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1、朋友 我把新年的祝福和希 望，悄悄地放在将融的雪 被下，让它们随着春天生 长，送给你一年的丰硕与 芬芳！ 祝我们班全体同学新年快乐！ 静电场 两种 电荷 元电荷 e =1.610-19 C 电荷守恒 三种起电方式 起电过程就是电子得失的过程 库仑定律 K=9.0 109N m2/c2 适用条件：真空中，点电荷 力的 性质 电场强度 定义：E=F/Q，方向规定为正电荷的受力方向； 点电荷电场：E=KQ/r2； 匀强电场：E=U/d 电场线 对电场的描述：切线表示方向，疏密表示强弱 电场线的特点：由正电荷出发到负电荷 终止 几种常见的电场线 例题 静电场 能的 性质 电势：A= Ao=W Ao/q
2、对电场的描述； 等势面：等势面特点 电势处处相等，但场强不一定相等 与电场线垂直 电势差UAB= A B = W AB/q 电场力做功与电势差的关系W AB =q UAB 电场力做功与电势能变化的关系： W AB =EA-EB 电荷在电场中的 偏转，示波器 轨迹：抛物线，类平抛运动 规律 ： 垂直电场线方向做匀速直线运动 沿电场线方向做匀加速直线运动 电容器 电容： 平行板电容器的电容： 一.电荷守恒定律： 电荷既不能创造 ，也不能被消灭，它 们只能从一个物体转 移到另一个物体，或 者从物体的一部分转 移到另一部分。 (二)电场、电场强度、电场线 1.电荷周围存在 着电场。静止的电荷 产生的电
3、场称为静电 场。电场是传递电荷 相互作用的物质。 2.电场强度 电场强度是反映电场的力的 性质的物理量。它用检验电荷受 到的电场力跟检验电荷电量q的 比值来定义，即 电场强度是矢量。 方向：是正电荷在电场中所受电场力的方向。 大小：是由电场本身的内在因素决定的，它与引入电 场中的检验电荷无关。 3.点电荷场强公式，即 4.匀强电场场强公式，即 5.电场强度的叠加 o 电场强度的叠加遵守平行四边形法则 6.电场线 电场线是为了形象描 述电场中各点电场强度大 小和方向而假想的线，电 场线上每一点的电场强度 方向沿该点的切线方向； 电场线密处电场强度大， 电场线疏处电场强度小。 静电场的电场线从 正
4、电荷出发到负电荷 终止。 例题1. 如图29-1所示，在真空中同一条直线 上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的两 个点电荷将另一个点电荷放在该直线上的哪一 个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若 要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止， 那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电 荷量是多大？ 例题2. 如图29-3所示，带电小球A、B的电荷分别 为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点静 止时A、B相距为d为使平衡时AB间距离减为d/2，可 采用以下哪些方法 A.将小球A、B的质量都 增加到原来的2倍 B.将小球B的质量增加到 原来的8倍 C.将小球A、B的电荷
5、量 都减小到原来的一半 D.将小球A、B的电荷量 都减小到原来的一半并将B球 的质量增加到原来的2倍 BD 例题3：如图29-8所示，一个半径为R的绝缘球 壳上均匀分布有总电荷量为+Q的电荷另一个电荷量 为+q的点电荷固定在该球壳的球心O处现在从球壳 最左端挖去一个半径为r（rR）的小圆孔，则此时 位于球心处的点电荷所受库仑力的大小为_，方 向为_ (三)电场力的功、电势能、电势、电势差、等势面 1.电场力的功: 电荷在电场中移动， 电场力做功的数量跟电荷 移动的路径无关。 电场力做正功时，电势 能减小；电场力做负功时 ，电势能增大。 2.电势能: 电荷在电场 中某点的电势 能在数值上等 于把
6、电荷从该 点移到电势能 为零处，电场 力所做的功。 3.电势: 电势是反映电场的能的性质的 物理量。电场中某点的电势定义 为检验电荷在该点具有的电势能E 跟检验电荷的电量q的比值，即 电势是标量，它有正、负，但不表示方向。电场中某 点的电势大小及正负跟该点有无检验电荷无关，但与选取 电场中电势能为零的点(零电势点)有关。 正电荷在电势高的位置电势能大，负电荷在电势高的 位置电势能小 4.电势差(电压) o AB两点间的电势差UAB在 数值上等于将检验电荷从A点 移至B点电场力所作的功WAB 与检验电荷电量q的比值 （1） （2） 电功电势能 电势差电势 5.等势面：等势面是电场中电势相等的点构
7、 成的面。 o 电荷沿等势面移动，电势 能不变化，电场力不做功。等 势面一定和电场线垂直，电场 线的方向是电势降低的方向。 电场线本身不能相交，等势面 本身也不能相交。 点电荷电场的等势面是以 点电荷为球心的一族球面； 匀强电场的等势面是与电 场线垂直的一族平行平面。 说明:电势与电场强度在数值上没有必然对应的关系 。 o 例如，电势为零的地方 电场强度可以不为零(电势为 零的地方可任意选取)； o 电场强度为零的地方电势 可以不为零(如两个带同种等 电量的点电荷，其连线的中 点处电场强度为零，电势却 不为零)。 o 电场强度恒定的区域电势 有高低不同(如匀强电场)； o 等势面上的各点，电场
8、强 度可以不相同(如点电荷形成 的电场的等势面上，各点场 强不同)。 2.经常遇到的三个问题 o （1）.比较场强的大小,看电场线的疏密或等势面的疏 密。 o （2）.比较电势的高低，看电场线的方向。电场线的方 向是电势降低的方向。 o （3）.比较同一检验电荷在电场中两点所具有的电势能 的多少，看电场力的方向。电场力作正功，检验电荷的 电势能减少。 (四)电场对带电质点(粒子)的作用 o 1.带电质点受电场力及其他力作用处于平衡的问 题，应用合力为零的条件求解。 例: o 3.带电粒子在电场中加速或减速的问题，多应用动 能定理、能量守恒定律求解。 o 4.带电粒子在电场中偏转的问题，如带电
