高中物理电场专题

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1、电 场知识网络:电荷和电荷守恒定律电场电场力的性质场强E=F/q 矢量 电场线匀强电场E=U/d 真空中点电荷的电场E=KQ/r2电场能的性质电势： =/q 标量 等势面电势差：UAB=UAUB=/q =wAB /q电场力F=Eq（任何电场）F=Kq1q2/r2(真空中点电荷)电势能：=Q AB=qUAB电场力的功 W=qUAB=AB 做功与途径无关带电粒子在电场中运动平衡 直线加速 偏转电场中的导体 静电感应 静电平衡电容器 电容：C=Q/U单元切块：按照考纲的规定,本章内容可以提成三部分，即:电场的力的性质;电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。其中重点是对电场基本性质的理解、纯熟运用电

2、场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电场中的运动。 电场的力的性质教学目的：两种电荷,电荷守恒,真空中的库仑定律，电荷量。2.电场,电场强度，电场线，点电荷的场强，匀强电场，电场强度的迭加。教学重点：库仑定律，电场强度教学难点:对电场强度的理解教学措施：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、库仑定律真空中两个点电荷之间互相作用的电力，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。即： 其中k为静电力常量, =9.010 N2c1.成立条件真空中（空气中也近似成立),点电荷。即带电体的形状和大小对互相作用力的影响可以忽视不计。（这一点与万

3、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,都等于球心距;而对带电导体球，距离近了后来，电荷会重新分布，不能再用球心距替代r）。2同一条直线上的三个点电荷的计算问题【例1】+4QA B C -Q 在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+Q和-Q的点电荷。将另一种点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若规定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?OABmBgFNLd【例2】已知如图,带电小球A、B的电荷分别为QA、B，OA=O,都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、相距为d。为使平衡时间

4、距离减为/2，可采用如下哪些措施A.将小球A、B的质量都增长到本来的2倍B .将小球B的质量增长到本来的8倍将小球A、B的电荷量都减小到本来的一半D .将小球A、B的电荷量都减小到本来的一半,同步将小球B的质量增长到本来的2倍与力学综合的问题。【例3】已知如图,光滑绝缘水平面上有两只完全相似的金属球A、B，带电量分别为-与-。目前使它们以相似的初动能E（相应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为1和2，动量大小分别为p1和p。有下列说法：AB-Q-2Q1=E2 E,p1=2 E1E2 E0,p1=2= p0 接触点一

5、定在两球初位置连线的中点右侧某点 两球必将同步返回各自的出发点。其中对的的是ABCFABFBFCBFA. . D.【例4】 已知如图,在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相似小球,彼此间的距离都是，A、B电荷量都是+。给C一种外力,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：球的带电性和电荷量；外力F的大小。二、电场的力的性质电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用，电荷放入电场后就具有电势能。电场强度电场强度是描述电场的力的性质的物理量。（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。这是电场强度的定义式,合用于任何电场。其中的q为试探电荷

6、（此前称为检查电荷),是电荷量很小的点电荷(可正可负)。电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相似。(2）点电荷周边的场强公式是:，其中Q是产生该电场的电荷,叫场电荷。ABCOEBEAEC(3）匀强电场的场强公式是:,其中d是沿电场线方向上的距离。【例5】 图中边长为的正三角形AB的三点顶点分别固定三个点电荷、+q、-q,求该三角形中心O点处的场强大小和方向。-5 -3 -1 1-4Q +9Q【例】 如图,在x轴上的x= -1和x =1两点分别固定电荷量为- Q和+9的点电荷。求:x轴上合场强为零的点的坐标。并求在=-点处的合场强方向。匀强电场等量异种点电荷的电场等量同种点电荷

7、的电场点电荷与带电平板+孤立点电荷周边的电场2电场线要牢记如下6种常用的电场的电场线注意电场线的特点和电场线与等势面间的关系:电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表达场强的大小。电场线互不相交。+a Oc【例7】如图所示,在等量异种点电荷的电场中，将一种正的试探电荷由A点沿直线移到点，再沿直线由O点移到点。在该过程中,检查电荷所受的电场力大小和方向如何变化？其电势能又如何变化？三、针对练习.电场强度E的定义式为E=F/,根据此式,下列说法中对的的是此式只合用于点电荷产生的电场 式中q是放入电场中的点电荷的电荷量,是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度式中q是产生电场的点电

