2018年高中物理 第1章 静电场 1.5 电场力性质的定性描述——电场线习题 新人教版选修3-1
静电场的概念与性质
静电场的概念与性质静电场是指由电荷引起的空间中的电场,其中电荷处于静止状态。
静电场的概念与性质是物理学中非常重要的内容。
本文将对静电场的概念和性质进行详细讨论。
一、静电场的概念静电场是由静止的电荷所产生的电场。
在物体表面或空间中存在电荷分布时,就形成了电场。
根据库仑定律,两个静止电荷之间的力与它们之间的距离和电荷的大小成正比。
通过此定律,可以计算出电荷在空间中的分布情况,进而得到静电场的性质。
二、静电场的性质1. 电场强度电场强度是描述静电场性质的重要参数。
它表示单位电荷在电场中受到的力。
电场强度的大小与电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。
通过电场强度的计算,可以了解到电荷对周围环境的影响范围。
2. 电势能电势能是描述电荷在电场中的能量状态的参量。
在不同位置上的电荷具有不同的电势能。
当电荷在电场中沿着电场线移动时,会产生电势能的变化。
电势能的计算可以用来研究电荷在电场中的运动特性。
3. 电场线电场线是用来描述静电场分布规律的曲线。
在电场中,电场线的方向与电场强度的方向相同。
电场线的密度表示电场强度的大小。
通过观察电场线的分布,可以直观地了解到电场的性质。
4. 均匀静电场与非均匀静电场均匀静电场是指电场强度在空间中各点的分布均匀的电场。
在均匀静电场中,电场强度大小和方向在空间中的任何位置都相同。
非均匀静电场则是指电场强度在空间中各点的分布不均匀的电场。
在非均匀静电场中,电场强度大小和方向在空间中的不同位置有所变化。
5. 静电屏蔽静电屏蔽是指用导体将一个区域与外部环境隔离开来,以防止电场的影响进入该区域。
静电屏蔽可以有效地减弱电场的影响,保护设备和人员的安全。
6. 静电现象静电场的存在会引发各种静电现象。
例如,当不同材料之间摩擦时,可能会产生静电充电现象。
在静电场的作用下,带电物体之间可能会发生电荷的转移和放电现象。
了解静电现象对于应对和预防静电风险具有重要意义。
结语:静电场的概念与性质是了解电磁现象中的重要一环。
2018年高中物理选修3-1课件:第1章 静电场 第3节 电场及其描述 精品
(2)实验:用挂在细线下端的带电小球作为试探电荷,把这个试 探电荷先后放在带电体 A 产生的电场中的不同位置,如图所示, 可以观察到离带电体 A 越远,细线偏离的角度_越__小___.
(3)结论 ①在电场中的同一位置,试探电荷受到的电场力与其电荷量的
比值Fq 是一定的,与试探电荷的__电__荷__量__无关. ②在电场中的不同位置,这个比值一般是_不__同___的,静电力的 方向也一般_不__同___,这个比值只跟试探电荷在电场中的_位__置___ 有关,跟试探电荷的_电___荷__量__无关,它反映了电场本身的一种 性质.
A.电场线一定是闭合的曲线 B.电场线是正电荷在电场中的运动轨迹 C.电场线的疏密表示场强的强弱 D.电场线可以相交 [解析] 电场线是不闭合的,A 错误.电场线不是带电粒子在电 场中的运动轨迹,B 错误.电场线不可相交,D 错误. [答案] C
命题视角 2 电场线的应用 如图所示为点电荷 A、B 所形成
项 D 正确.
3.如图所示,把一个电荷量 q=-1×10-6 C 的试探电荷,依次 放在带正电的点电荷 Q 周围的 A、B 两处,受到的电场力大小 分别是 FA=5×10-3N,FB=3×10-3 N.
(1)画出试探电荷在 A、B 两处的受力方向; (2)求出 A、B 两处的电场强度; (3)若在 A、B 两处分别放上另一个电荷量为 q′=1×10-5 C 的电 荷,则该电荷受到的电场力为多大?
1.由 E=Fq可知,某电场的场强 E 与 q 成反比,与 F 成正比, 这么理解正确吗? 提示:不正确.E=Fq 是电场强度的定义式,不是决定式,电场 中某点的场强 E,只与电场本身有关,与放入的电荷无关.
三、点电荷的电场与匀强电场
1.点电荷的电场 (1)存在:_点__电__荷___周围.
