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1、.静电场复习学案电场力的性质基础知识1电荷、电荷守恒定律两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷元电荷：一个元电荷的电量为161019C,是一个电子所带的电量说明任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍起电：使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种摩擦起电,接触起电,感应起电电荷守恒定律：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,系统的电荷总数是不变的注意电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分2库仑定律内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力
2、,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上公式：F=kQ1Q2r2k = 9.0109Nm2C2适用条件：真空中点电荷说明点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷这一点与万有引力很相似,但又有不同：对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距；而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r点电荷很相似于我们力学中的质点注意两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律；使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸
3、引的规律定性判定3电场：存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质电荷间的作用总是通过电场进行的电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生4电场强度定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱。表达式：E = F/q单位是：N/C或V/m；E=kQ/r2导出式,真空中的点电荷,其中Q是产生该电场的电荷E = U/d导出式,仅适用于匀强电场,其中d是沿电场线方向上的距离方向：与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向
4、垂直在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则平行四边形法则和三角形法则电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,5电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在电场线的属性有：切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向从正电荷出发到负电荷终止,或从
5、正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小匀强电场的电场线平行且距离相等没有画出电场线的地方不一定没有电场顺着电场线方向,电势越来越低电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直电场线永不相交也不闭合电场线不是电荷运动的轨迹 常见电场的电场线分布图小结练习：1 在电场中有一点P,下列说法正确的是：A若放在P点的试探电荷的电荷量减半,则P点场强加倍B若P点没有试探电荷,则P点场强为零C若P点场强越大,则同一电荷在P点受的电场力越大DP点场强方向就是试探电荷在该点受力方向2B电荷受到A电荷的静电作用,实际上是 A、A电荷对B电荷
6、的直接作用 BA电荷的电场对B电荷的电场的作用CA电荷对B电荷的电场的作用 DA电荷的电场对B电荷的作用3电场强度 E的定义式为E=F/q,那么A这个定义式只适用于点电荷产生的电场B这个定义式适用于所有的电场C式中的F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量D式中的F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量4两个带同种电荷的小球a和b用相同长度的细线悬挂于同一点,平衡时悬线偏离竖直方向的偏角相等如图所示,下列判断中正确的是A、两小球所受的库仑力的大小一定相等；B两小球的带电量一定相等C两小球的质量一定相等D两悬线对小球的拉力大小一定相等5在匀强电场中,将质量为m,带电
7、量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为,如图所示,则电场强度的大小为A有唯一值mgtan/qB最小值是mgsin/qC最大值mgtan/q Dmg/q6如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过,电子重力不计,则电子所受另一个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,方向水平向左 D先变小后变大,方向水平向右电场能的性质基础知识1电势差：电荷从电场中的一点移到另一点,电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差,UAB=WAB/q,是标量说明电势差很类似于重力场中的高度差物体从重力场中的
8、一点移到另一点,重力做的功跟其重力的比值叫做这两点的高度差h = W/G = gh2电势：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势,是标量在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定,与检验电荷无关说明类似于重力场中的高度某点相对参考面的高度差为该点的高度高度是相对的与参考面的选取有关,而高度差是绝对的与参考面的选取无关同样电势是相对的与零电势的选取有关,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关一般选取无限远处或大地的电势为零当零电势选定以后,电场中各点的电势为定值电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差,即UAB=AB,沿电场线方向电势降低3电场力做功与电势能电势
9、能：电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能电势能是电荷与所在电场所共有的电势能的变化：电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加电场力做功：W=qU,U为电势差,q为电量电场力做功跟路径无关,是由初末位置的电势差与电量决定4等势面电场中电势相等的点所组成的面为等势面特点：各点电势相等等势面上任意两点间的电势差为零电荷沿着等势面运动,电场力不做功处于静电平衡状态的导体是一个等势体,其面为等势面匀强电场,电势差相等的等势面间距离相等,点电荷形成的电场,电势差相等的等势面间距不相等,越向外距离越大等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等电场线跟等势面垂直,且由电势高的面指向电势低的面两个等势面
10、永不相交例题小结：1关于电势与电势能的说法正确的是A电荷在电场中电势高的地方电势能大B在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小2将电量为 - 2108C的点电荷,从零电势S点移到电场中的M点,反抗电场力做功4108J,则M=V；若将该电荷从M点移到N点,电场力做功14108J,则N点电势N = V；M、N两点电势差UMN = V3 。如图所示,匀强电场中的一组等势面,A、B、C、D相邻间距离为2cm,则场强E = V/m；离A点1.5cm的P点
11、电势为V4如图所示,实线为匀强电场中的电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等一正点电荷在等势面A处的动能为20J,运动到等势面C处的动能为零现取B等势面为零电势能面,则当此电荷的电势能为-20J时的动能是J不计重力和空气阻力5如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为A=15 V,B=3 V,C=3 V,由此可得D点电势D= V6某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则A在0xl之间不存在沿x方向的电场B在0xl之间存在着沿x方向的匀强电场C在x1x2之间存在着沿x方向的匀强电场D在x1x2之间存在着沿x方向的非匀强电场7.如图所示,实线是一
12、个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是 A电荷从a到b加速度减小 Bb处电势能大abCb处电势高 D电荷在b处速度小8实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a点电势为a ,b点电势为b ,则 A场强方向一定向左,且电势a bB场强方向一定向左,且电势a bD场强方向一定向右,且电势a b9图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V、4V和1.5V.一质子11H从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动
13、,已知它经过等势面b时的速率为v,则对质子的运动有下列判断 A质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5eVB质子从a等势面运动到c等势面动能增加4.5eVC质子经过等势面c时的速率为2.25vD质子经过等势面c时的速率为1.5v电容器 电容基础知识1平行板电容器基本结构：两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成带电特点：两板电荷等量异号,分布在正对两板的内侧板间电场：板间形成匀强电场,场强大小为EUd,方向垂直板面2电容器的充、放电过程充电过程如图171所示：充电电流,电流方向为逆时针方向,电流强度由大到小；电容器所带电荷量增加；电容器两极板间电压升高；电容器中电场强度增加；当电容器充电结束
14、后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间电压与充电电压相等；充电后,电容器从电源中获取的能量称为电场能放电过程如图172所示：放电电流：电流方向是从正极板流出,电流强度是由大变小；电容器上电荷量减小；电容器两极板间电压降低；电容器中电场强度减弱电容器的电场能转化成其他形式的能3电容定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值,叫做电容器的电容定义式：CQ/U电容是利用了比值定义法,看起来好像C由Q和U来决定,其实C与Q、U无关,C的大小是由电容器本身的结构决定的,只是比值Q/U可以用来量度电容器的电容即使电容器不带电,电容器容纳电荷的本领也不变,其电容仍然为C 单位：在国际单位制中,电容的单位是法拉,符号是F 1 F1 CV法拉这个单位太大,实际中常用较小的单位,微法和皮法其关系：1 F106F1012pF由C=Q/U可知C=Q/U电荷量QCU,带电荷量随电压的升高而增大,即带电荷量与电压成正比提示：电容器是一种电路元件,而电容是