8、荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力,E是电场强度 在库仑定律的体现式1q2/r2中,可以把kq2/r看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q处的场强大小,也可以把k1/r看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q处的场强大小.只有B只有 C只有D只有一种检查电荷q在电场中某点受到的电场力为,以及这点的电场强度为，图中能对的反映q、E、三者关系的是处在如图所示的四种电场中P点的带电粒子,由静止释放后只受电场力作用，其加速度一定变大的是4.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一种力的大小和方向变化状况是先变大后变小，方向水平向左B.先变大后变小，方向水平

9、向右.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5.如图所示，带箭头的线段表达某一电场中的电场线的分布状况一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示若不考虑其她力,则下列判断中对的的是.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电；若粒子是从B运动到A,则粒子带负电不管粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电.若粒子是从B运动到A，则其加速度减小D若粒子是从运动到A，则其速度减小6.如图所示,一根长为2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其、B两端正好处在电场的左右边界上,倾角=37,电场强度103 V/m,方向竖直向下，管内有一种带负电的小球,重G=13N,电荷量q=210-C

10、，从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0，则小球从B点射出时的速度是（取g10 m/s2;sin7=.6，cos37=0.)A.2 msB3 ms.2/sD.2/7.在图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，下列说法对的的是 带电小球有也许做匀速率圆周运动 带电小球有也许做变速率圆周运动 带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有也许最小A . D.8质量为的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时，细线与竖直方向成3角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的

11、电量应为A.B. C.D.带负电的两个点电荷A、B固定在相距 cm的地方,如果将第三个点电荷C放在AB连线间距A为 cm的地方,正好静止不动,则A、B两个点电荷的电荷量之比为_.AB之间距为2 cm处的电场强度=_.0.有一水平方向的匀强电场，场强大小为03 /C,在电场内作一半径为10m的圆，圆周上取A、B两点，如图所示,连线A沿E方向，BOAO,另在圆心处放一电荷量为10-8 C的正电荷，则A处的场强大小为_;B处的场强大小和方向为_1.在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-，两小球用长为L的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于

12、O点处在平衡状态，如图所示，重力加速度为g，则细绳对悬点O的作用力大小为_12长为L的平行金属板,板间形成匀强电场，一种带电为+q，质量为m的带电粒子,以初速度v0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场，刚好从下板边沿射出，末速度恰与下板成0角,如图所示，则:(1）粒子末速度的大小为_；（2)匀强电场的场强为_；(）两板间的距离d为_.13如图所示，在正点电荷Q的电场中,点处的电场强度为1 N/，C点处的电场强度为16 /C，B点是在A、C连线上距离A点为五分之一AC长度处,且A、C在一条直线上,则B点处的电场强度为多大？4.在一高为h的绝缘光滑水平桌面上，有一种带电量为+q、质量为的带电小球静止

13、，小球到桌子右边沿的距离为s,忽然在空间中施加一种水平向右的匀强电场E，且qE=2 mg，如图所示,求:（)小球经多长时间落地?（2)小球落地时的速度5.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E.从水平轨道上的点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点A距圆轨道最低点B的距离.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍参照答案1.C 2 3D4B 根据电场线分布和平衡条件判断5BC 运用等效场解决.D8D依题意做出带正电小球A的受力图，电场力最小时，电场力方向应与绝缘细线垂直,E=msn30,从而得出结论.116;0100;9103 N/;方向与E成45角斜向右下方11m+E 先以两球整体作为研究对象,根据平衡条件求出悬线对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对点的拉力大小.1.(1）v0 (2） （)L13约为2 C4（1)小球在桌面上做匀加速运动，t1=，小球在竖直方向做自由落体运动,=，小球从静止出发到落地所通过的时间:t=t1+t2=.(2）小球落地时v=gt=,vx=t=gt=2.落地速度v=15R 将电场和重力场等效