静电场重点归纳.doc

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1、|一. 教学内容：期中综合复习及模拟试题静电场的复习、恒定电流部分内容（电源电流、电动势、欧姆定律、串并联电路）二. 重点、难点解析：静电场的概念理解及综合分析恒定电流的电流，欧姆定律和串并联电路三. 知识内容：静电场知识要点1、电荷（电荷含义、点电荷：有带电量而无大小形状的点,是一种理想化模型、元电荷）、电荷守恒定律（1）起电方式：摩擦起电感应起电接触起电【重点理解区分】当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电. 当一个带电体靠近导体,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会

2、趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这就是感应起电,也叫静电感应. 接触起电指让不带电的物体接触带电的物体，则不带电的物体也带上了与带电物体相同的电荷，如把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触，验电器就带上了负电，且金属箔片会张开；带正电的物体接触不带电的物体，则是不带电物体上的电子在库仑力的作用下转移到带正电的物体上，使原来不带电的物体由于失去电子而带正电。实质：电子的得失或转移2. 元电荷：e=1.6010 19 C比荷：物体所带电量与物体质量的比值 q / m3. 库仑定律： （适用于真空点电荷，注意距离 r 的含义； Q1 、Q2两个点电

3、荷带电量的绝对值）【典型例题】例 1两个完全相同的金属小球带有正、负电荷，相距一定的距离，先把它们相碰后置于原处，则它们之间的库仑力和原来相比将 D A变大 B变小 C不变 D以上情况均有可能例 2 两个直径为 r 的金属带电球，当它们相距 100r 时的作用力为 F。当它们相距为 r 时的作用力 D |A、F/100 B、104F C、100F D、以上答案均不对例 3如图所示，A、B 两个点电荷，质量分别为 m1、m2，带电量分别为 q1、q2。静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为 1、2，且 A、B 恰好处于同一水平面上，则 CA、 若 q1=q2，则 1 = 2 B若 q1q2，则 1

4、2C、若 m1=m2，则 1 = 2 D若 m1m2，则 1 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。电动势在数值上等于非静电力把 1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 部分电路欧姆定律定义式 R =U/I 导体的伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流 I、横坐标表示电压 U，而画出的 IU 图象。 电路的连接，串联电路与并联电路的特点 电表改装和扩程：主要根据“当流过电流计的电流达到满偏电流时改装或扩程后的电表也达到了它的量程值”这一点进行计算。【典型例题】静电场部分例 1 图中边长为 a

5、 的正三角形 ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、q，求该三角形中心 O点处的场强大小和方向。解析：每个点电荷在 O 点处的场强大小都是 由图可得 O 点处的合场强为，方向由 O 指向 C。例 2 如图所示，将一个电荷量为 q = +31010 C 的点电荷从电场中的 A 点移到 B 点的过程中，克服电场力做功 6109 J。已知 A 点的电势为 A= 4V，求 B 点的电势和电荷在 B 点的电势能。|解析：先由 W=qU，得 AB 间的电压为 20V，再由已知分析：向右移动正电荷做负功，说明电场力向左，因此电场线方向向左，得出 B 点电势高。因此 B=16V。电荷在 B 点的电势

6、能 J例 3 如 图 所 示 ， 虚 线 a、 b、 c 是 电 场 中 的 三 个 等 势 面 ， 相 邻 等 势 面 间 的 电 势 差 相 同 ， 实 线 为 一 个 带 正 电的 质 点 仅 在 电 场 力 作 用 下 ， 通 过 该 区 域 的 运 动 轨 迹 ， P、 Q 是 轨 迹 上 的 两 点 。 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ ） A. 三 个 等 势 面 中 ， 等 势 面 a 的 电 势 最 高B. 带 电 质 点 一 定 是 从 P 点 向 Q 点 运 动C. 带 电 质 点 通 过 P 点 时 的 加 速 度 比 通 过 Q 点 时 小D. 带 电 质 点

7、通 过 P 点 时 的 动 能 比 通 过 Q 点 时 小解析：先 画 出 电 场 线 ， 再 根 据 速 度 、 合 力 和 轨 迹 的 关 系 ， 可 以 判 定 ： 质 点 在 各 点 受 的 电 场 力 方 向 是 斜向 右 下 方 。 由 于 是 正 电 荷 ， 所 以 电 场 线 方 向 向 右 下 方 。 答 案 仅 有 D例 4 如 图 所 示 ， 在平行板电容器正中有一个带电微粒。K 闭合时，该微粒恰好能保持静止。在 保持K 闭合； 充电后将 K 断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？A. 上移上极板 M B. 上移下极板 N C. 左移上极板 M

