2－7第86頁(yè)/共207頁(yè)[審題指導(dǎo)]第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)

由此可知電勢(shì)的正負(fù)，及A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能與外力做功的關(guān)系無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)點(diǎn)由此可判斷電勢(shì)能的增量相等克服電場(chǎng)力做功相等由電荷帶正電結(jié)合外力做功可判定場(chǎng)源電荷的電性正試探電荷獲取信息關(guān)鍵點(diǎn)第87頁(yè)/共207頁(yè)

第二步：找突破口

(1)由正試探電荷移到無(wú)窮遠(yuǎn)克服電場(chǎng)力做功可知電源的電性，由孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況，可比較A、B兩點(diǎn)電勢(shì)高低，場(chǎng)強(qiáng)大小。

(2)由克服電場(chǎng)力做功相等且無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)點(diǎn)知q1、q2在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，由Ep＝qφ及φA與φB的關(guān)系可確定q1與q2的大小關(guān)系。第88頁(yè)/共207頁(yè)[答案]

C第89頁(yè)/共207頁(yè)電場(chǎng)中的功能關(guān)系的應(yīng)用(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功取決于初、末位置的電勢(shì)差，與路徑無(wú)關(guān)。在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。

(2)如果只有電場(chǎng)力做功，則動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能(Ek)和電勢(shì)能(Ep)的總和守恒，即：①ΔEp＝－ΔEk；②電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加；③電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小。

(3)除電場(chǎng)力之外其他力做正功，動(dòng)能和電勢(shì)能之和變大；除電場(chǎng)力之外其他力做負(fù)功，動(dòng)能和電勢(shì)能之和變小

(4)如果只有電場(chǎng)力和重力做功，則電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變。第90頁(yè)/共207頁(yè)[例2]如圖6－2－8所示，在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷，在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC＝30°，A距離OC的豎直高度為h。若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v，試求：

(1)小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小。

(2)小球由A到C的過(guò)程中電勢(shì)能的增加量。圖6－2－8第91頁(yè)/共207頁(yè)第92頁(yè)/共207頁(yè)第93頁(yè)/共207頁(yè)所謂圖圖轉(zhuǎn)換，就是把題目所給的物理情景圖轉(zhuǎn)化成便于分析、理解、解決問(wèn)題的物理圖形的方法。此方法常用于電場(chǎng)線、等勢(shì)面及粒子軌跡綜合問(wèn)題的分析和判斷。

超鏈接第94頁(yè)/共207頁(yè)

[典例](2019·天津高考)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖6－2－9中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開(kāi)電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中(

)A．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小圖6－2－9第95頁(yè)/共207頁(yè)將等勢(shì)面轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)線后，可以較容易地判斷出帶電粒子的受力方向，確定電場(chǎng)力做功情況，進(jìn)而確定電勢(shì)能的變化思路立現(xiàn)等勢(shì)面→電場(chǎng)線轉(zhuǎn)換對(duì)象[解析]由題圖等勢(shì)面可知兩固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布如圖6－2－10所示。帶負(fù)電的粒子在等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)力對(duì)帶負(fù)電的粒子先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先變小后變大，故C正確。圖6－2－10[答案]

C第96頁(yè)/共207頁(yè)[題后悟道]分析該類問(wèn)題要注意以下三點(diǎn)：(1)所畫的電場(chǎng)線應(yīng)與等勢(shì)面垂直。(2)根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，確定電場(chǎng)力方向。(3)結(jié)合粒子電性確定電場(chǎng)線方向。第97頁(yè)/共207頁(yè)如圖6－2－11所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R同時(shí)在等勢(shì)面b上，據(jù)此可知(

)圖6－2－11第98頁(yè)/共207頁(yè)A．三個(gè)等勢(shì)面中，c的電勢(shì)最低B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小C．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)的小D．帶電質(zhì)點(diǎn)在R點(diǎn)的加速度方向垂直于等勢(shì)面b解析：根據(jù)題意畫出電場(chǎng)線，粒子在P處的受力方向如圖所示，可知電場(chǎng)線應(yīng)垂直等勢(shì)線由c經(jīng)b至a，所以a點(diǎn)電勢(shì)最低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子由P經(jīng)R至Q的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，帶電質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能降低，B選項(xiàng)第99頁(yè)/共207頁(yè)錯(cuò)誤；由于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，所以質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線與電場(chǎng)強(qiáng)度的幾何關(guān)系可知，D選項(xiàng)正確。答案：D第100頁(yè)/共207頁(yè)[隨堂鞏固落實(shí)]1．(2019·上海高考)電場(chǎng)線分布如圖6－2－12所示，電場(chǎng)中a，b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，電勢(shì)分別為φa和φb，則(