高考物理静电场:静电场性质与电场线应用
高考物理静电场:静电场性质与电场线应用在高考物理中,静电场是一个重要的知识点,其中静电场的性质和电场线的应用更是理解和解决相关问题的关键。
首先,我们来了解一下静电场的性质。
静电场是由静止电荷产生的电场。
它具有两个重要的性质:一是对放入其中的电荷有力的作用,二是电场力做功与路径无关。
对于第一个性质,电荷在静电场中会受到电场力的作用,其大小与电荷量和电场强度有关。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,用 E 表示。
电场强度的定义式为 E = F / q ,其中 F 是电荷所受的电场力,q 是电荷量。
电场强度是矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
第二个性质,电场力做功与路径无关,只与电荷的初末位置有关。
这一性质类似于重力场中重力做功的特点。
根据这一性质,可以引入电势能的概念。
电荷在电场中具有的势能叫做电势能,电势能的变化量等于电场力所做的功。
接下来,我们重点探讨一下电场线。
电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线。
电场线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致。
电场线具有以下几个重要特点:第一,电场线从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远处;第二,电场线在空间不相交;第三,电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电场线越密,电场强度越大。
那么,电场线在解决静电场问题中有哪些应用呢?通过电场线的方向,可以判断电荷在电场中的受力方向。
正电荷所受电场力的方向与电场线方向相同,负电荷所受电场力的方向与电场线方向相反。
例如,在一个电场中,如果电场线是水平向右的,那么正电荷在该电场中受到的电场力方向也是水平向右的,而负电荷受到的电场力方向则是水平向左的。
电场线的疏密可以帮助我们判断电场强度的大小。
比如,在两个区域中,一个区域的电场线比较密集,另一个区域的电场线比较稀疏,那么电场线密集的区域电场强度较大,电场线稀疏的区域电场强度较小。
利用电场线还可以判断电势的高低。
沿着电场线的方向,电势逐渐降低。
这就意味着,如果我们知道电场线的方向,就可以确定不同位置的电势相对高低。
物理电场知识点总结
物理电场知识点总结物理电场知识点总结第一章电场基础知识1. 电荷和电场:电荷是电场的源,电场是电荷周围的空间中存在的电场力。
电场是一种场,具有方向和大小。
2. 电荷的性质:电荷有正负之分,同性相斥,异性相吸。
电荷的单位是库仑。
3. 电场强度:电场强度是电场力在单位电荷上的大小,用符号E表示。
电场强度的单位是牛/库仑。
4. 电势:电势是电场力在单位电荷上的势能,用符号V表示。
电势的单位是伏特。
5. 电势差:电势差是两个点之间电势的差值,用符号ΔV表示。
电势差的单位是伏特。
第二章电场的计算1. 库仑定律:两个点电荷之间的电场力与它们之间的距离的平方成反比,与它们之间的电荷量的乘积成正比。
2. 电场强度的计算:电场强度的大小等于电场力在单位电荷上的大小。
3. 电势的计算:电势等于电场强度在某一点上的积分。
4. 电势差的计算:电势差等于两个点之间电场强度在路径上的积分。
第三章电场的性质1. 电场线:电场线是描述电场方向的曲线,它的方向与电场强度的方向相同。
2. 电场线的性质:电场线的密度表示电场强度的大小,电场线不会相交,电场线的起点和终点表示电荷的正负性。
3. 电势面:电势面是电势相等的曲面,电势面与电场线垂直。
4. 电场能:电场能是电荷在电场中具有的能量,它等于电荷在电场中的电势能。
5. 电场能的计算:电场能等于电荷在电场中的电势能,电势能等于电荷在电场中的电势乘以电荷量。
第四章电场的应用1. 电场对电荷的作用:电场对电荷具有引力或斥力作用,电场力可以使电荷运动。
2. 静电场的应用:静电场可以用于电荷分离、电荷检测、静电吸附等领域。
3. 电场对物质的作用:电场可以对物质的运动、形态和性质产生影响,如电解、电镀、电磁波等。
4. 电场对人体的影响:强电场对人体有一定的影响,如电击、电烫、电磁辐射等。
以上是物理电场的基础知识、计算方法、性质和应用,希望能对你有所帮助。
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷,一种是正电,即用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量,简称电量。
元电荷e=1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
2、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
3、电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多,带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律1、内容:在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,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:221r Q Q kF =,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=9.0×109N ·m 2/C 23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
四、电场强度1、电场:带电体周围存在的一种物质,由电荷激发产生,是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在,在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
2、电场强度:(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
(2)q F E =,取决于电场本身,与q、F无关,适用于一切电场;2rQK E =,仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
(3)方向:规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
(4)多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
高中物理第一章静电场1.6电场能性质的描述——电势能和电势学案新人教版选修3-1(2021年整理)
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电场能性质的描述——电势能和电势知识点考纲要求题型说明电场能性质的描述——电势能和电势1。
静电力做功特点及计算;2。
理解静电力做功与电势能变化之间的关系;3. 掌握电势的概念并能判断场中不同位置电势的高低;4. 掌握等势面的特点。
选择题、计算题本知识点属于高频考点、难点,电势能和电势是电场能的性质的描述的重要物理量,考查方向以场的能量为依托对电势能、电势等概念进行考查。
二、重难点提示:重点:1. 静电力做功特点及计算;2. 理解静电力做功与电势能变化之间的关系。
难点:电势的概念及电势高低的判断。
一、电场力做功与电势能1. 静电力做功的特点(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见静电力做功与重力做功相似。
(2)在匀强电场中,静电力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移。
2。
电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能。
电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB=ApE-BpE.(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
静电场与电场力线
静电场与电场力线静电场是一种在没有电流流动的情况下产生的电场,它是由电荷在空间中分布所引起的。
电荷的分布形式会影响到静电场的性质和特点。
电场力线则是用来描述电场强度和方向的图形表示,它们是从正电荷指向负电荷的,密度越大表示电场强度越大。
