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1、 电电 场场高三物理知识块高三物理知识块系列复习复习1;.知识要求知识要求类：两种电荷，电荷守恒；静电屏蔽；示波管、类：两种电荷，电荷守恒；静电屏蔽；示波管、 示波器及其应用。示波器及其应用。 类：真空中的库仑定律，电荷量；类：真空中的库仑定律，电荷量； 电场，电场强度，电场线，点电荷的场强，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；匀强电场，电场强度的叠加； 电势能，电势差，电势，等势面；匀强电场中电势差跟电场强度的关系；电势能，电势差，电势，等势面；匀强电场中电势差跟电场强度的关系； 带电粒子在匀强电场中的运动；电容器，电容，平行板电容器的电容，常用的电容带电粒子在
2、匀强电场中的运动；电容器，电容，平行板电容器的电容，常用的电容器。器。 2;.技能要求技能要求一、用比值法定义物理量一、用比值法定义物理量1 1、定定义义电电场场强强度度的的方方法法；2 2、定定义义电电势势差差的的方方法法；3 3、定定义义电电容容的的方方法法；4 4、把把地地球球视为质点，定义地球周围的引力场强度。（见例题一）视为质点，定义地球周围的引力场强度。（见例题一）二、解决二、解决带电粒子在电场中的运动问题带电粒子在电场中的运动问题1、因因电电场场力力作作功功与与路路径径无无关关，所所以以用用动动能能定定理理WEkqUmv2/2解解决决带带电电粒粒子在电场中运动问题是首选的方法。子
3、在电场中运动问题是首选的方法。2、用动能定理不能求解速度的方向，要求解速度的方向可用牛顿运动定律，复杂、用动能定理不能求解速度的方向，要求解速度的方向可用牛顿运动定律，复杂的曲线运动可以分解为两个直线运动处理。的曲线运动可以分解为两个直线运动处理。 3;.例题一例题一（2003年上海市高考）有质量的物体周围存在着引力场。万在引力和库仑力有类年上海市高考）有质量的物体周围存在着引力场。万在引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场场强的方法来定义引力场的场强。由此可得，似的规律，因此我们可以用定义静电场场强的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为与质量为M的质点相距的质点相距r处的引
4、力场场强的表达式为处的引力场场强的表达式为EG= （万有引力恒量用（万有引力恒量用G表示）。表示）。 4;.例题分析与解答例题分析与解答设引力场强度为设引力场强度为EG G，则，则EG G=FG G/m FG=5;.例题二例题二传传感感器器是是一一种种采采集集信信息息的的重重要要器器件件，如如图图为为测测定定压压力力的的电电容容式式传传感感器器，将将电电容容器器、灵灵敏敏电电流流表表（零零刻刻度度在在中中央央）和和电电源源串串联联成成闭闭合合回回路路。当当压压力力F作作用用于于可可动动膜膜片片电电极极上上，膜膜片片产产生生形形变变，引引起起电电容容的的变变化化，使使灵灵敏敏电电流流表表指指针针
5、偏偏转转。在在对对膜膜片片开开始始施施加加恒恒定定压压力力到到膜膜片片稳稳定定之之后后，灵灵敏敏电电流流表表指指针针偏偏转转情情况况为为（电电流流从从电电流流表表正正接接线线柱柱流入时指针向右偏）（流入时指针向右偏）（ ）A向右偏转到某一刻度后回到零刻度向右偏转到某一刻度后回到零刻度B向左偏转到某一刻度后回到零刻度向左偏转到某一刻度后回到零刻度C向右偏转到某一刻度后不动向右偏转到某一刻度后不动D向左偏转到某一刻度后不动向左偏转到某一刻度后不动 6;.例题分析与解答例题分析与解答压力出现后电容器两极间距离变小，压力出现后电容器两极间距离变小，电容变大，电容变大，因电压不变，故电量增大，因电压不变
