静电场知识点归纳学生版.docx

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1、静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷：e C，所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。(2) 点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。2. 静电场(1) 定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。(2) 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。3. 电荷守恒定律(1) 内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。(2) 起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。(3) 带电实质：物体

2、带电的实质是 。二、库仑定律1. 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与 成正比，与它们的 成反比。作用力的方向在它们的连线上。2. 表达式： ，式中k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量。3. 适用条件：真空中的点电荷。【典例1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为17，相距为r(可视为点电荷)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( )A. B. C. D【典例2】如图所示，两个电荷量均为q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径rl。k表示静电力常量。则轻绳的张力大小为()A.0 B. C.2 D.【典例3】如图所示

3、，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向。下面说法正确的是()A. A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较B球带电荷量大B. A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较B球带电荷量小C. A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较B球带电荷量小D. A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较B球带电荷量大三、电场强度、点电荷的场强1. 定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。2. 定义式： 。单位： 3. 点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度： 。4. 方向：规定 在电场

4、中某点所受 的方向为该点的电场强度方向。5. 电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 ，遵从 。四、电场线1. 定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的 方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的 表示电场的强弱。2. 特点 电场线从 出发，终止于 电场线 ，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹 同一幅图中，场强大的地方电场线较 ，场强小的地方电场线较 【典例4】(多选)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒

5、子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是()A. 带电粒子所带电荷的正、负 B. 带电粒子在a、b两点的受力方向C. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大【典例5】如图，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab = Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知AP点电势高于Q点电势 B带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大五、匀强电场来源:Z。xx。k.Co

6、m电场中各点场强大小 ，方向 ，匀强电场的电场线是一些 的平行线【变式训练】1.(多选) 如图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出的正确判断是()A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子带正电来源:学.科.网Z.X.X.KC. 带电粒子所受电场力的方向向左 D. 带电粒子做匀变速运动2如图，一电子在某一外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是（）A先变大后变小，方向水平向左 B先变大后变小，方向水平向右C先变小后变大，方向水平向

7、左 D先变小后变大，方向水平向右六、电势能、电势1. 电势能(1) 电场力做功的特点：电场力做功与 无关，只与 、 位置有关。(2) 电势能 定义：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样： 。 电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，即WAB Ep 或 。【典例6】将一正电荷q110-5C从无穷远处移向电场中点，电场力做功为6.010-5J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.010-5J，则 M、N两点的电势

8、m、n之间关系正确的是（ ）Amn0 Bnm0 Cnm0 Dmn0 NM两点间电势差为。 正电荷在M点的电势能为负电荷在M点的电势能。【典例7】如图，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知，下列叙正确的是（）A若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少B若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加CMN两点由于没在同一条电场线上，因而无法比较其电势高低D若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿另一路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变2. 电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的

9、电势能Ep与它的电荷量q的比值。来源:Z&xx&k.Com(2) 定义式： 。(3) 矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。(4) 相对性：电势具有 ，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。【关键一点】某点的电势与 的选取有关。通常取 的电势为零。【典例8】如图，在粗糙绝缘的水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块，在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（）A. 小物块所受电场力逐渐减小 B. 小物块具有的电势能逐渐减小C. M点的电势一定高于N点的电势 D. 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功3

10、. 等势面(1) 定义：电场中 的各点组成的面。(2) 四个特点 等势面一定与电场线 。 在同一等势面上移动电荷时电场力 。（填“做功”或“不做功”） 电场线方向总是从 的等势面指向 的等势面。 等差等势面越密的地方电场强度越 ，反之越 。七、电势差1. 定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。2. 定义式： 。3. 电势差与电势的关系： 。【变式训练】如图所示，匀强电场的方向水平向右一个质量为m，电荷量为+q的小球，以初速度v0从a点竖直向上射入电场中，小球通过电场中的b点时速度为2v0，方向恰好水平向右由此可以判定 a、b两点间的电势差是 ( )A.

11、 B. C. D. 从a到b，该电荷的电势能是增加了还是减少了？；改变了多少？。 该匀强电场的电场强度E等于。 粒子沿场强方向前进的距离为。竖直上升高度为。八、匀强电场中电势差与电场强度的关系1. 电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即 ，也可以写作 。2. 公式UEd的适用范围： 。九、常见电容器 电容器的电压、电荷量和电容的关系1. 常见电容器(1) 组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。(2) 带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。(3) 电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存

12、电场能。来源:学#科#网放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中 转化为 。2. 电容(1) 定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2) 定义式： 。(3) 物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。(4) 单位：法拉(F) 1 F 3. 平行板电容器(1) 影响因素：平行板电容器的电容与极板的 成正比，与电介质的相对介电常数成 ，与 成反比。(2) 决定式： ，k为静电力常量。【关键一点】 是电容的定义式，它在任何情况下都成立，式中C与Q、U （填“有关”或“无关”），而由电容器自身结构决定。而 是电容的决定式，它只适用于平行板电容器，它反映了电容与其自身

13、结构 的关系。【典例9】 平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电完毕后，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C,如果电容器充电完毕后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是AQ变大BC变大 CE不变DU变小【典例10】一平行板电容器的两个极板分别与一电源正、负极相连，如图所示，在保持开关闭合的情况下，将电容器极板距离增大，则电容器的电容C、带电荷量Q、极板间的场强E的变化()A.C、Q、E都逐渐增大 B.C、Q、E都逐渐变小C.C、Q逐渐减小，E不变 D.C、E逐渐减小，Q不变十、带电粒子在电场中的运动1研究对象分类 基本粒子及各种离子：如 等，因为质量很小，所以重

14、力比电场力小得多，重力可忽略不计。 带电颗粒或微粒，如 等质量较大，其重力一般情况下不能忽略。【典例11】下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场之后，哪种粒子的速度最大？（）Aa粒子B氚核 C质子 D钠离子2带电粒子在电场中的加速直线运动 若粒子作匀变速运动，则可采用动力学方法求解，即先求加速度 ，然后由运动学公式求速度。 用能量的观点分析：合外力对粒子所作的功等于带电粒子动能的增量。即： 。（此式对于非匀强电场、非直线运动均成立。）3. 带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入） 运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动。 处理方法：采用运动的 方法来分析处理（运动的分

15、解）。来源:Zxxk.Com设粒子带电量为q，质量为m，如图所示， 两平行金属板间的电压为，板长为L，板间距离为d。则场强 ，加速度 ，通过偏转极板的时间： 侧移量： 偏转角： （U偏、加分别表示加速电场电压和偏转电场电压）带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离也可表示为： 【典例12】如图所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度v0，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度v离开电场，已知平行板长为l，两板间距离为d，求：(1) v0的大小；(2) 离子在偏转电场

16、中运动的时间t；(3) 离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；(4) 离子在偏转电场中的加速度a；(5) 离子在离开偏转电场时的纵向速度vy；(6) 离子在离开偏转电场时的速度v的大小；(7) 离子在离开偏转电场时的纵向偏移量y；(8) 离子离开偏转电场时的速度偏转角的正切值。【变式训练】一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间d=1.0cm ，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板上最多能加多大电压？十一、示波管原理 构造： 、 ， 工作原理 如果在偏转电极和之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线打在荧光屏中央，在屏上产生一个亮点。YY上所加的是待显示的信号电压U，在屏上产生的竖直偏移y与U成正比。XX上所加的机内锯齿形电压，叫扫描电压。当扫描电压和信号电压的周期相同时，荧光屏上将出现一个稳定的波形。