1. 静电场的定义静电场是指由于电荷的分布而形成的一种电场状态。
当电荷具有相同符号时,它们之间会产生斥力;当电荷具有相反符号时,它们之间会产生引力。
静电场的特点是电场强度在空间中的分布保持不变,即使不同位置的电场强度大小不同,但它们的分布规律是相同的。
2. 静电场的性质静电场具有以下几个重要的性质:- 反映在电场力线上,电场力线是以电荷为起点,从正电荷指向负电荷的。
电场力线是连续的,不会交叉,也不会闭合。
- 电场力线的密度表示电场的强度,电场力线越密表示电场强度越大。
电场力线的方向表示电场力的方向,经过一个电场力线上的任意一点,该点的切线方向即为该点的电场强度方向。
- 静电场中,电场强度大小在空间中的分布是不均匀的,这取决于电荷的分布形式。
例如,当电荷分布为球对称时,电场强度随距离的增加而减小;当电荷分布为电偶极子时,电场强度为0的点称为电场零点。
- 静电场中电势是由电荷产生的,电势与电场存在一一对应的关系。
在静电场中,电势与电场的关系可以由库仑定律描述。
3. 静电场与电场力线的应用静电场和电场力线在现实生活中有着广泛的应用,以下列举几个例子:- 静电粘附:静电场的产生使得物体带电,不同电荷之间会相互吸引而产生粘附力。
这一特性广泛运用在静电复印、静电喷涂等技术中。
- 布恩电扫描:通过控制电场的形成,实现对电子束的控制和扫描,用于显示器和电子显微镜等领域。
- 静电感应:通过静电场的作用产生感应电场,实现电荷的分离和储存,用于静电能量的收集和运用。
总结:静电场是由电荷在空间中分布所引起的一种电场状态,它的性质和特点可以通过电场力线的表示来了解。
静电场的性质包括电场力线的分布规律、电场强度的大小和方向、电场力线的密度以及电场强度与电势的关系。
静电场高中知识点
课标要求第一章电场1.内容标准(1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用。
用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
(2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
(3)了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。
理解电场强度。
会用电场线描述电场。
(4)知道电势能、电势,理解电势差。
了解电势差与电场强度的关系。
(5)观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
3.总体说明电磁学是物理学中的一个重要板块,不论在哪一个学习阶段,都占有很大的分量。
在高中教材里,安排了从第一到第三共三章内容,时间跨越一个学期。
而且,整个电磁学知识的连贯性很强,各章知识的内在联系非常紧密,没有明显的重点和非重点之分。
电场(或静电场)一章是电磁学的开端。
它力图从最简单的电现象开始,归纳出静电场的基本性质,并对这些知识做一些应用。
本章内容较多,概念性强(尤其是电场能的性质),表面文字和数学规律不算复杂,但要理解它们的内涵至为不易。
静电场是整个电磁学的门户,对恒定电流和电磁感应两章的影响尤其深远,没有扎实铺垫,对今后的学习将造成一定困难。
本章分四个单元:电荷守恒和库仑定律(第1~2节)、关于电场的力的知识(第3节)、关于电场的能的性质(第4~5节)、静电场的相关应用(第6~8节)。
各单元都环环相扣,内在联系很紧。
§1-1 电荷&库仑定律(2个课时)【教学目的】1、知道摩擦起电的实质2、知道电荷守恒定律和元电荷3、掌握库仑定律的内容、条件,知道静电引力恒量4、会用库仑定律解决一些基本问题【教学重点】库仑定律的理解与掌握【教学难点】物体带电的实质、库仑定律的条件【主要教学环节】归纳表述:我们都知道,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,而原子是由原子核和电子组成的。
由于原子核和电子分别带正电和负电,这就意味着物质本身就带着等量异号的电荷。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
2018年高中物理第一章静电场1.5电场力性质的定性描述——电场线学案新人教版.doc
2018年高中物理第一章静电场1.5电场力性质的定性描述——电场线学案新人教版电场力性质的定性描述电场线一、考点突破知识点考纲要求题型说明电场力性质的定性描述电场线 1. 掌握电场线的概念及特征; 2. 熟练掌握各种电场的电场线分布; 3. 能熟练利用电场线分析解决问题。
选择题本知识点属于高频考点,形象化电场,电场力性质的另一种描述,考查方式以电场线为依据对比不同电荷电场的分布、粒子在电场中的受力及运动情况为主。
二、重难点提示重点1. 掌握电场线的概念及特征;2. 熟练掌握各种电场的电场线分布。
难点利用电场线分析解决问题。
一、电场线1. 定义为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小。
2. 特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;(2)电场线在电场中不相交不相切;(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向。
二、几种典型电场的电场线分布及特点(1)(2)匀强电场(3)点电荷与金属板间的电场(4)两个等量点电荷电场的分布等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线的比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小,指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小,再变大沿连线先变小,再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大,向外逐渐减小O点最小,向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向例题 1 如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON,现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从P 点由静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是()A. 速度先增大,再减小 B. 速度一直增大 C. 加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大 D. 加速度先减小,再增大思路分析在AB的中垂线上,从无穷远处到O点,电场强度先变大后变小,到O点变为零,故正电荷受库仑力沿连线的中垂线运动时,电荷的加速度先变大后变小,速度不断增大,在O点加速度变为零,速度达到最大;由O点到无穷远处时,速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性,如果P、N相距很近,则加速度先减小,再增大。
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1.电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.2.电荷量:电荷量是指物体所带电荷的多少.单位是库仑,字母为“C”.物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷.3.元电荷:电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ,全部带电体的电荷量都是e 的整数倍,因此电荷量e 称为元电荷.4.点电荷:点电荷是一种志向化的模型,当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多,以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时,这样的带电体就可以看做点电荷.5.物体带电方法:(1)摩擦起电;(2)感应起电;(3)接触起电.6.电荷守恒定律:电荷既不能创建,也不能歼灭,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保持不变.7.