電場考點復習

電場考點一、夯實基礎(chǔ)知識1、深刻理解庫侖定律和電荷守恒定律。（1）庫侖定律：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。即：F=kqiq2 其中k為靜電力常量，k=9.0X109Nm2/c2r2成立條件:①真空中（空氣中也近似成立），②點電荷。即帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計。（這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對帶電導體球，距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心間距代替r）。（2）電荷守恒定律:系統(tǒng)與外界無電荷交換時，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和守恒。2、深刻理解電場的力性質(zhì)。電場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有力的作用。電場強度E是描述電場的力的性質(zhì)的物理量。⑴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。E=F這是電場強度的定義式，適用于任何電場。其中的q為試q探電荷（以前稱為檢驗電荷），是電荷量很小的點電荷（可正可負）。電場強度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點受的電場力方向相同。廠kQ⑵點電荷周圍的場強公式是：E=草，其中。是產(chǎn)生該電場的電荷’叫場源電荷。⑶勻強電場的場強公式是：E=U，其中d是沿電場線方向上的距離。d3、深刻理解電場的能性質(zhì)。（1）電勢？：是描述電場能的性質(zhì)的物理量?！?，E? , Q電勢定義為◎=一，是一個沒有方向意義的物理量，電勢有高低之分，按規(guī)定：正q電荷在電場中某點具有的電勢能越大，該點電勢越高。Q電勢的值與零電勢的選取有關(guān)，通常取離電場無窮遠處電勢為零；實際應用中常取大地電勢為零。9當存在幾個“場源”時，某處合電場的電勢為各“場源”在此處電場的電勢的代數(shù)和。Q電勢差，A、B間電勢差Uab=0a-0牌、A間電勢差Uba=0b-0/顯然Uab=-Uba，電勢差的值與零電勢的選取無關(guān)。（2）電勢能：電荷在電場中由電荷和電場的相對位置所決定的能，它具有相對性，即電勢能的零點選取具有任意性；系統(tǒng)性，即電勢能是電荷與電場所共有。Q電勢能可用E=q①計算。Q由于電荷有正、負、電勢也有正、負（分別表示高于和低于零電勢），故用E=q0計算電勢能時，需帶符號運算。（3） 電場線的特點：Q始于正電荷（或無窮遠），終于負電荷（或無窮遠）；Q不相交，不閉合；Q不能穿過處于靜電平衡狀態(tài)的導體。（4） 電場線、場強、電勢、等勢面的相互關(guān)系。Q電場線與場強的關(guān)系；電場線越密的地方表示場強越大，電場線上每一點的切線方向表示該點的場強方向。Q電場線與電勢的關(guān)系：沿著電場線方向，電勢越來越低；9電場線與等勢面的關(guān)系：電場線越密的地方等差等勢面也越密，電場線與通過該處的等勢面垂直；9場強與電勢無直接關(guān)系：場強大（或小）的地方電勢不一定大（或?。汶妱菘捎扇藶檫x取，而場強是否為零則由電場本身決定；9場強與等勢面的關(guān)系：場強方向與通過該處的等勢面垂直且由高電勢指向低電勢，等差等勢面越密的地方表示場強越大。掌握電場力做功計算方法（1） 電場力做功與電荷電勢能的變化的關(guān)系。電場力對電荷做正功時，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負功時，電荷電勢能增加，電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。