静电场复习学案学生用

戴氏教育阆中总校以智启智以爱育爱地址：阆水东路168号（滨江新天地对面）电话：62222281静电场【电场力的性质】【基础知识】1．电荷、电荷守恒定律⑴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．⑵元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，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．⑶起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电．⑷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⑴内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，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．⑵公式：F=kQ1Q2／r2（k=9.0×109N·m2／C2）⑶适用条件：①真空中②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】①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律；②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⑴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⑵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）⑶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垂直．⑷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．⑸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）⑹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：①切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．②从正电荷出发到负电荷终止，或从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．③疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．④匀强电场的电场线平行且距离相等．⑤没有画出电场线的地方不一定没有电场．⑥顺着电场线方向，电势越来越低．⑦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．⑧电场线永不相交也不闭合．⑨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D．P点场强方向就是试探电荷在该点受力方向2．B电荷受到A电荷的静电作用，实际上是（）A、A电荷对B电荷的直接作用B．A电荷的电场对B电荷的电场的作用C．A电荷对B电荷的电场的作用D．A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θ，如图所示，则电场强度的大小为（）A．有唯一值mgtanθ/qB．最小值是mgsinθ/qC．最大值mgtanθ/qD．mg/q6．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A—O—B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】戴氏教育阆中总校以智启智以爱育爱地址：阆水东路168号（滨江新天地对面）电话：622222821．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=gh．2．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．①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．②一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．③电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差，即UAB=φA－φB，沿电场线方向电势降低．3．电场力做功与电势能⑴电势能：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．⑵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．⑶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⑴电场中电势相等的点所组成的面为等势面．⑵特点：①各点电势相等．②等势面上任意两点间的电势差为零．③电荷沿着等势面运动，电场力不做功．④处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面．⑤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．⑥等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．⑦电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低的面．⑧两个等势面永不相交．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-2×10－8C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4×10－8J，则φM=V；若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10－8J，则N点电势φN=V；M、N两点电势差UMN=V．3。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点电势为V．4．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φA=15V，φB=3V，φC=－3V，由此可得D点电势φD=V．6．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（）A．在0～xl之间不存在沿x方向的电场B．在0～xl之间存在着沿x方向的匀强电场C．在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场D．在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场7.如图所示，实线是一个电场中的电场线，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B．b处电势能大C．b处电势高D．电荷在b处速度小8．如图所示，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φa，b点电势为φb，则（）A．场强方向一定向左，且电势φaφbB．场强方向一定向左，且电势φaфbC．场强方向一定向右，且电势φaφbD．场强方向一定向右，且电势φaφb9．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，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(1)基本结构：两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成(2)带电特点：两板电荷等量异号，分布在正对两板的内侧(3)板间电场：板间形成匀强电场，场强大小为E＝U／d，方向垂直板面2．电容器的充、放电过程(1)充电过程如图1—7—1所示：①充电电流，电流方向为逆时针方向，电流强度由大到小；②电容器所带电荷量增加；③电容器两极板间电压升高；④电容器中电场强度增加；当电容器充电结束后，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；⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能．(2)放电过程如图1—7—2所示：①放电电流：电流方向是从正极板流出，电流强度是由大变小；②电容器上电荷量减小；③电容器两极板间电压降低；④电容器中电场强度减弱⑤电容器的电场能转化成其他形式的能．ab戴氏教育阆中总校以智启智以爱育爱地址：阆水东路168号（滨江新天地对面）电话：622222833．电容(1)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．(2)定义式：C＝Q/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．(3)单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，符号是F．1F＝1C／V法拉这个单位太大，实际中常用较小的单位，微法(μF)和皮法(pF)其关系：1F＝106μF＝1012pF(4)由C=Q/U可知C=ΔQ/ΔU(5)电荷量Q＝CU，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：①电容器是一种电路元件，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领．②电容器的带电荷量是一个极板上电荷量的绝对值．③电容C是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度E、电势φ，都是用比值法定义的．电容C=Q/U，但不能说电容C与Q成正比、与U成反比．电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关．④加在电容器两极上的电压不能超过某一限度．超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏．这个极限电压称为穿电压．电容器工作时的电压应低于击穿电压．电