库仑定律:(1)适用条件:① 真空中,②点电荷(2)公式:221rQ Q k F = 说明:①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力,不论两个带电体的电量是否相等,甚至相差悬殊,但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反,并与它们的质量无关.②匀称带电的圆球、圆板、圆环,等效为电荷都集中在球心、圆心.③微观粒子(如电子、质子)间的万有引力比它们之间的库仑力小得多,万有引力通常忽视不计,电荷在电场中受力分析时,一般状况下物体的重力不计.1.2 电场强度 电场力的性质1.电场:(1)电场:带电体四周存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.它是一种看不见的客观存在的物质.它具有力的特性和能的特性.(2)电场最基本的性质:对放入电场中的电荷由电场力的作用.(3)电场力:放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力.2.电场强度E :描述电场力的性质的物理量(1)定义:放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值,叫电场强度.(2)定义式:q F E /=.(3)物质性:电场是电荷四周客观存在的物质,电荷之间的相互作用力通过电场而发生.(4)客观性:场强是描述电场力的性质的物理量,只由电场本身确定.电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关,与检验电荷所受的电场力F 无关,即使无检验电荷存在,该点的场强依旧是原有的值.(5)矢量性:电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向.与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反.(6)场强大小推断:a .依据电场力推断:q F E /=b .依据电场线推断:只与电场线疏密有关,与电场线方向无关.c .依据匀强电场中电势差推断:E=U/d(7)电场强度的计算:q F E /=(定义式,普遍适用)2rQ kE =(用于真空中点电荷形成的电场) U/d E =(用于匀强电场) 3.电场线:在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样,这些曲线就叫做电场线.(1)电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线,它不是电场中实际存在的线.电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹.(2)电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密的地方,其场强就越大.(3)电场线上某点的切线方向即该点的场强力向,也就是正电荷在该点所受电场力的方向.(4)静电场的电场线是不闭合的曲线,总是从正电荷(或无穷远处)发出,终止于负电荷(或无穷远处).在没有电荷的地方电场线不会中断,也不会相交.正电荷肯定要发出电场线,负电荷肯定要接收电场线.(5)电场线不会相交或相切.4.电场的叠加:同时存在几个产生电场的场源时,电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和.1.3 电势 电场能的性质1.电势差U AB :(1)定义:电荷在电场中,由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示.(2)定义式:U AB =W AB /q .(3)电势差是标量,但有正负,正负表示电势的凹凸.2.电势φ:描述电场能的性质的物理量(1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差.即电场中某点的电势,在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置(零电势点)时电场力所做的功.(2)定义式:φA =U A∞= W A∞/q .(3)电势是标量,但有正负,正负表示该点电势比零电势点高还是低.(4)电势凹凸推断:a .依据移动检验电荷做功推断:移动正电荷电场力做正功(负功)时,电势着陆(上升);移动负电荷电场力做正功(负功)时,电势上升(着陆).b .依据电场线推断:沿着电场线方向,电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高.c .依据场源电荷推断:离正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.d .依据电势差推断:AB U >0,则A 点电势比B 点高;AB U <0,则A 点电势比B 点低.3.电势能E P :(1)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能.(2)电势能是标量.(3)电场力做功与电势能的变更的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能削减,做功量等于电势能的削减量;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加,做功量等于电势能的增加量,即W电=-△E P (类比于W G =-△E P ).4.电场力做功的计算:(1)依据电势能的变更与电场力做功的关系计算:即W 电=-△E P .(2)应用公式W AB =qU AB 计算:①正负号运算法:依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB .②肯定值运算法:公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算,功的正负再另推断:当正(或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时,是电场力做正功(或电场力做负功);当正(或负)电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时,是电场力做负功(或电场力做正功).5.等势面:(1)定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.(2)等势面的特点:①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图,不是电场中实际存在的面.②同一等势面上各点间的电势差为零,电荷在等势面上移动时电场力不做功.③电场线垂直于等势面,并指向电势降低最快的方向.④等势面不相交.⑤电场强度较大的地方,等差的等势面较密.⑥电场线的描绘:利用电场线和等势面的垂直关系,先描绘出电场中的等势面,再画出电场线.6.匀强电场中场强和等势面的关系:在匀强电场中,沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积,即U =Ed ,也可理解为:在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆,即E =U/d .1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1.电容器、电容(1)电容器:两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器.(2)电容:描述电容器容纳电荷本事的物理量.①定义:电容器所带的电荷量Q (一个极板所带电荷量的肯定值)与两个极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容. ②定义式:U Q U Q C ∆∆==.电容C 由电容器本身的构造因素确定,与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关.③单位:1F=106μF=1012pF④几种电容器(a )平行板电容器:平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟两板间的距离d 成反比,即kdS C πε4=. 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,板间场强为U/d E =.(b )固定电容器、可变电容器、电解电容器.电解电容器接入电路时应留意其极性.2. 