6、，故电量增大，电源给电容器充电，电流计指针向右偏转，充电结束电流计指针归零。电源给电容器充电，电流计指针向右偏转，充电结束电流计指针归零。正确选项是正确选项是A。 7;.例题三例题三一一平平行行板板电电容容器器充充电电后后与与电电源源断断开开，负负极极板板接接地地，在在两两极极板板间间有有一一正正电电荷荷（电电量量很很小小）固固定定在在P点点，如如图图所所示示，以以E表表示示两两极极板板间间的的场场强强，U表表示示电电容容器器的的电电压压，W表表示示正正电电荷荷在在P点点的的电电势势能能。若若保保持持负负极极板板不不动动，将将正正极极板板移移到到图图中中虚虚线线所所示示的的位位置置，则（则（
7、）AU变小，变小，E不变不变 BE变大，变大，W变大变大CU变小，变小，W不变不变 DU不变，不变，W不变不变 8;.例题分析与解答例题分析与解答电容器的带电量不变，正对面积不变，电容器的带电量不变，正对面积不变，C=S/4kd, C=Q/U=Q/Ed,E= 4 kQ/S故极间的电场强度不变。故极间的电场强度不变。U=Ed,d变小，变小，U变小，变小，正电荷的电势能正电荷的电势能W=Exq,这三个物理量均不变，这三个物理量均不变，W不变。不变。正确选项是正确选项是AC。 9;.例题四例题四长为长为L两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑。装有两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑。装有A、B两个带电小球，质量
8、、电量分两个带电小球，质量、电量分别为别为m、3q和和3m 、q，管竖直时，管竖直时，A球在底部，球在底部，B球恰在管中央；若将管倒置两球球恰在管中央；若将管倒置两球平衡时，平衡时，B球对管底的压力为球对管底的压力为 ，A、B两球之间的距离为两球之间的距离为 。 10;.例题分析与解答例题分析与解答本题示意图如右本题示意图如右在右示甲图中研究B 在右示乙图中研究A， 再在乙图中研究A和B组成的整体N=4mg。11;.例题五例题五如如图图所所示示，电电子子在在电电势势差差为为U1的的加加速速电电场场中中由由静静止止开开始始运运动动，然然后后沿沿中中心心线线射射入入电电势势差差为为U2的的平平行行
9、金金属属板板间间的的电电场场中中，在在满满足足了了电电子子能能射射出出平平行行板板区区域域的的条条件件下下，一定能使电子的偏转角一定能使电子的偏转角变大的情况是（变大的情况是（ ）AU1变大，变大，U2变大变大 BU1变小，变小，U2变大变大CU1变大，变大，U2变小变小 DU1变小，变小，U2变小变小 12;.例题分析与解答例题分析与解答在电子能穿出电场的条件下在电子能穿出电场的条件下t=L/V0，在加速电场中 在偏转电场中 ，正确选项是B。13;.例题六例题六如图所示，两平行金属板如图所示，两平行金属板MN间距为间距为d，板上有两个正对的小孔，板上有两个正对的小孔A、B，在两板间加，在两板
10、间加如图电压，最大值为如图电压，最大值为U0，在，在t=0时，时，N板为高电势。这时有质量为板为高电势。这时有质量为M，带电量为，带电量为q的的正离子，经正离子，经U=U0/3的电压加速后从的电压加速后从A孔射入两板间，经过两个周期后恰从孔射入两板间，经过两个周期后恰从B孔射出孔射出（不计重力），求交变电压的周期（不计重力），求交变电压的周期T。 14;.例题分析与解答例题分析与解答正离子在正离子在A处的初速度处的初速度 V V0 0= = 用V-t图象表示离子的运动情况十分直观（见下图）。 在半个周期内离子的位移S1=（V0+V1）/2T/2 =（V0+V1）T/4，两个周期的位移S=（V0
11、+V1）T=d。V1=V0-U0qT/2dm。第二个解的物理意义是V1与V0的方向相反 15;.例题七例题七如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m，带电量为，带电量为q的粒子，仅受电场力作用，以恒定的速率的粒子，仅受电场力作用，以恒定的速率v沿一圆沿一圆弧做圆周运动，从圆周上弧做圆周运动，从圆周上A点到点到B点速度方向改变了点速度方向改变了角，角，A、B两点间弧长为两点间弧长为S，求：，求：A、B两点处的场强的大小及两点处的场强的大小及A、B两点间的电势差两点间的电势差 16;.例题分析与解答例题分析与解答既然带电粒子以恒定不变的速率沿圆弧运动，又仅受电场力作用，既然带电粒子以恒定不变的速