9、粒子穿过匀强电场时的偏转问题，多应用牛顿 第二定律及运动合成知识求解。 o （1）.加速度 o （2）.侧向速度 o （3）.偏向角 o （4）.侧向位移 o （5 ）.侧向位移与偏向角 o （6）.增加的动能 (五)电容器和电容 o 1.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量。 它用电容器所带的电量跟电容器两板间的电势 差的比值来定义，即 2.平行板电容器的电容 o 平行板电容器的电容，跟介电常数成正比， 跟正对面积成正比，跟极板间的距离成反比， 即 3.平行板电容器的电场 o (1)电势差恒定 o (2)带电量恒定 例2、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶 点，三角形位于匀强磁场中，
10、电场线平行于三角形 的平面。现将正点电荷10-8 C从A点移到B点，电 场力做功310-6 J，现将负电荷10-8 C 从A点移 到C点，克服电场力做功310-6 J ，求： 分析：根据电势差与电功的关系式，通过计算可判断B 、C两点处在同一等势面上。又据电势降低的方向是电场 线的方向，可判断电场线的方向，最后据在匀强电场中场 强与电势差的关系，通过计算得出电场强度的大小。 B点与C点处在同一等势面上，又因为电场线方向是电场 降低的方向，所以电场线方向必定是A点指向BC连线的 中点与BC垂直，如图所示。 (2)A点到等势面的距离为d，那么 根据匀强电场中，场强与电势差间的关系，电场强度为 例3
11、、在一个点电荷产生的静电场中，一个带电粒 子运动轨迹如图中的虚线所示。试问： (1)带电粒子带何种电？ （2）M点和N点相比，带电粒子的运动速度VM 、VN哪个大？运动加速度aM、aN哪个大，电 势能EM、EN哪个大？ M N 例4、一个质量为m、带有电荷-q的小物体， 可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直 的固定墙、轨道处于匀强电场中，其场强大小为 E,方向沿OX轴正方向,如图所示。小物体以初速 度v0从x0点沿OX轨道运动，运动时受到大小不 变的摩擦力f作用，且fqE；设小物体与墙碰撞 时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止 运动前所通过的总路程s。 解：由于fqE，所以物体最后
12、停在O点，物体停止运动前 所通过的总路程为s，根据动能定理有 所以 例6、相距为d的平行金属板a、b其长度为L，带有等量异种 电荷，使两板间形成匀强电场，电压为Uab，如图所示，一个 质量为m、电量为q的带电粒子以平行于金属板的方向的初速 度V0垂直于电场线飞入电场中，当粒子飞离电场区时，其横 向位移为y，飞行方向偏角为(忽略重力影响)。试问： 和tan各变化为原来的几倍？ 侧向位移与偏向角的正切分别为 分析：带电粒子进入电场以后，在x方向不受电场力，仅有初速度 ， 将式代入式得 同理可得 (2)由y和tan的表达式， 当入射的带电粒子初动能减小一半，则分母减小一半 ；偏转电压增大到3倍，则分
13、子增大到3倍。因此，横向 位移y以及偏转角的正切tan都增大到原来的6倍。 答：氢核、氘核、氦核以相同的初动量垂直飞入一个偏 转电场，横向位移之比以及偏转角正切之比均为128。 若入射初动能减小一半，偏转电压增大到3倍，带电粒子在 偏转电场中的横向位移y以及运动偏转角正切tan均增大到 原来的6倍。 【反馈练习】 A-94-36 B9436 C-32-6 D326 答案:A 2如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电量相 等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大 小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后 与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互 作用力的大小是 答
14、案:A 3图(1)所示，有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘 细线相连后，再用绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场 中。当两小球都处于平衡时的可能位置是图(2)中的哪 一种。 答案:A 4如图所示，在光滑的水平面上有一个绝缘弹簧振子 ，小球带负电，在振动过程中，当弹簧压缩到最短 时，突然加上一个水平向左的匀强电场，此后， A振子振幅增大 B振子振幅减小 C振子的平衡位置不变 D振子的周期增大 答案:B 5若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一 段时间内 A一定沿电场线由高电势处向低电势处运动； B一定沿电场线由低电势处向高电势处运动； C不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处 运动
15、； D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势 处运动。 答案:D 6下面哪些话是正确的？ A在电场中，电场强度大的点，电势必高。 B电荷置于电势越高的点，所具有的电势能也越大 。 C电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降 落快。 D一带电粒子只受电场力作用，在电场中运动时， 电势能一定变化。 答案:C 7一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。 在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如 图所示。E表示两极板间的场强，U表示电容器的 电压，表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板 不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则 AU变小，E不变 BE变大，不变 CU变小，不变 DU不变，不变 答案:AC 8如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电(负电)的 小球P缓慢地靠近(不相碰)，下列说法中正确的是 ： AB端的感应电荷越来越多 B导体内场强越来越大 C导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产 生的场强 D导体的感应电荷在MN两点的场强相等 答案:AC 9两个质量相同的带电小球，分别