带电体在电场中的运动(1)平衡(静止或匀速):仅在电场力和重力作用下满意mg qE =(2)加速(1)能量:在任何电场中,若只有电场力做功,有21222121mv mv qU -=. (2)动力学:在匀强电场中,若只有电场力作用,带电体做匀变速运动,其加速度为mEq a =. (3)偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时,粒子的运动为类平抛运动,其轨迹是抛物线.当带电粒子的质量为m ,电量为q ,两平行金属板板长为l ,距离为d ,板间电压为U ,当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时,两板间的场强为dU E =. 在垂直于场强方向上,粒子做匀速直线运动:t v x v v 0x ==,0.在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动:m qE a =,221,t mqE y t m qE v y ==. 离开电场时,粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ,200tan mdv qUl v v y==φ.(4)圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中,可做匀速圆周运动.如氢原子核外电子的绕核运动.此时有rv m r Qqk 22=. 3.示波器:(1)构造:示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成.(2)示波管的基本工作原理:利用两组正交的偏转极板,可以限制电子打在荧光屏上的位置.示意图如右:两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转.一般在水平偏转电极上加扫描电压(从左向右周期性扫描),在竖直偏转电极上加须要探讨的信号.(3)示波器面板开关与旋钮的作用:如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板.①是辉度调整旋钮,标以“☼”符号,用来调整光点和图像的亮度. 顺时针旋转旋钮时,亮度增加.②是聚焦调整旋钮“⊙”,③是协助聚焦调整旋钮“○”,这两个旋钮协作着运用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清楚的图像.往下是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以运用了.荧光屏下边第一行中,④是竖直位移旋钮,⑤是水平位移旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置. 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度增大.中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000.运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10,最右边的正弦符号“~”挡不是衰减,而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压,可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作.中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮,也有四挡,可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每上升一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,运用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入.中间的小旋钮是扫描微调旋钮,它可以在初定的频率范围内,进行连续微调,得到一确定的频率.顺时针转动时频率连续增加.底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱.左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关,置于“DC”位置时,所加的信号电压是干脆输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让沟通信号通过而隔断直流成分.右边的“同步”也是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步.这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步.对测量没有影响.。
高中物理电场知识点总结
高中物理电场知识点总结高中物理电场知识点总结一、电场的基本概念与性质1. 电场的基本概念:电场是指电荷在空间中产生的一种物理场,它是描述电荷相互作用的工具。
2. 静电场与动电场:根据电荷的运动情况,可将电场分为静电场和动电场。
静电场是指电荷静止不动时所产生的电场,动电场是指电荷运动时所产生的电场。
3. 电场强度(E):描述电场的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受的力的大小。
4. 电场线:电场线是描述电场分布的图形,它是从正电荷指向负电荷的曲线。
电场线的密度与电场强度大小成正比。
5. 电势能(Ep):电荷在电场中具有的能量,它等于电荷静止不动时所具有的电势能。
6. 电势差(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化,等于两点之间电势能的差异。
二、库仑定律1. 库仑定律的表达式:两个点电荷之间的电场强度与两个电荷之间距离的平方成反比。
2. 超杨法则:多个点电荷之间的电场强度等于每个电荷单独产生的电场强度的矢量合成。
三、电场的叠加原理1. 电场叠加原理:不论电荷的多少,电场总是可以看作是不同电荷产生的电场的矢量和。
2. 电荷连续分布的电场计算:对于电荷连续分布的情况,可以将电荷微元看作点电荷,然后使用电场叠加原理计算总电场。
四、电势与电势能1. 电势的定义:单位正电荷在电场中的电势能。
2. 电位移(ΔV):单位正电荷从某一点移动到另一点所需要的能量变化。
3. 电势和电场之间的关系:电场强度(E)等于电势(V)对空间坐标的负梯度。
4. 引入电势的目的:将电场用电势表示,可以简化电场计算的过程。
五、电势差和电势能1. 电势差(ΔV)的定义:单位正电荷从一点移到另一点所需的电势能的变化。
2. 电势差与电场的关系:电势差等于电场强度在两点之间的积分。
3. 电势能和电荷的关系:电势能等于电荷与电势差的乘积。
六、电场的能量1. 电场能量密度:单位体积内的电场的能量。
2. 电场能量:电场能量等于电场能量密度与体积的乘积。
新教材高中物理第一章静电场的描述习题课电场的性质课件粤教版
要点提示 根据动能定理可得
1
W=qUAB=2mgh,可得
A 点到 B
1 2
mgh+W= mv ,可解得
2
1
W= mgh;静电力做的功
2
ℎ
UAB= 2 ;根据静电力做的功等于电势能的减少,所以从
1
点电势能减少了2mgh,即小球在
A
1
点的电势能为2mgh.
【知识归纳】
1.计算静电力做功的常见方法
C.电子在a点的动能大于在b点的动能
D.电子在a点的加速度大于在b点的加速度
解析 由题图看出,电子所受的电场力方向水平向左,而电子带负电,可知电
场线方向水平向右,则a点的电势高于b点的电势,故A正确;电子从a运动到b
的过程中,电场力做负功,则电势能增加,动能减小,即电子在a点的电势能小
于在b点的电势能,在a点的动能大于在b点的动能,故B错误,C正确;电子在
场线方向电势越来越低可判断a处的电势较高,若虚线是等差等势面,从曲线
轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上,沿着电场线方向电势越来越低,
故a点电势较低,可判断D错误;等差等势面密集处电场线也越密集,故a处场强
较大,因此无论虚线是电场线还是等差等势面,均有a点的场强大于b点的场强,
所以C正确.故选ABC.
.求小球由A到C的过程
解析 因为Q是正点电荷,所以以Q为圆心的圆面是一个等势面,这是一个重
要的隐含条件,由A到B过程中静电力是变力,所以不能直接用W=Fx来解,要
考虑应用功能关系求解.
因为杆是光滑的,所以小球从 A 到 B 过程中只有两个力做功,静电力做功 W
和重力做功 mgh,由动能定理得
1
W+mgh=2 2 .
