《高中物理知识全解 2.1 电场的基本性质.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理知识全解 2.1 电场的基本性质.doc（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理知识全解 2.1 电场的基本性质基础知识：1、电场是物质存在的形式，是客观存在的物质，为了研究电场的性质，人为的引入了电场线，故电场线是实际不存在的。2、电场决定电场强度的客观性，电场强度是由电场所决定的客观物理量。【例题】由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点 （ ）A：电场强度E跟F成正比，跟q成反比。 B：无论检验电荷所带电量如何变化，始终不变。C：电场中某点的电场强度为零，则在该点的电荷所受的电场力一定为零。D：一个不带电的小球在P点所受的电场力为零，则P点场强也一定为零。答案：BC【例题】当在电场中某点放入电荷量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量为
2、q2q的负试探电荷时，测得该点的场强( )A大小为2E，方向与E相同 B大小为2E，方向与E相反C大小为E，方向与E相同 D大小为E，方向与E相反解析：该点的场强是由电场本身决定的，与是否有试探电荷、试探电荷量的大小及试探电荷的正、负都没有关系答案：C注意：在电场中，正、负电荷有各自不同的性质，相互独立性求解。一：电场线为了研究电场的性质，电场线是人为画出来的，实际不存在。电场中某点的电场方向是唯一的，所以电场线不相交。始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。（因为沿电场线方向电势降低，所以电场线是非闭合曲线）注意：题目中若有正电荷或负电荷，则电场线始于正电荷，止于负电荷。注意：接地问题的电场
3、线分布情况如下图所示。4、电场线的疏密程度能反映场强的大小。例：匀强电场的电场线是等间距的平行直线。5、沿电场线方向，电势降低。几种典型电场的电场线分布图象及相关性质注意：下表均以无穷远处为零电势。孤立正点电荷电场线直线，起于正电荷，终止于无穷远。场强离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的球面上场强大小相等，方向不同。电势离场源电荷越远，电势越低；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为正。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。孤立负点电荷电场线直线，起于无穷远，终止于负电荷。场强离场源电荷越远，场强越小；与场源电荷等距的各点组成的
4、球面上场强大小相等，方向不同。电势离场源电荷越远，电势越高；与场源电荷等距的各点组成的球面是等势面，每点的电势为负。等势面以场源电荷为球心的一簇簇不等间距的球面，离场源电荷越近，等势面越密。等量同种正点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于无穷远；有两条电场线是直线。电势每点电势为正值。连线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都是指向中点；由连线的一端到另一端，先减小再增大。电势由连线的一端到另一端先降低再升高，中点电势最低但不为零。中垂线上场强以中点最小为零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相反，都沿着中垂线指向无穷远处；由中点至无穷远处，先增大再
5、减小至零，必有一个位置场强最大。电势中点电势最高，由中点至无穷远处逐渐降低至零。等量异种点电荷电场线大部分是曲线，起于正电荷，终止于负电荷；有三条电场线是直线。电势中垂面有正电荷的一边每一点电势为正，有负电荷的一边每一点电势为负。连线上场强以中点最小不等于零；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是由正电荷指向负电荷；由连线的一端到另一端，先减小再增大。电势由正电荷到负电荷逐渐降低，中点电势为零。中垂线上场强以中点最大；关于中点对称的任意两点场强大小相等，方向相同，都是与中垂线垂直，由正电荷指向负电荷；由中点至无穷远处，逐渐减小。电势中垂面是一个等势面，电势为零。注意：灵活根据几种典
6、型电场的电场线分布特点及相关性质解决实际问题。【例题】如下图一所示，光滑绝缘细杆竖直放置细杆右侧距杆0.3 m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上两点点A、点B与Q的连线与杆的夹角均为37。一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A点时加速度为零，速度为3 m/s，取g10 m/s2，求小球下落到B点时的加速度和速度的大小. 【例题】x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如下图中曲线所示，从下图中可看出 ( )AQ1一定大于Q2BQ1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C电势最低处P点的电场强度为0DQ1和Q2之间各点的电场方向都指向P点【例题】如下图所示，M、N
7、为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点自由释放一个负电荷(重力不计)，关于负电荷的运动，下列说法中正确的是( )A从P到O，可能加速度越来越小，速度越来越大B从P到O，可能加速度先变大再变小，速度越来越大C越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小D越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小【例题】Q1、Q2为两个带电质点，带正电的检验电荷q沿中垂线向上移动时，q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如下图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断 ( ) AQ2可能带负电荷BQ1、Q2可能为等量异种电荷CQ2电荷量一定大于Q1的电荷量D中垂线上的各点电势相等解析：由图中细线