（2） 電場力做功的特點電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量是確定的，因而移動電荷做功的值也是確定的，所以，電場力移動電荷所做的功，與移動的路徑無關(guān)，僅與始末位置的電勢差有關(guān)，這與重力做功十分相似。（3） 計算方法9由功的定義式W=F?s來計算，但在中學階段，限于數(shù)學基礎(chǔ)，要求式中F為恒力才行，所以，這個方法有局限性，僅在勻強電場中使用。9用結(jié)論“電場力做功等于電荷電勢能增量的負值”來計算，即w=-E，已知電荷電電勢能的值時求電場力的功比較方便。9用W=qUAB來計算，此時，一般又有兩個方案：一是嚴格帶符號運算，q和UAB均考虛正和負，所得W的正、負直接表明電場力做功的正、負；二是只取絕對值進行計算，所得W只是功的數(shù)值，至于做正功還是負功?可用力學知識判定。深刻理解電場中導體靜電平衡條件。孤立的帶電體和處于電場中的感應導體，處于靜電平衡時，其特征：

（1）導體內(nèi)部場強處處為零，沒有電場線（疊加后的）；（2）整個導體是等勢體，導體表面是等勢面；（3）導體外部電場線與導體表面垂直，表面場強不一定為零；（4）對孤立導體，凈電荷分布在外表面。處理靜電平衡問題的方法：（1）直接用靜電平衡的特征進行分析；（2）畫出電場中電場線，進而分析電荷在電場力作用下移動情況。注意兩點：（1）用導線接地或用手觸摸導體可把導體和地球看成一個大導體。（2）一般取無窮遠和地球的電勢為零。深刻理解電容器電容概念電容器的電容C=Q/U=AQ/AU，此式為定義式，適用于任何電容器。平行板電容器的砧電容的決定式為C= _.對平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、C的討論要熟記兩種情況：（1）4兀kd若兩極保持與電源相連，則兩極板間電壓U不變；（2）若充電后斷開電源，則帶電量Q不變。二、解析典型問題問題1：會解電荷守恒定律與庫侖定律的綜合題。求解這類問題關(guān)鍵進抓住“等大的帶電金屬球接觸后先中和，后平分”，然后利用庫侖定律求解。注意絕緣球帶電是不能中和的。例1、有三個完全一樣的金屬小壬材、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定，相距r，然后讓C球反復與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？（A、B間的相互作用力減為原來的4/7.）例2下列說法中正確的是（C）點電荷就是體積很小的帶電體QQ據(jù)F=點電荷就是體積很小的帶電體QQ據(jù)F=k—1^可知，當r一0時，F(xiàn)一8r2B.C.Q2兩個相同的、球心距離為r的金屬球，帶有等量同種電荷Q時的庫侖力F<徉r2兩個點電荷的電荷量不變，只使它們之間的距離成為原來的一半，則它們之間的D.庫侖力變?yōu)樵瓉淼?倍.例3兩個完全相同的金屬小球帶有正、負電荷，相距一定的距離，先把它們相碰后置于原處，則它們之間的庫侖力和原來相比將（D）變大 B.變小C.不變 D.以上情況均有可能問題2：會根據(jù)給出的電場線，分析推斷電勢和場強的變化情況。間距離等于b、c間距離。強度，可以判定：AUa>Ub>Uc BCE；>Eb間距離等于b、c間距離。強度，可以判定：AUa>Ub>Uc BCE；>Eb>Ec D用U、U、U和E、E、E分別表示a、b、c三點的電勢和電場abcabcU—U=U—UabbcEa=Eb=Ec

