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1、07年二轮复习名师点津 专题十 电场考点解读电场内容要求说明54.两种电荷.电荷守恒55.真空中的库仑定律.电荷量56电场.电场强度.电场线.点电荷的场强.匀强电场.电场强度的叠加57.电势能.电势差.电势.等势面58.匀强电场中电势差和电场强度的关系59.静电屏蔽60.带电粒子在匀强电场中的运动61.示波管.示波器及其应用62.电容器的电容63.平行板电容器的电容.常用的电容器带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况考点清单1.库仑定律成立的条件及应用内容：在真空中两个点电荷的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的
2、方向在它们的连线上.表达式：说明 （1）库仑定律适用在真空中、点电荷间的相互作用，点电荷在空气中的相互作用也可以应用该定律.对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离.对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新分布.库仑力是短程力，在r =10-1510-9 m的范围均有效.所以不能根据公式错误地推论：当r 0时，F，其实，在这样的条件下，两个带电体也已经不能再看做点电荷.（2）在计算时，知物理量应采用国际单位制单位.此时静电力常量k =9109Nm2/C2.（3），可采用两种方法计算：采用绝对值计算.库仑力的方向由题意判断得出.Q1、Q2带符号计算.
3、此时库仑力F的正、负符号不表示方向，只表示吸引力和排斥力.（4）库仑力具有力的共性两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律.库仑力可使带电体产生加速度.例如原子的核外电子绕核运动时，库仑力使核外电子产生向心加速度.库仑力可以和其他力平衡.某个点电荷同时受几个点电荷的作用时，要用平行四边形定则求合力.例1 如图10-27所示，在一条直线上的A、B、C三点上分别放置QA=+310-9C、QC+310-9C的点电荷，试求作用在A电荷上的作用力.图10-27剖析 由于点电荷A处在B和C的电场中，故同时受到B和C的库仑力作用.因此作用在A电荷上的作用力应为两库仑的合力，可根据库仑定律分别求出B和C
4、对A的库仑力的大小，再求合力.解析 研究A点电荷.分析A受到B、C电荷的库仑力，如图10-28所示，根据库仑定律：图10-28N NN N规定沿这条直线由A指向C为正方向，则A点电荷受到的合力大小为：FA = FBA - FCA =(1.0810-3 - 9.010-5)N =9.910-4 N.答案 A点电荷受到的合力方向为由A指向C的方向、大小为9.910-4 N2.电场强度的计算（1）定义式：适用于任何电场，E与F、q无关，E的方向规定为正电荷受到电场力的方向.（2）点电荷电场的场强：.说明 电场中某点的电场强度的大小与形成电场的电荷电量有关，而与场电荷的电性无关，而电场中各点场强方向由
5、场电荷电性决定.由定义式知：电场力F = qE，即电荷在电场中所受的电场力的大小由电场和电荷共同决定；电场力的方向由场强方向和电荷电性决定：正电荷在电场中所受电场力的方向与场强方向一致，负电荷在电场中所受电场力的方向与场强方向相反.如果空间几个电场叠加，则空间某点的电场强度为知电场在该点电场强度的矢量和，应据矢量合成法则平行四边形定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作代数运算合成.例2 在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡时（如图10-29所示）.
6、图10-29（1）匀强电场场强E的大小、方向如何？（2）检验电荷+q放在点c 时，受力Fc的大小、方向如何？（3）检验电荷+q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？剖析 由题意知，检验电荷是处在匀强电场和点电荷+Q产生的电场所组成的叠加场中.因此要求检验电荷在电场中某点所受的电场力，首先应确定该点的合场强，要确定合场强，就需要求匀强电场的场强.而题目已经告诉当检验电荷处在d点时恰好平衡，这恰恰是两电场共同作用的结果，据此则问题可解.解析 （1）由题意可知： 由F1=F2，所以匀强电场方向沿db方向.（2）检验电荷放在c点：所以.方向与ac方向成45角（如图10-30所示）.图10-30评价 本
7、题如果先分别求出两电场对检验电荷各自作用的电场力，然后再利用矢量合成求合力亦可.3.电荷守恒定律电荷既不能被创造，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.在转移过程中，电荷总量不变.说明 （1）电荷量的实质：物体得到或失去电子便带上了电荷，得到电子带负电，失去电子带正电，讨论物体带何种电性，是指物体的净电荷是正还是负，也就是说物体所具有的总电荷中是正电荷多于负电荷，还是负电荷多于正电荷，净电荷的多少叫做电荷量.（2）摩擦起电：两个不同种的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一物体获得电子而带等量的负电.（3）接触起电：用一个不带电的物体去接