)A．Ea>Eb，φa>φb B．Ea>Eb，φa<φbC．Ea<Eb，φa>φb D．Ea<Eb，φa<φb解析：電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，故Ea<Eb；順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，分別畫出過(guò)a、b兩點(diǎn)的等勢(shì)面，易知φa>φb，選項(xiàng)C正確。答案：C

圖6－2－12第101頁(yè)/共207頁(yè)2．(2019·海南高考)關(guān)于靜電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電勢(shì)等于零的物體一定不帶電B．電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零C．同一電場(chǎng)線上的各點(diǎn)，電勢(shì)一定相等D．負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定增加解析：零電勢(shì)的選取是任意的，一般選取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，如一個(gè)接地的帶電體其電勢(shì)就為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，但整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體，電勢(shì)也不一定為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，選項(xiàng)D正確。答案：D

第102頁(yè)/共207頁(yè)3.(2019·銀川模擬)如圖6－2－13所示，水平面的上方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平面上靜止著質(zhì)量為M的絕緣物塊，一質(zhì)量是m的帶正電彈性小球，以水平速度v與物塊發(fā)生碰撞，并以原速率返回，彈回后僅在電場(chǎng)力和重力的作用下沿著虛線運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．彈回后球的機(jī)械能守恒B．彈回后軌跡是拋物線C．彈回后機(jī)械能與電勢(shì)能的總和守恒D．彈回后動(dòng)能增加圖6－2－13第103頁(yè)/共207頁(yè)解析：小球彈回后沿虛線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球機(jī)械能增加，但小球的機(jī)械能與電勢(shì)能之和守恒，A錯(cuò)誤，C正確；因電場(chǎng)力大于重力，合力對(duì)小球做正功，小球動(dòng)能增加，D正確；小球在水平方向不受力，小球的軌跡為拋物線，B正確。答案：BCD

第104頁(yè)/共207頁(yè)4．(2019·廣東高考)圖6－2－14是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對(duì)礦粉分離的過(guò)程，下列表述正確的有(

)A．帶正電的礦粉落在右側(cè)B．電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C．帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D．帶正電的礦粉電勢(shì)能變小解析：帶正電的礦粉受到向左的電場(chǎng)力作用，落在左側(cè)，電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功，礦粉電勢(shì)能變小，選項(xiàng)BD正確。圖6－2－14答案：BD

第105頁(yè)/共207頁(yè)5．(2019·山西四校聯(lián)考)如圖6－2－15所示，有四個(gè)等量異種電荷，放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個(gè)邊的中點(diǎn)，O為正方形的中心，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B．O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零C．將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腂點(diǎn)沿直線移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零D．將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腁點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，試探電荷具有的電勢(shì)能增大圖6－2－15第106頁(yè)/共207頁(yè)解析：由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加原理可知，A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由于B、D兩點(diǎn)等電勢(shì)，將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腂點(diǎn)沿直線移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，選項(xiàng)C正確；由于A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)，將一帶正電的試探電荷勻速?gòu)腁點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，試探電荷具有的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C

第107頁(yè)/共207頁(yè)6．(2019·宿遷模擬)如圖6－2－16所示，在豎直平面內(nèi)一個(gè)帶正電的小球質(zhì)量為m，所帶的電荷量為q，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線系在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中的O點(diǎn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，分布的區(qū)域足夠大，現(xiàn)將帶正電小球從O點(diǎn)右方由水平位置A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度恰好為零。(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)若小球從O點(diǎn)的左方由水平位置C點(diǎn)無(wú)初速度釋放，則小球到達(dá)最低點(diǎn)B所用的時(shí)間t是多少？圖6－2－16第108頁(yè)/共207頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)見(jiàn)“課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十四）”第109頁(yè)/共207頁(yè)（給有能力的學(xué)生加餐）1．(2019·德州一模)在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正三角形abc，頂點(diǎn)a、b處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，c處固定一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，它們的電荷量都相等，如圖1所示，D點(diǎn)為正三角形外接圓的圓心，E、G、H分別為ab、ac、bc的中點(diǎn)，E、F兩點(diǎn)關(guān)于c點(diǎn)對(duì)稱。下列說(shuō)法中正確的是(

)

A．D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，電勢(shì)也為零B．E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C．G、H兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同D．將一帶正電的試探電荷由E點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，該電荷的電勢(shì)能減小圖1第110頁(yè)/共207頁(yè)解析：由場(chǎng)強(qiáng)的疊加及對(duì)稱性知，a、b電荷在D處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右，故D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和電場(chǎng)疊加原理可知，E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等、方向相反，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；G、H兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向不相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將一帶正電的試探電荷由E點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，該電荷的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確。答案：D

第111頁(yè)/共207頁(yè)2．(2019·北京東城期末)如圖2所示，真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B，一帶負(fù)電的試探電荷僅受電場(chǎng)力作用，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡如圖中實(shí)線所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn)，MN連線與AB連線垂直，O為垂足，且AO>OB。設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EM、EN，電勢(shì)分別為φM、φN。下列判斷中正確的是(