(A選項正確。)問題3：會用力學方法分析求解帶電粒子的運動問題。例、質(zhì)量為2m，帶2q正電荷的小球A，起初靜止在光滑絕緣水平面上，當另一質(zhì)量為m、帶q負電荷的小球B以速度V0離A而去的同時，釋放A球，如圖12所示。若某時刻兩球的電勢能有最大值，求：2mQ+2q^：2mQ+2q^：^^~^^.777777777777777777777與開始時相比，電勢能最多增加多少？圖12分析與解：(1)圖12兩球速度相等時距離最遠。設此時速度為V，兩球相互作用過程中總動量守恒，由動量守恒定律得：mV0=(m+2m)V解得V=V0/3.電勢能與動能的總和保持不(2)由于只有電場力做功，電勢能和動能間可以相互轉(zhuǎn)化電勢能與動能的總和保持不變。所以電勢能增加最多為：AE=E-E=1mV2--1(m+2m)V2=1mV2pk0Kt2 0 2 3 0問題4：會用能量守恒的觀點解題。例、如圖14所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Q，在M點無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點靜止，則從M點運動到N點的過程中：小物塊所受電場力逐漸減??；小物塊具有的電勢能逐漸減??； vwcM點的電勢一定高于N點的電勢； 頃中小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。'圖14(正確答案為ABD。圖14問題5：會解帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題。U1U1圖18問題6：會解電場中的導體和電容器有關(guān)問題。例、在帶正電的金屬球的正上方，一個枕形導體自由下落，如圖4所示，在未碰上金屬球之前，在下落過程中()A.A.B.C.導體內(nèi)部場強為零，電子相對導體向下運動；導體內(nèi)部場強不為零，電子相對導體向下運動；D.導體內(nèi)部場強不為零，電子相對導體向上運動。分析與解：不少學生由于思維定勢而錯誤地選擇A選項。其實當枕形導體自由下落時，由于Q在導體中產(chǎn)生的場強大于感應電荷在導體中產(chǎn)生的場強，所以導體內(nèi)部場強不為零，電子相對導體不斷發(fā)生定向移動，又由于導體內(nèi)部場強的方向向上，所以電子相對導體向下運動，即C選項正確。相關(guān)練習題庫侖定律關(guān)于點電荷的說法中正確的是（ ）真正的點電荷是不存在點電荷是一種理想化的物理模型小的帶電體就是點電荷形狀和大小對所研究的問題的影響可以忽略不計的帶電體兩個放在絕緣架上的相同金屬球，相距』，球的半徑比d小得多，分別帶q和3q的電荷，相互斥力為3F現(xiàn)將這兩個金屬球接觸，然后分開，仍放回原處，則它們的相互斥力將變?yōu)椋ǎ〢.0 B.F C.3FD.4FTOC\o"1-5"\h\z如圖1.1-4所示，質(zhì)量分別是m】和m2帶電量分別為％和q2的小 /球，用長度不等的輕絲線懸掛起來，兩絲線與豎直方向的夾角分別是三a和"a>&），兩小球恰在同一水平線上，那么（） :\/氣兩球一定帶異種電荷 1:qi一定大于q2 :m1一定小于m2 圖1.1-4m1所受庫侖力一定大于m2所受的庫侖力兩點電荷A、B帶電量qA>qB，在真空中相距為如，現(xiàn)將檢驗電荷q置于某一位置時所受庫侖力恰好為零，則此位置當A、B為（）同種電荷時，在A、B連線上靠近B一側(cè)同種電荷時，在A、B連線上靠近A一側(cè)異種電荷時，在BA連線的延長線上靠近A一側(cè)異種電荷時，在AB連線的延長線上靠近B一側(cè)1.ABD2.D3.AC4.AD

電場強度電場力的，性質(zhì)下列關(guān)于電場線的說法中，不正確的是（ ）電場線是電場中實際存在的線在復雜電場中的電場線是可以相交的沿電場線方向，場強必定越來越小電場線越密的地方.同一試探電荷所受的電場力越大在如圖1.2-6所示的電場中的P點放置一正電荷，使其從靜止開始運動，其中加速度逐漸增大的是圖中的（ ）如圖1.2-7甲所示，AB是一點電荷電場中的電場線，圖1.2-7乙是放在電場線上a、如圖1.2-7甲所示，AB是一點電荷電場中的電場線，圖1.2-7乙是放在電場線上a、b處的檢驗電荷所受電場力大小與所帶電荷量大小間的函數(shù)關(guān)系圖象，由此可判定（）如果場源是正電荷如果場源是正電荷如果場源是負電荷如果場源是負電荷A.B.C.D.