8、触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电.（4）电荷的中和：两个有等量异种电荷的导体，相互接触后净电荷为零的现象叫电荷的中和.（5）不能将起电现象看成是电荷的创造，也不能将电荷中和现象看成是电荷的消灭，从而否定电荷守恒定律.事实上，不论是起电现象还是电荷中和的现象，其过程只是电荷的转移，电荷本身并没有被创造或消灭.在任何物理过程中，各个物体的电荷量可以改变，但所有物体电荷量的代数和是守恒的.4.电势能大小的比较（1）场电荷判断法离场正电荷越近，检验正电荷的电势能越大；检验负电荷的电势能越小.离场负电荷越近，检验正电荷的电势能越小；检验负电
9、荷的电势能越大.（2）电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小.（3）做功判断法无论正、负电荷，电场力做正功，电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方，反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.例3 如图10-31所示的电场线，可判定（ ）图10-31A.该电场一定是匀强电场B.A点的电势一定低于B点电势C.负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大D.负电荷放在B点所受电场力方向向右解析 由图知，该电场线为直线，在我们常
10、接触的电场中，匀强电场的电场线是是直线，但点电荷的电场线也是直线，故也可能是正电荷放在左端或负电荷放在右端时产生电场的电场线，另外也可能是正负电荷之间的一条电场线，故A错.电势的高低可据电场线由高电势指向低电势判断，则错.由于，故正电荷在A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，因此C正确，也可假设负电荷由A移到B，则该过程中电场力向左与运动方向相反故电场力做负功，电势能增加.负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方向相反.故D错.答案 C5.匀强电场中电势差和电场强度的关系电势差和电场强度都是描述电场性质的物理量，都由电场本身决定，但这两个物理量之间无直接关系，电场强度是从力的角度描述电
11、场性质的物理量，是矢量；电势差则是从能量角度来描述电场性质的物理量，是标量.但是电场强度与电势差有一定的关系.（1）匀强电场中电势差和电场强度在方向上的关系：由图10-32可知，由A点沿AB、AC、AD、AF路径电势均降落，且UAB=UAC=UAD=UAF其中AB路径电势降落最快（单位长度上的电势差最大）.由此可知：图10-32电势降落最快的方向是电场强度的方向.（2）匀强电场中电场强度和电势差在数值上的关系：.说明 上式只适用于匀强电场；上式中U为电场中的两点间的电势差，d为两点沿场强方向间的距离（即两点所在等势面间的距离）；电场强度的单位：N/C=V/m.例4 如图10-33所示的匀强电场
12、中，有a、b、c三点，ab =2cm，bc =12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角，一个电荷量为q410-8C的正电荷从a移到b电场力做功为W11.210-7 J，求：图10-33（1）匀强电场的场强E？（2）电荷从b移到c，电场力做功W2=?（3）a、c两点的电势差Uac？剖析 由于电场力做功W=qU与路径无关，只与初末位置间的电势差有关，故可据已知的电场力做功先求电势差,再据匀强电场中场强与电势差的关系确定场强E.反之亦然.解析 （1）设ab两点间距离dW1 =qUab 由两式得V/m =60 V/m.（2）设bc两点沿场强方向距离为d1. W2=qUbc 由式得：J=1.
13、4410-7J.（3）设电荷从a移到c电场力做功为WW=W1+W2 W=qUac 由式得：VV6.6V.6.导体处于静电平衡的特点导体内部各点的场强为零.导体表面任意点的场强方向与该表面垂直.导体为等势体，导体表现为等势面.带电导体的净电荷分布在导体的外表面.曲率半径大的地方电荷的密度小，曲率半径小的地方电荷的密度大.说明 （1）导体内部场强是指引起感应现象的外部电场在导体内产生的场强与感应电荷产生的场强合场强，只有当合场强为零时，内部自由电荷才不再受电场力作用，即不再定向移动.（2）放入电场中的导体，导体上任意一点的电势均等于场电荷在该点电势与感应电荷在该点电势的代数和，该值对导体中各点来说必相等，因为两点间存在电势差是产生电流的条件，即两点存在电势差时，电荷要定向移动.（3）对于孤立的带电导体可认为它处于本身所带电荷形成的电场中，导体内部场强为零，仍为等势体，带电导体的净电荷分布在导体的外表面可利用法拉第圆筒实验来证明.例5 如图10-34所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（ ）图10-34A.B的空腔内电场强度为零B.B不带电C.B的内外表面电势相等D.B带负电解析 当金属壳B接地时，金属壳B和地球就可看成一个大导体，相对小球A来说，B的内表面是近端，地球另一侧是远端，因此B的