电磁学第一章静电场
contents
目录
• 静电场的定义与性质 • 电场与电场线 • 静电场的物理量 • 静电场的规律 • 静电场的实际应用
01
CATALOGUE
静电场的定义与性质
静电场的定义
01
静电场是由静止电荷产生的电场 ,其特点是电荷在电场中受到静 电力作用。
02
静电场是由电荷分布决定的,与 时间无关,是一种稳态的电场。
在电子设备中,静电屏蔽可以防止电磁干扰(EMI)对设备性能的影响,提高设备 的稳定性和可靠性。
在实验室和工业环境中,静电屏蔽可以保护精密仪器和设备免受外部电场的影响, 确保实验结果的准确性和可靠性。
THANKS
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性。
静电感应的应用
静电感应是指当一个带电体接近导体 时,导体表面会出现电荷分布的现象 。静电感应在许多领域都有应用。
在印刷电路板制造中,静电感应焊接 技术被用于将电子元件焊接到电路板 上。
在电子显微镜中,利用静电感应原理 可以检测样品表面的电荷分布,从而 获得高分辨率的图像。
静电屏蔽的应用
静电屏蔽是指利用导电材料将电场隔离的措施,以保护电子设备和人员免受电场的 影响。
环路定理
总结词
环路定理描述了电场线沿闭合路径的线积分与该闭合路径所 围成的面积上的电荷量之间的关系。
详细描述
环路定理是静电学中的另一个基本定理,它表明电场强度沿 闭合路径的线积分等于该闭合路径所围成的面积上的电荷量 与真空中的介电常数之比。这个定理表明,电场线在无电荷 的地方不会中断,也不会形成闭合曲线。
衡。
05
CATALOGUE
静电场的实际应用
电容器
电容器是静电场中最重要的实际 应用之一。它由两个平行且相对 的导体(通常为金属箔或板)构
高考物理知识点之静电场
高考物理知识点之静电场静电场是物理学中重要的概念之一,也是高考物理考试中常见的知识点之一。
本文将介绍静电场的基本概念、性质以及与高考相关的考点和解题技巧。
一、静电场的定义和基本概念静电场是由静止的带电粒子所产生的电场。
当带电粒子处于静止状态时,其周围会形成一个电场,该电场不随时间而变化。
静电场可根据电荷的性质进行分类,其中正电荷所产生的电场方向指向电荷,而负电荷所产生的电场则指向远离电荷。
根据库仑定律,静电场的强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。
这意味着电荷量越大、距离越近,则静电场的强度越大。
二、静电场的性质1.电场强度(E):电场强度定义为单位正电荷所受到的电场力。
其单位是牛顿/库仑,用符号E表示。
在空间中任意一点,其电场强度的大小与该点离电荷的距离有关,且沿径向指向电荷。
2.电场线:为了描述电场的分布情况,我们通常使用电场线来表示。
电场线是从正电荷出发,指向负电荷或者无穷远的一条曲线。
电场线的密度表示电场强度的大小,靠近电荷时密度较大,远离电荷时密度较小。
3.电势(V):电场力对单位正电荷所做的功即为电势。
电势的单位是伏特,用符号V表示。
电势是一个标量,其大小与电荷的符号无关。
在电势相对较高的地方,电子将会发生自由运动,而在电势较低的地方则会受到斥力,被吸向高电势区。
三、高考相关考点和解题技巧1.电场强度的计算根据库仑定律,电场强度的计算公式为E=kQ/r^2,其中k是库仑常数,Q是电荷量,r是距离。
在高考物理试题中,常常需要计算两个带电体之间的电场强度,需要特别注意单位制的转换和计算过程的准确性。
2.电势能和电势差的计算电势能是指将单位正电荷从无穷远处移到某一点所做的功。
电势差是指单位正电荷由一个位置移到另一个位置所做的功。
在高考物理试题中,经常涉及到电势能和电势差的计算,需要理解它们的定义,并掌握相关的计算方法和公式。
3.电场力和位移的关系根据电场的性质,电场力的大小与电荷量成正比,与距离的平方成反比。
静电场的基本性质知识点总结
静电场的基本性质知识点总结静电场是物理学中一个重要的概念,它在电学、电磁学等领域都有着广泛的应用。
下面我们来详细总结一下静电场的基本性质。
一、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以通过在电场中放置一个试探电荷来定义电场强度。
试探电荷所受的电场力与试探电荷的电荷量之比,就是该点的电场强度。
电场强度是一个矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
如果在电场中有多个点电荷,那么空间某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
电场强度的计算公式:对于点电荷产生的电场,电场强度 E =kQ/r²,其中 k 是静电力常量,Q 是点电荷的电荷量,r 是该点到点电荷的距离。
二、电场线为了形象地描述电场,我们引入了电场线的概念。
电场线是一些假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致,而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线的特点:1、电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远。
2、电场线在空间中不相交。
3、电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小。
通过电场线,我们可以直观地了解电场的分布情况。
三、电势电势是描述电场能的性质的物理量。
在电场中,某点的电势等于把单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。
电势是一个标量,其大小与选取的零电势点有关。
通常情况下,我们把无穷远处或大地的电势规定为零。
电势差:电场中两点间的电势之差叫做电势差,也叫电压。
电势差的大小等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
四、电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
电势能与电荷量和电势有关,电势能的变化与电场力做功密切相关。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
电场力做功的大小等于电势能的减少量。
五、静电场中的导体当导体处于静电场中时,会出现静电平衡现象。
在静电平衡状态下,导体内部的电场强度为零,电荷只分布在导体的表面,且表面的电场强度垂直于导体表面。
总结静电场的基本性质
总结静电场的基本性质静电场是电磁学中的一个重要概念,它是描述电荷与电荷之间的相互作用的数学工具。
静电场的基本性质包括电场的定义、性质和计算方法等方面。
本文将总结静电场的基本性质,并通过实例来说明其应用。
1. 电场的定义电场是描述电荷之间相互作用力的一种物理场概念。
当一个电荷准备在某一点产生一种力对另一个电荷时,我们可以认为在空间中存在着一个电场,这个电场对后者产生力。
电场可以用矢量来表示,其方向是一个正电荷所受力的方向。
电场强度是描述电场强弱的物理量。
2. 电场的性质电场具有一些重要的性质,包括:(1)电场是矢量场:电场既有大小,也有方向。
电场强度矢量在空间中的不同点有不同的数值和方向。
(2)电场的叠加原理:当空间中存在多个电荷时,各个电荷对一个电荷产生的电场可以分别计算,然后叠加求和。