12、率沿圆弧运动，又仅受电场力作用，那么带电粒子一定处于点电荷的电场中，且带电粒子在以点电荷为圆心的圆上运动那么带电粒子一定处于点电荷的电场中，且带电粒子在以点电荷为圆心的圆上运动根据牛顿运动定律和圆周运动规律，由电场力提供向心力根据牛顿运动定律和圆周运动规律，由电场力提供向心力 S=r 由动能定理知A、B两点间的电势差为零（带电粒子只有在点电荷电场中才可能做匀速圆周运动） 思考：思考：还有没有别的措施可满足这样的条件？ 17;.作业作业1、关于静电场的以下说法在正确的是（关于静电场的以下说法在正确的是（ ）A沿电场线方向各点的电势不可能相同沿电场线方向各点的电势不可能相同 B沿电场线方向各点的电
13、场强度一定是减小的沿电场线方向各点的电场强度一定是减小的C等势面上各点的电场强度不可能相同等势面上各点的电场强度不可能相同 D等势面上各点的电场强度方向一定垂直该等势面等势面上各点的电场强度方向一定垂直该等势面 A D18;.作业作业2、两两个个相相同同的的金金属属小小球球，各各自自带带电电后后相相距距r时时相相互互作作用用力力的的大大小小为为F，将将两两球球接接触触后后分分开，放回原处，相互作用力的大小仍为开，放回原处，相互作用力的大小仍为F，则两球原来所带电荷（，则两球原来所带电荷（ ）A可能是等量的同种电荷可能是等量的同种电荷 B可能是不等量的同种电荷可能是不等量的同种电荷C可能是不等量
14、的异种电荷可能是不等量的异种电荷 D. .不可能是异种电荷不可能是异种电荷 Aq1q2=qs2, 2qs=q1-q2C19;.作业作业3、如如图图所所示示电电路路中中，A、B为为两两块块竖竖直直放放置置的的平平行行金金属属板板，G是是一一只只静静电电计计，开开关关S合合上上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使静电计指针张角增大（后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使静电计指针张角增大（ ）A使使A、B两板靠近一些两板靠近一些 B使使A、B两板正对面积错开一些两板正对面积错开一些C断开断开S后使后使B板向右平移拉开一些板向右平移拉开一些D断开断开S后使后使A、B两板正对面积错开一些
15、两板正对面积错开一些 C=Q/US闭合U不变S断开Q不变。CD20;.作业作业4、图图中中所所示示是是一一平平行行板板电电容容器器，其其电电容容为为C，带带电电量量为为Q，上上极极板板带带正正电电。现现将将一一个个试试探探电电荷荷q由由极极板板间间的的A点点移移到到B点点，A、B两两点点间间距距离离为为S，连连线线AB与与板板间间的的夹夹角角为为30，则电场力对试探电荷，则电场力对试探电荷q所做的功等于（所做的功等于（ ）AqCs/Qd BqQs/Cd CqQS/2Cd DqCS/2Qd C21;.作业作业5、如如图图，a、b竖竖直直向向上上的的电电场场线线上上的的两两点点，一一带带电电质质点
16、点在在a点点由由静静止止释释放放，沿沿电电场场线线向向上上运运动动，到到b点点时时恰恰好好速速度度为为零零，下下列列说说法法正正确确的是（的是（ ）A带电质点在带电质点在a、b两点所受电场力都是竖直向上的两点所受电场力都是竖直向上的 Ba点电势比点电势比b点电势高点电势高C带电质点在带电质点在a点的电势能比在点的电势能比在b点的电势能小点的电势能小 Da点的场强比点的场强比b点的场强大点的场强大BmgEaqmgmgEbqmgAD22;.作业作业6、如如图图所所示示，a、b、c、d是是正正方方形形，将将一一负负电电荷荷q从从a点点移移到到b点点时时，需需克克服服电电场场力力做做功功W，若若将将同
17、同一一负负电电荷荷q从从a点点移移到到d点点也也需需克克服服电电场场力力做做功功W，则则关关于于此此空空间间存存在在的的电电场场可能是（可能是（ ）A方向由方向由a指向指向c的匀强电场的匀强电场 B方向由方向由b指向指向d的匀强电场的匀强电场C处于处于c点的正点电荷产生的电场点的正点电荷产生的电场 D处于处于c点的负点电荷产生的电场点的负点电荷产生的电场 abcdb、d两点电势相等A D23;.作业作业7、如如图图所所示示，q1、q2、q3分分别别表表示示在在一一条条直直线线上上的的三三个个点点电电荷荷，已已知知q1与与q2之之间间的的距距离离为为l1，q2与与q3之间的距离为之间的距离为l2