)A．EM大于ENB．φM大于φNC．B點(diǎn)電荷一定帶正電D．此試探電荷在M處的電勢(shì)能小于N處的電勢(shì)能圖2第112頁(yè)/共207頁(yè)解析：根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A和B電場(chǎng)特點(diǎn)，EM小于EN，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)帶負(fù)電的試探電荷僅受電場(chǎng)力作用的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，B點(diǎn)電荷一定帶正電，M點(diǎn)電勢(shì)小于N點(diǎn)電勢(shì)，此試探電荷在M處的電勢(shì)能大于N處的電勢(shì)能，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤，C正確。答案：C

第113頁(yè)/共207頁(yè)3．(2019·濟(jì)南檢測(cè))如圖3所示，在等量異種電荷形成的電場(chǎng)中，畫一正方形ABCD，對(duì)角線AC與兩點(diǎn)電荷連線重合；兩對(duì)角線交點(diǎn)O恰為電荷連線的中點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是(

)A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)均相同C．一電子由B點(diǎn)沿B→C→D路徑移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小D．一電子由C點(diǎn)沿C→O→A路徑移至A點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其先做負(fù)功后做正功圖3第114頁(yè)/共207頁(yè)解析：根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和電場(chǎng)疊加原理，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)均相同，選項(xiàng)B正確；一電子由B點(diǎn)沿B→C→D路徑移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)C正確；一電子由C點(diǎn)沿C→O→A路徑移至A點(diǎn)，電場(chǎng)力一直做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC

第115頁(yè)/共207頁(yè)4．(2019·浙江省六校聯(lián)考)一對(duì)等量正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線(實(shí)線)和等勢(shì)線(虛線)如圖4所示，圖中A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度分別是EA、EB，電勢(shì)分別是φA、φB，負(fù)電荷q在A、B時(shí)的電勢(shì)能分別是EpA、EpB，下列判斷正確的是(

)A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB圖4第116頁(yè)/共207頁(yè)解析：由電場(chǎng)線疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知，EA>EB，由順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，φA>φB，負(fù)電荷在電勢(shì)較低處電勢(shì)能大，EpA<EpB，選項(xiàng)A正確。答案：A第117頁(yè)/共207頁(yè)5．(2019·濰坊模擬)如圖5所示，在足夠大的光滑絕緣水平面內(nèi)有一帶正電的點(diǎn)電荷a(圖中未畫出)。與a帶同種電荷的質(zhì)點(diǎn)b僅在a的庫(kù)侖力作用下。以初速度v0(沿MP方向)由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，到N點(diǎn)時(shí)速度大小為v，且v<v0，則(

)A．a(chǎn)電荷一定在虛線MP下方B．b電荷在M點(diǎn)N點(diǎn)的加速度大小可能相等C．b電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D．b電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，a電荷對(duì)其做的總

功為負(fù)值圖5第118頁(yè)/共207頁(yè)解析：由于與a帶同種電荷的質(zhì)點(diǎn)b僅在a的庫(kù)侖力作用下運(yùn)動(dòng)軌跡可知，a電荷一定在虛線MP下方，選項(xiàng)A正確；根據(jù)v<v0可知，N點(diǎn)距離點(diǎn)電荷a比M點(diǎn)近，b電荷在M點(diǎn)的加速度大小比N點(diǎn)小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由電荷b的電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變可知，b電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；b電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能減小，由動(dòng)能定理可知，a電荷對(duì)其做的總功為負(fù)值，選項(xiàng)D正確。答案：ACD第119頁(yè)/共207頁(yè)圖66．(2019·重慶高考)空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如題圖6所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn)，則(

)A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)D．負(fù)電荷從a到c，電勢(shì)能減少第120頁(yè)/共207頁(yè)解析：根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直得：必有一條電場(chǎng)線與P、Q連線重合，P為正電荷，故該電場(chǎng)線必從P沿直線指向Q，因電場(chǎng)線總是由正電荷指向負(fù)電荷，故P、Q電荷為等量異種電荷，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，a、b兩處電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；因越靠近正電荷，電勢(shì)越高，故c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)等勢(shì)線的分布及P、Q的電性，c所在的等勢(shì)線電勢(shì)高于a所在等勢(shì)線的電勢(shì)，負(fù)電荷從a到c，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，D選項(xiàng)正確。答案：D第121頁(yè)/共207頁(yè)7．(2019·淄博一模)如圖7所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止?，F(xiàn)撤去F，使小球沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，在小球由靜止到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過(guò)程中(