这是因为电场是矢量量,满足矢量叠加原理。
(3)电场的无源性:静电场中不存在回路,即电场没有环路线积分,因此在一个静电场中所做的功等于零。
这与静电场是对静电荷分布产生的作用能进行耦合相一致。
(4)速度无关性:电荷速度对其感受到的电场没有影响,即电场与电荷的运动状态没有直接关系。
3. 电场的计算方法(1)电场的叠加原理:根据电场的叠加原理,可以通过多个点电荷的电场直接相加来计算电场。
对于连续分布的电荷,可以用积分来计算电场。
(2)库仑定律:根据库仑定律,两个点电荷之间的电场强度与它们之间的距离和电荷量的乘积成正比,与真空介电常数成反比。
(3)高斯定理:高斯定理是计算电场的重要工具,它将电场计算问题转化为对电荷的积分。
高斯定理利用了电场的无源性,将对无源环路的线积分转化为对有源曲面的面积积分。
4. 静电场的应用静电场有广泛的应用领域,以下是一些例子:(1)静电除尘:利用静电吸附的原理,可以将空气中的颗粒物、烟尘等通过带电板、电场吸附除尘装置等进行去除。
(2)静电喷涂:通过静电作用使喷涂材料带上静电,将涂料均匀地吸附在被涂物上,提高喷涂效果和涂料利用率。
高中物理第1章静电场第3节电场电场强度和电场线练习教科版选修3-1(2021年整理)
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第3节电场电场强度和电场线1.放入电场中某点的检验电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度,它是用来描述电场强弱和方向的物理量,其大小与检验电荷及其受力无关,决定于电场本身,其方向与正电荷在该点所受静电力方向相同.2.真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为:E=k错误!,其中k是静电力常量,Q是场源电荷的电荷量.在点电荷Q的电场中不存在E相同的两个点.r相等时,E的大小相等,但方向不同;两点在以Q为中心的同一半径上时,E的方向相同,但大小不同.3.匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场,其电场线是间隔相等的平行线.4.下列说法中正确的是( )A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D.电场是人为设想出来的,其实并不存在答案ABC5.下列关于电场的叙述正确的是( )A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在,其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用答案ACD6.关于电场线的以下说法中,正确的是( )A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B.沿电场线的方向,电场强度越来越小C.电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大D.顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小一定不变答案C解析电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同,A错误;沿电场线方向,其疏密变化情况未知,所以电场强度大小不能判定,电荷的受力情况也不能判定,所以B、D错误;故只有C正确.【概念规律练】知识点一电场、电场强度1.电场中有一点P,下列说法中正确的是( )A.若放在P点的试探电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点无试探电荷,则P点的场强为零C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受到的电场力越大D.P点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向答案C解析为了知道电场中某点的电场强度,可以把一个试探电荷放入该点,其受到的电场力F与自身的电荷量q的比值错误!可反映该点场强的大小,但该点的场强由电场本身决定,与试探电荷的电荷量多少、电性无关,所以A、B错.由E=错误!得F=Eq,当q一定时,E越大,F越大,所以C正确.电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向,与负电荷受力的方向相反,D错.2.一检验电荷q=+4×10-9C,在电场中P点受到的电场力F=6×10-7N.求:(1)P点的场强大小;(2)将检验电荷移走后,P点的场强大小;(3)放一电荷量为q=1.2×10-6C的电荷在P点,受到的电场力F′是多大?答案(1)1。
人教版高中物理选修知识点——第一章《静电场》
人教版高中物理选修3-1部分知识点内部资料第一章《静电场》一、电荷自然界中只有两种电荷:正电荷和负电荷。
电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
注意:元电荷不是电荷,而是物体所带的最小电量,C e 19106.1-⨯=。
二、物体的起电方式(1)带电:物体或部分物体的正负电荷的代数和不为零。
(2)三种起电方式:①摩擦起电:物体对核外电子的束缚力不同。
②接触带电:电荷间的相互作用,自由电荷的转移。
③感应起电:电荷间的相互作用,自由电荷的转移。
注意:静电感应(1)导体是由原子核和核外电子组成的。
原子核紧密排列,因此不能自由移动;自由电子可以自由移动。
(2)电荷只分布在近端和远端,中间不带电。
近端是异号电荷,远端是同号电荷,且电荷量相等。
(3)整个导体处于静电平衡状态,导体内部场强处处为零;导体是个等势体,表面是个等势面,电场线与导体表面处处垂直。
三、库仑定律主要是研究点电荷间的相互作用力的。
点电荷的库仑力的叠加。
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与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。
(2)表达式:2rkQq F = (3)适用条件:两个点电荷之间。
(4)静电力常量229/109C m N k ⋅⨯=,通过库仑扭秤实验测得的。
四、电场(1)本质:电荷周围存在的一种物质,看不见,摸不着,但是它具有客观性和实体性。
电荷间的相互作用是通过电场来实现的。
(2)特征:电场对放入其中的电荷施加电场力的作用。
(3)电场力:qE F =(决定式)五、电场强度E(1)定义:放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电量的比值,叫做电场强度。
(2)定义式:大小:qF E =,适用于一切电场。
单位:N/C 方向:电场强度是矢量,方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反,或者沿该点的电场线的切线方向。
(3)物理意义:电场强度是描述电场的力的性质的物理量,在电场中某点电场强度的大小是由电场本身决定的,与在该点是否放着电荷均无关。
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电场力性质的定性描述——电场线