18、，且每个电荷都处于平衡状态。，且每个电荷都处于平衡状态。（1）如）如q2为正电荷，则为正电荷，则q1为为 电荷，电荷，q3为为 电荷。电荷。（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是三者电量大小之比是 ： ： 。 负负124;.作业作业8、如如图图所所示示，质质量量为为m=1.010-2kg的的带带电电小小球球，以以1ms的的速速度度射射向向匀匀强强电电场场中中已已知知v0的方向与水平成的方向与水平成=45角，电场中相邻的两等势面间距为角，电场中相邻的两等势面间距为1cm求求(1)使小球在电场中作直线运动时所带电量使小球在电场中作直线运动时所带电量q；(2)沿直线运动所经过的最大距离沿直线运动所
19、经过的最大距离 25;.解答解答欲使小球作直线运动，即沿欲使小球作直线运动，即沿v0方向运动方向运动其所受合外力方向只能与其所受合外力方向只能与v0方向共线方向共线重力向下电场力必向左重力向下电场力必向左所以小球带正电荷，如图所示可得所以小球带正电荷，如图所示可得 Eq=mg,E=U/dq=1.010-5(C) 设最大位移为s，根据动能定理 -2as=0-V02,26;.作业作业9、27;.解答解答由动能定理由动能定理28;.作业作业10、匀匀强强电电场场的的场场强强大大小小E2.0103V/m，方方向向水水平平，电电场场中中有有两两个个带带电电质质点点A、B，它它们们的的质质量量均均为为m1
20、.010-5kg，质质点点A带带负负电电，质质点点B带带正正电电，电电量量皆皆为为q1.010-9C，两两质质点点位位于于同同一一等等势势面面上上，当当A以以初初速速度度vA2.0m/s，B以以初初速速度度vB1.2m/s均均沿沿电电场场方方向向，同时开始沿同一直线运动，则以后的运动过程中（不计重力）。同时开始沿同一直线运动，则以后的运动过程中（不计重力）。（1）经过多少时间两质点再次位于同一等势面上。）经过多少时间两质点再次位于同一等势面上。（2）两质点再次位于同一等势面之前它们的最大距离是多少？）两质点再次位于同一等势面之前它们的最大距离是多少？ 29;.解答解答(1)据题意据题意B作匀加
21、速运动作匀加速运动 A作匀减速运动作匀减速运动再次相遇时有再次相遇时有1. 2t+at2/2=2t-at2/2,a=0.2m/s2t=4s.(2)速度相等时两质点间距离最大速度相等时两质点间距离最大2-at2=1.2+at2,t2=2sSm=SA-SB=0.8m30;.作业作业11、如图如图1所示，所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。远小于板的长和宽）。在两板之间有一带负电的质点在两板之间有一带负电的质点P。已知若在。已知若在A、B间加电压间加电压U0，则质点，则质点P可以静止平可以静止平衡。现在衡。现在A、B间加上如图间加
22、上如图2所示的随时间所示的随时间t变化的电压。在变化的电压。在t=0时质点时质点P位于位于A、B间间的中点处且初速为的中点处且初速为0。已知质点。已知质点P能在能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰，求图板相碰，求图2中中U改变的各时刻改变的各时刻t1、t2、t3及及tn的表达式。（质点开始从中点上升的表达式。（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。）变一次。） 31;.Vt0V1t1=d/4t2d/4d/22t1t3d/2d/2画画P P的速度时间图象的速度时间图象P先向上加速后向上减速将到达先向上加速后向上减速将到达B板时速度为零。板时速度为零。向上减速时的加速度是向上减速时的加速度是g将到达将到达B板时的时间是板时的时间是2t132;.