8、所示为q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向，所以Q1、Q2都一定带正电荷，且Q2Q1，故A、B、D错，C正确答案：C【例题】如下图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷Q和Q，x轴上的P点位于Q的右侧下列判断正确的是 ( )A在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B在x轴上还有两点与P点电场强度相同C将试探电荷q从P点移到O点，电势能增大 D将试探电荷q从P点移到O点，电势能减小【例题】如下图所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B，M、N、O是AB连线的垂线上的点，且AOBO.一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别为EM、E
9、N，电势分别为、下列判断中正确的是 ( )AB点电荷一定带正电BEM小于ENC大于D此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能注意：结合空间立体感求解。例：等量同种正点电荷形成的电场中，若在它们的中垂面内有一负点电荷，则该负点电荷有可能在这一中垂面内做匀速圆周运动。例：以一定初速度入射电场的带电粒子仅在电场力的作用下，电场力可能对该带电粒子做正功，也可能做负功，还有可能不做功。【例题】在如右图所示的圆形区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出)，a、b、c、d分别为两条直径的端点，acbd，一金属钠离子从b点沿bd方向以速度v0射入电场，只在电场力作用下，从c点飞出电场，则下列说法正确的
10、是 ( ) A钠离子到达c点时的速度一定大于b点的速度B若a、b、c三点的电势分别为12 V、8 V、3 V，则d点电势一定为7 VC电场力一定对钠离子做了正功Db点电势一定高于c点的电势电场线垂直于等势线、等势面或等势体例：如下图所示，一长为L的绝缘不带电的金属杆水平放置，在其正上方有一固定的带正电的金属球A，若现有一带正电的金属球B从金属杆L的左端运动到右端，则在此过程中金属球A形成的电场对金属球B产生的电场力对金属球B不做功。 【例题】如下图1所示，一电荷量为Q的正点电荷A与一块接地的长金属板MN组成一系统，点电荷A与MN板的垂直距离为d，试求A和MN板垂直连线中点C的电场强度.二：电场
11、强度大小1、单位：2、只适用于点电荷所形成的电场。注意：非点电荷所产生的场强，不能用公式直接求解，要灵活间接求解。【例题】在带电量为+Q的金属球产生的电场中,为测量某点的场强E,在该点放入一个+2Q的点电荷，测得其受力为F，则未放入点电荷之前该点的场强E为 （ ）A、 B、 C、 D、无法确定【例题】如下图一所示，一长为L的均匀带正电的电杆，带电量为Q水平放置，距其左端右边水平距离为处有一点，场强大小为，距其右端右边水平距离为处有一点，场强大小为，试比较和的大小关系？【例题】如右图所示，有一带电荷量为q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心若图中a点处的电场
12、强度为零，则图中b点处的电场强度大小是 ( )Akk Bkk C0 Dk【例题】物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就可以判断结论是否正确如右图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q0)，而且电荷均匀分布两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(ra)试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式(式中k为静电力常量)正确的是( ) 【例题】如下图所示，两个固定的相同细环相距一定的距离，同轴放置，O1、O2分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷一带正电的粒子
13、从很远处沿轴线飞来并穿过两环则在带电粒子运动过程中（ ）A在O1点粒子加速度方向向左B从O1到O2过程粒子电势能一直增加C轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最小D轴线上O1点右侧、O2点左侧都存在场强为零的点，它们关于O1、O2连线中点对称3、适用于任何电场。4、适用于匀强电场（为沿电场线方向的有效距离）。注意：匀强电场：场强处处相等、电场线为等间距的平行直线、等势面为等间距的平行面及在电场中沿直线方向电势均匀变化。【例题】如右图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如右图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则 ( )A电子
14、一直沿Ox负方向运动 B电场力一直做正功C电子运动的加速度不变 D电子的电势能逐渐增大5、E 适用于平行板电容器。【例题】如右图所示，当K1、K2均闭合时，一质量为m、带电荷量为q的液滴，静止在电容器的两平行金属板A、B间，现保持K1闭合，将K2断开，然后将B板向下平移一段距离，则下列说法正确的是( )A电容器的电容变小3BA板的电势比电路中Q点的电势高C液滴仍保持静止D液滴的电势能增大案：ABC方向注意：电场强度是矢量，遵守平行四边形法则。其它有用性质1、电场线的疏密程度，等势面的疏密程度均能反映场强的大小。2、电势、电势差、电势能、等势面及电场强度等它们之间没有直接的关联，要根据各自的性质、电场性质等综合求解。例：如下图所示，等势面上的点电势相等，但是场强大小不一定相等。可以根据电场的性质理解下图中其它各物理量间也没有直接的关系。【例题】关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一