(答题时间:30分钟)
1. 如图,在电场中有a、b两点,试比较a、b两点场强的大小E a、E b;引入一个点电荷,比较在a、b两处受到的电场力F a、F b,则()
A. E a>E b ; F a>F b
B. E a>E b ;F a<F b
C. E a<E b ; F a<F b
D. E a=E b ;F a=F b
2. 如图所示,关于a、b两点的电场强度的大小和方向,下列说法正确的是()
A. E a >E b方向相同
B. E a < E b方向相同
C. E a < E b 方向不同
D. E a >E b方向不同
3. 如图所示,虚线表示某电场的等势面,一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示。
粒子在A、B点的加速度分别为a A、a B,电势能分别为E A、E B,下列判断正确的是()
A. a A>a B,E A>E B
B. a A>a B,E A<E B
C. a A<a B,E A>E B
D. a A<a B,E A<E B
4. A为已知电场中的一固定点,在A点放一个电荷量为q的点电荷,所受的电场力为F,A点的场强为E,则()
A. 若在A点换上点电荷-q,A点的场强方向将与原来相反
B. 若在A点换上电荷量为2q 的点电荷,A点的场强变为2E
C. 若将A点的电荷移去,A点的场强变为零
D. 若将A点的电荷移去,A点的场强仍为E
5. 对于静电场的电场线,下列说法正确的是()
A. 电场中某点电场强度的方向是沿该点电场线的切线方向
B. 电场中的两条电场线可能相交
C. 电场线是电场中实际存在的
D. 电场线是带电粒子在电场中运动的轨迹
6. 两点电荷所形成电场的电场线分布如图所示,A、B是电场线上的两点,下列判断正确的是()
A. A、B两点的电场强度大小不等,方向相同
B. A、B两点的电场强度大小相等,方向不同
C. 左边电荷带负电,右边电荷带正电
D. 两电荷所带电荷量相等
7. 如图所示,AB是某个点电荷电场中的一根电场线,在电场线上的O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向B运动,下列判断正确的是()
A. 电场线由B指向A,负电荷做加速运动,加速度越来越小
B. 电场线由B指向A,负电荷做加速运动,其加速度大小变化不能确定
C. 电场线由A指向B,负电荷做匀加速运动
D. 电场线由B指向A,负电荷做加速运动,加速度越来越大
8. 把质量为M的正点电荷,在电场中从静止释放,运动的过程中如果不计重力,则下列说法正确的是()
A. 点电荷运动轨迹必与电场线重合
B. 点电荷的速度方向,必定和所在点的电场线的切线方向一致
C. 点电荷的加速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致
D. 点电荷的受力方向,必与所在点的电场线的切线方向一致
9. M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M由静止释放一电子,电子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是()
A. 电子在N点动能大于在M点动能
B. 该电场可能是匀强电场
C. 该电子运动的加速度越来越大
D. 电子运动的轨迹为曲线
10. 如图所示,匀强电场方向与倾斜的天花板垂直,一带正电的物体在天花板上处于静止
状态,则下列判断正确的是()
A. 天花板与物体间的弹力可能为零
B. 天花板对物体的摩擦力可能为零
C. 物体受到天花板的摩擦力随电场强度E的增大而增大
D. 在逐渐增大电场强度E的过程中,物体将始终保持静止
1. A 解析:电场线密集的地方场强大,故E a>E b;根据F=Eq可知F a>F b,选项A正确.
2. D 解析:电场线密集的地方场强大,场强的方向是电场线的切向方向,因a点电场线较b点密集,则E a >E b但是方向不同,故选D.
3. D 解析:根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力,根据U=Ed知,等差等势面越密的位置场强越大,B处等差等势面较密集,则场强大,带电粒子所受的电场力大,加速度也大,即a A<a B;
从A到B,电场力对带电粒子做负功,电势能增加,则知B点电势能大,即E A<E B;故D 正确。
故选:D
4. D 解析:电场中某点的场强由电场本身决定,与在该点放置的电荷的电性、电量没有关系,故D对。
5. A 解析:电场中某点电场强度的方向是沿该点电场线的切线方向,选项A正确;电场中的两条电场线不可能相交,选项B错误;电场线是为了描述电场而假想的曲线,不是电场中实际存在的,选项C错误;电场线一般不是带电粒子在电场中运动的轨迹,选项D错误;故选A。
6. C 解析:电场线从正电荷出发,到负电荷终止,电场线的疏密程度表示电场的强弱,电场线的切线方向表示电场的方向。
A、B两点的电场强度大小不相等,方向也不相同,AB 错误、C正确;电场线分布不对称,两电荷所带电荷量不相等,D错误。
故选C。
7. B 解析:在电场线上的O点由静止释放一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向B运动,根据该电荷所受电场力方向判断电场线的方向,由于不知场源电荷的电性,所以无法知道电场线的疏密,无法知道加速度的大小。
负电荷由静止向B运动,知所受电场力方向由A指向B,所以电场线的方向由B指向A。
场源电荷的电性未知,无法知道A、B点电场强度的大小,无法比较出电场力的大小,则加速度的大小也就无法比较,故B正确,A、C、D 错误。
8. CD 解析:点电荷运动轨迹一般不与电场线重合,除非满足:电场线是直线;只受电场力;由静止开始或者电场线与初速度共线,故选项A错误;点电荷的速度方向与轨迹的切线方向一致,不一定与所在点的电场线的切线方向一致,选项B错误;点电荷的加速度方向与电场力方向一致,而电场力方向与场强方向一致,故必与所在点的电场线的切线方向一致,选项C正确;点电荷的受力方向与该点的场强方向共线,必与所在点的电场线的切线方向一致,选项D正确,故选CD。
9. A 解析:因为电子只受电场力作用,故电势能和动能之和守恒,因为电势能逐渐减小,故动能增大,即电子在N点动能大于在M点动能,选项A正确;根据△E P=Eqx,可知△E P随x的变化不是线性关系,故不是匀强电场,选项B错误;△E P-x图线的斜率等于电场强度E,则可知场强越来越小,电子的加速度越来越小,选项C错误;带电粒子初速度为零且沿电场线运动,其轨迹一定为直线,故D错误,故选A。
10. D 解析:因为物体处于静止状态,所以合力为零,我们从题干中知道的力有竖直向下的重力,和垂直于天花板的电场力,而在这两个力作用下物体不可能处于静止状态,物体相对于天花板有沿天花板向下的运动趋势,故物体一定受到摩擦力作用,产生摩擦力的条件一是有弹力,二是有相对运动或者相对运动趋势,故有摩擦力一定有弹力,AB错误;物体受力分析如图所示:
根据平衡条件得F N Gcos f Gsin αα=+=,,在增大电场强度E 的过程中,F 增大,N 增大,最大静摩擦力增大,而物体受到的静摩擦力f 不变,物体将始终保持静止,故D 正确,C 错误。
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