8、D. 把下极板 N 接地解析：电容器和电源连接，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两种常见的变化：|（1）电键 K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），这种情况下带电量而（2）充电后断开 K，保持电容器带电量 Q 恒定，这种情况下所以，由上面的分析可知选 B， 选 C。例 5 计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是 ，其中常量=9.010 12 Fm1 ，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电

9、子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为 0.60mm。只要电容变化达 0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解析：先求得未按下时的电容 C1=0.75pF，再由 得 和 C2=1.00pF，得 d=0.15mm。例 6 如图，E 发射的电子初速度为零，两电源的电压分别为 45V、30V，A、B 两板上有小孔 Oa、O b，则电子经过 Oa、 Ob 孔以及到达 C 板时的动能分别是：E KA= ，E KB= ，E KC= 。解析：由图示可知：A、B 板带正电，且电势相等，电子在 E、A 之间被电场

10、加速，由动能定理可得：eU EAE KA0，而 UEA45V ，所以 EKA45eV电子在 A、B 之间作匀速直线运动，所以 EKBE KA45eV电子在 B、C 之间作减速运动，由动能定理可得：eU BCE KCE KB 而 UBC 30V 所以 EKCE KBeU BC15eV答案：45eV、45eV、15eV例 7 如图，真空中有一匀强电场，方向沿 Ox 正方向，若质量为 m、电荷量为 q 的带电微粒从 O 点以初速 v0 沿 Oy 方向进入电场，经 t 时间到达 A 点，此时速度大小也是 v0，方向沿 Ox 轴正方向，如图所示。求：|1. 从 O 点到 A 点的时间 t。2. 该匀强电

11、场的场强 E 及 OA 连线与 Ox 轴的夹角 。3. 若设 O 点电势为零，则 A 点电势多大。解析：分析带电微粒的运动特征，ox 方向上，在电场作用下作匀加速运动；oy 方向上，在重力作用下，作 ay=g 的匀减速运动，到 A 点时，速度为 0。（1）在 oy 方向上，有 0V 0= g 得 =（2）在 ox 方向有 v0=ax 将 = 代入得 ax=gEq=max 将 ax=g 代入得 E=所以图中 x= y= 所以 x=y，故场强 OA 与 Ox 轴的夹角为 45（3）从 O 到 A 利用动能定律mgY+qU OA= vA= v0 由、U OA= 由 UOA= 0 A 0=0 恒定电流

12、部分例 8 某电解质溶液，如果在 1 s 内共有 5.01018 个二价正离子和 1.01019 个一价负离子沿相反方向通过其横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在 t=1 s 内，通过某横截面的二价正离子数为 n1，一价离子数为 n2，元电荷的电荷量为 e，则 t 时间内通过该横截面的电荷量为 q=（2n 1+n2）e电流强度为 I= = = 1.61019 A=3.2 A例 9 试研究长度为 l、横截面积为 S，单位体积自由电子数为 n 的均匀导体中电流的流动，在导体两端加上电压 U，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子（e）受匀强电场作用而加速，而和做热运动的

13、阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度 v 成正比，其大小可以表示成 kv（k 是常数）。（1）电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中电子的速率 v 成为一定值，这时 v 为（ ）|A. B. C. D. （2）设自由电子在导体中以一定速率 v 运动时，该导体中所流过的电流是_。（3）该导体电阻的大小为_（用 k、l、n、s、e 表示）。解析：据题意可得 kv=eE，其中 E= ，因此 v= ，据电流微观表达式 I=neSv，可得 I=，再由欧姆定律可知 R= 。例 10 若加在某导体两端的电压变为原来的 3/5 时，导体中的电流减小了 0.

14、4 A，如果所加电压变为原来的 2 倍，则导体中的电流多大?解析：对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同，本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得： ，所以 I01.0 A又因为 ，所以 A解答二：由 得 A又 ，所以 A例 11 有一只满偏电流 ，内阻 的电流表 G。若把它改装成量程为 10V 的电压表，应_联一个_ 的分压电阻。该电压表的内阻为_ ；若把他改装成量程为 3A 的电流表，应_联一个_ 的分流电阻，该电流表的内阻为_ 。解析：改装成电压表时应串联一个分压电阻。由欧姆定律得： ，分压电阻： ，该电压表内阻： 。改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得：，分流电阻： 。该电流表内阻： 。【模拟试题】一. 选择题1. 如图 l 所示，空心导体上方有一靠近的带正电的带电体，当一个重力不计的正电荷以速度 v0 水平飞入空心导体内时，电荷将做（ C ）