)圖7第122頁(yè)/共207頁(yè)解析：由功能關(guān)系可知，在小球由靜止到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，小球的重力勢(shì)能增加－W1，小球的電勢(shì)能減少W2，選項(xiàng)AB正確；小球的機(jī)械能增加W2，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能和電勢(shì)能之和保持不變，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。答案：AB第123頁(yè)/共207頁(yè)靜電現(xiàn)象[想一想]如圖6－3－1所示，絕緣開(kāi)口金屬球殼A已帶電，現(xiàn)把驗(yàn)電器甲的小金屬球與A球殼的內(nèi)壁用導(dǎo)線相連，另外把一絕緣的金屬小球B與球殼A的內(nèi)壁相接觸后再與驗(yàn)電器乙的金屬小球相接觸，驗(yàn)電器乙距球殼A足夠遠(yuǎn)，那么驗(yàn)電器甲和乙的金屬箔片是否張開(kāi)？超鏈接第124頁(yè)/共207頁(yè)圖6－3－1提示：處于靜電平衡的金屬球殼，由于電荷間的相互排斥的作用力，電荷間的距離盡量變大，所以電荷分布在金屬球殼的外表面上，在金屬球殼的內(nèi)表面沒(méi)有凈電荷的分布。驗(yàn)電器甲與A球殼相連時(shí)，與金屬球殼構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)體，相當(dāng)于金屬球殼的遠(yuǎn)端，則帶有電荷，從而使金屬箔片張開(kāi)；同理，得出驗(yàn)電器乙不會(huì)帶電，故金屬箔片不張開(kāi)。第125頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．靜電平衡

(1)概念：導(dǎo)體中(包括表面)沒(méi)有電荷的

的狀態(tài)。定向移動(dòng)處處為零等勢(shì)面垂直外表面第126頁(yè)/共207頁(yè)

2．靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

(1)靜電屏蔽：處于靜電平衡的空腔導(dǎo)體，腔外電場(chǎng)對(duì)

不產(chǎn)生影響。

(2)尖端放電：所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的

的現(xiàn)象。腔內(nèi)空間電荷中和第127頁(yè)/共207頁(yè)[試一試]1．電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列說(shuō)法正確的是(

)A．銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)電勢(shì)保持為零，對(duì)人體起保護(hù)作用C．電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零，對(duì)人體起保護(hù)作用D．銅絲必須達(dá)到一定厚度，才能對(duì)人體起到保護(hù)作用解析：金屬殼可以起到靜電屏蔽的作用，使殼內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響。答案：C

第128頁(yè)/共207頁(yè)電容和電容器[想一想]如圖6－3－2所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，若極板B向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是什么？圖6－3－2第129頁(yè)/共207頁(yè)第130頁(yè)/共207頁(yè)[記一記](méi)

1．電容器

(1)組成：兩個(gè)彼此絕緣且又相距很近的

。

(2)帶電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的

。

(3)充、放電：①充電：把電容器接在電源上后，電容器兩個(gè)極板分別帶上等量的異號(hào)電荷的過(guò)程。充電后，兩極板上的電荷由于互相吸引而保存下來(lái)；兩極板間有

存在。充電過(guò)程中由電源獲得的電能儲(chǔ)存在電容器中。②放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷

的過(guò)程。放電后的兩極板間不再有電場(chǎng)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。導(dǎo)體絕對(duì)值電場(chǎng)中和第131頁(yè)/共207頁(yè)2．電容

(1)定義：電容器所帶的

與電容器兩極板間的

的比值。

(2)意義：表示電容器

的物理量。

(3)定義式：

。

(4)單位：1法拉(F)＝

微法(μF)＝

皮法(pF)。

3．平行板電容器的電容

(1)決定因素：平行板電容器的電容C跟板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成

，跟正對(duì)面積S成

，跟極板間的距離d成

。

(2)決定式：

。電荷量Q電勢(shì)差U容納電荷本領(lǐng)1061012正比正比反比第132頁(yè)/共207頁(yè)

[試一試]2．圖6－3－3是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化，來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示電容的大小，下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法中正確的有(

)圖6－3－3第133頁(yè)/共207頁(yè)A．該儀器中電容器的兩個(gè)電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體B．芯柱外套的絕緣管越厚，該電容器的電容越大C．如果指示器顯示出電容增大了，則說(shuō)明容器中液面升高了D．如果指示器顯示出電容減小了，則說(shuō)明容器中液面升高了解析：類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu)：芯柱和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩塊電極，芯柱的絕緣層就是極間的電介質(zhì)，其厚度d相當(dāng)于兩平行板間的距離，進(jìn)入液體深度h相當(dāng)于兩平行板的相對(duì)面積(且h越大，S越大)，所以d大時(shí)C就小，若C大時(shí)就表明h大，正確答案為AC項(xiàng)。答案：AC

第134頁(yè)/共207頁(yè)帶電粒子在電場(chǎng)