位置在A側(cè)位置在B側(cè)位置在A側(cè)位置在B側(cè)如圖1.2-8所示，帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條電場線上有A、B兩點，用Ea、EB表示A、B兩點的場強，則（）A.A、B兩點的場強方向相同圖1.2-7B因為電場線從A指向B因為電場線從A指向B，所以Ea>EbA、B在一條電場線上，且電場線是直線，所以E=ErAB不知A、B附近的電場線分布狀況，Ea、EB的大小關(guān)系不能確定如圖1.2-9所示為點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，若一帶負電的粒子從B點運動到A點時，加速度增大而速度減小，則可判定（ ）點電荷一定帶正電圖1.2-8~A B圖1.2-9點電荷一定帶負電點電荷一定在A的左側(cè)點電荷一定在B的右側(cè)6.6.7.一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，徑跡如圖1.2-11中虛線所示，不計粒子所受重力，則（）粒子帶正電粒子加速度逐漸減小A點的場強大于B點場強粒子的速度不斷減小1.ABC2.B3.A4.AD5.BC6.C7.BCD電勢電場能的性質(zhì)關(guān)于電場中場強和電勢的關(guān)系，下列說法哪些是正確的（）場強相同處，電勢也一定相同；電勢相同處，場強也一定相同場強相同處，電勢不一定相同；電勢相同處，場強也不一定相同電場中場強為零的區(qū)域電勢處處相同電場中電勢相同的位置，場強一定為零下列關(guān)于電勢高低的判斷，哪些是正確的（）正電荷從A移到B時，其電勢能增加，A點電勢一定較低正電荷只在電場力作用下從A移到B，A點電勢一定較高負電荷從A移到B時，外力作正功，A點電勢一定較高負電荷從A移到B時，電勢能增加，A點電勢一定較低關(guān)于等勢面的說法，下列哪些說法是正確的（）等勢面和電場線處處垂直同一等勢面上的點場強大小必定處處相等電荷所受電場力的方向必和該點等勢面垂直，并指向電勢升高的方向電荷從電場中一點移到另一點，電場力不做功，電荷必在同一等勢面上移動如圖1.3-6所示，A、B兩點放有電量為+Q和+2Q的點電荷，A、B、C、D四點在同一直線上，且AC=CD=DB，將一正電荷從C點沿直線''''TOC\o"1-5"\h\z移到D點，則（） 圖136電場力一直做正功 圖.電場力先做正功再做負功電場力一直做負功電場力先做負功再做正功下列說法中，正確的是（ ）沿著電場線的方向場強一定越來越弱沿著電場線的方向電勢一定越來越低勻強電場中，各點的場強一定大小相等，方向相同勻強電場中，各點的電勢一定相等如圖1.3-7所示為負點電荷電場中的一條電場線，a、b為電場線上的兩點.設a、b兩點的場強大小分別為Ea、氣、a、b兩點的電勢分別為氣、冬，則下列說法中正確的是（ ） 3 3Ea>Eb，嘖魅Ea<Eb，5Ea>Eb，5鏟b，5下列關(guān)于電場強度和電勢的說法中，正確的是（ ）電場強度為零的地方，電勢一定為零電勢為零的地方，電場強度一定為零電場強度較大的地方，電勢一定較高沿著電場強度的方向，電勢逐漸降低關(guān)于電勢與電勢能的四種說法中，正確的是（ ）在電場中，電勢較高的地方，電荷在那一點具有的電勢能較大在電場中某一點，若放入電荷的電荷量越大，它具有的電勢能越大在正的點電荷電場中的任一點，正檢驗電荷具有的電勢能一定大于負檢驗電荷具有的電勢能在負的點電荷電場中的任一點，負檢驗電荷具有的電勢能一定大于正檢驗電荷具有的電勢能 |圖1.3-8中a、b為豎直向上的電場線上的兩點，一帶電質(zhì)點在a點靜止估釋放，沿電場線向上運動，到b點恰好速度為零，下列說法中正確的是（）帶電質(zhì)點在a、b兩點所受的電場力都是豎直向上的a點的電勢比b點的電勢高帶電質(zhì)點在a點的電勢能比在b點的電勢能小 圖1>3-8a點的電場強度比b點的電場強度大 '1.BC 2. A3.A 4. B5.BC 6. B7.D 8.