静电场重点考点与答题技巧

合集下载

高二物理静电场知识点整理与选择题技巧

高二物理静电场知识点整理与选择题技巧

高二物理静电场知识点整理与选择题技巧电场线从正电荷动身终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直。

接下来我为大家整理了高二物理学习内容,一起来看看吧!高二物理静电场学问点整理1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.6010-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电=9.0109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=A-B,UAB=WAB/q=-EAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),A:A 点的电势(V)}10.电势能的变化EAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=S/4kd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,:介电常数)常见电容器〔见其次册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=EK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的状况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量安排规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷动身终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[其次册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身打算,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面四周的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106F=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.6010-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见其次册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见其次册P114〕等势面〔见其次册P105〕。

静电场知识点总结

静电场知识点总结

静电场知识点总结静电场知识点总结如下:1.电场强度:描述电场中力的性质的物理量,表示单位电荷在电场中受到的力。

点电荷场强公式:E = kQ/r^2。

2.库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力的规律,公式为F = kQ1Q2/r^2。

3.电势:描述电场能的性质的物理量,表示单位正电荷在电场中具有的势能。

等势面与电场线垂直,且从高电势指向低电势。

4.电势差:描述电场中两点之间电势的差值,等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。

公式为U = Ed。

5.电场力做功:电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,与移动距离和电势差有关,公式为W = qU。

6.电容:描述电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的结构决定。

公式为C = Q/U。

7.静电感应:将一个带电体靠近导体时,由于静电感应,导体靠近带电体的一端会出现异种电荷,远离的一端会出现同种电荷。

8.静电平衡状态:导体中的自由电荷受到电场力的作用,将重新分布,最终达到静电平衡状态。

此时导体内部无净电荷,导体表面是等势面。

9.静电屏蔽:将一个空腔导体置于外电场中,静电平衡时,空腔内感应电荷的电场与外电场在空腔内部相互抵消,从而使得空腔内部不受外部电场的影响。

10.高斯定理:通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的电荷的代数和除以真空电容率。

公式为∮E·ds = ∑q/ε0。

这些知识点涵盖了静电场的各个方面,包括电场强度、库仑定律、电势、电势差、电场力做功、电容、静电感应、静电平衡状态、静电屏蔽和高斯定理等。

通过理解和掌握这些知识点,可以对静电场有更深入的理解。

高一物理静电场知识点归纳

高一物理静电场知识点归纳

高一物理静电场知识点归纳一、引言静电场是高一物理学习中的重要内容之一。

了解和掌握静电场的知识点对我们正确理解电荷特性以及电场的形成与性质有着重要意义。

本文将从以下几个方面对高一物理静电场的知识点进行归纳。

二、电荷与静电场1. 电荷的基本性质电荷的基本单位是库仑(C),电荷的代数性质分为正电荷和负电荷,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。

2. 高斯定律高斯定律描述了电场的形成与分布规律。

在闭合曲面上,通过电场线的电通量与该闭合曲面上的总电荷量成正比,与曲面的形状无关。

三、电场强度和电势1. 电场强度电场强度描述了单位正电荷所受的力的大小和方向。

电场强度的计算公式为E = F / q,单位为牛顿/库仑(N/C)。

静电场中的电场强度只与所在点的位置和周围电荷的分布有关。

2. 电势和电势能电势用于描述电场中电荷的能量状态。

电势的计算公式为V = U / q,单位为伏特(V)。

电势能是指单位正电荷由无穷远移到该位置所具有的势能。

四、等势面与静电势分布1. 等势面等势面是指在某一电场中,位于不同位置但具有相同电势的点构成的曲面。

等势面上的电场线是相互垂直的。

2. 静电势分布静电势分布是指在电场中,电势值随着位置的变化而变化的规律。

静电势分布符合电荷所形成的电场线的分布规律。

五、电容与静电场1. 电容和电容器电容是指导体中储存电荷的能力。

电容器是一种用于储存电荷的装置,由两个导体之间的介质分隔而成。

2. 电容的计算电容的计算公式为C = Q / V,单位为法拉(F)。

电容与导体间的面积、介质的相对介电常数以及两个导体间的距离有关。

六、静电场中的能量转化1. 电场能与电势能电场能是指电场中带电粒子由于位置改变而具有的能量。

电场能的计算公式为W = qU,单位为焦耳(J)。

2. 电容器的能量转化在电容器中,电荷储存时会使电势能转化为电场能;而放电时,则会使电场能转化为电势能。

七、安全用电与静电防护1. 静电的危害和防护静电在生活和工作中可能会对人体和设备造成危害,应采取相应防护措施,如保持适当湿度、接地等。

高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)

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。

选修3-1静电场复习重点

选修3-1静电场复习重点

1、正电荷和负电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷.(1)、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,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.(2)元电荷电荷的多少叫做电荷量.符号:Q 或q 单位:库仑 符号:C元电荷:电子所带的电荷量,用e 表示. e =1.60×10-19C 注意:所有带电体的电荷量等于e 的整数倍。

2、库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。

作用力的方向在两个点电荷的连线上。

3、公式:221rq q k F 静电力常量k = 9.0×109N ·m 2/C 2适用条件:真空中,点电荷4、电场:电荷的周围都存在电场.(1)基本性质:引入电场中的带电体有电场力的作用主意:电荷之间的相互作用是通过电场发生的。

特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,是客观存在的。

5、电场强度①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E 表示。

定义式:E=F/q (适用于所有电场) 单位:N/C 或 V/m注意:电场强度是矢量②方向:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。

计算式:E=kQ/r 2或 E= U/d .(分别适用于点电荷的电场和匀强电场)6、电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。

主意:电场线是为了形象描述电场而引入的一族曲线,电场线不是实际存在的线。

(1)电场线的基本性质①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强).③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远.它不封闭,也不在无电荷处中断.④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)7、匀强电场(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.C DA 、B 正负点电荷的电场线图,C 、D 等量异种、同种点电荷的电场线图。

高考静电场考题分析与复习建议

高考静电场考题分析与复习建议

高考静电场考题分析与复习建议静电场是高考物理考试中的重要内容之一,它涉及到电荷、电场等基本概念和定律,考查学生对静电场的理解和运用能力。

本文将通过对高考静电场考题的分析,总结出复习静电场的有效方法和学习技巧。

首先,我们来分析一下高考中常见的静电场考题种类。

一、简单的电荷分布问题。

这类题目主要考查学生对电荷分布的理解和计算能力。

常见的题目形式包括计算给定电荷体系的电场强度、电势、电场线等。

二、点电荷的叠加原理。

根据叠加原理,我们可以将复杂的电荷体系分解为若干个简单的点电荷,然后计算得到整个体系的电场强度或电势。

此类题目要求学生熟练掌握叠加原理,并能够将其灵活地运用到不同的情景中。

三、电势能和功的计算。

这类题目考查学生对电势能和功的理解和计算能力。

学生在解答此类题目时,需要明确电势能和功的定义,并能够根据题目要求进行计算。

四、电偶极子的计算。

电偶极子是由两个等量异号电荷组成的一个系统。

此类题目要求学生能够计算电偶极子的电势、电场强度等相关参数。

五、导体的电场分布问题。

导体内部的电场强度为零,且导体表面上的电场线垂直于表面。

此类题目要求学生应用导体的电场分布特性,计算导体外部的电场强度和电场线分布。

接下来,我们给出复习静电场的一些建议。

一、理清基本概念。

复习静电场之前,学生需要对基本概念进行理解和记忆。

包括电荷、电场、电场强度、电势等的定义和计算公式,以及常用定律和原理。

二、掌握计算方法。

静电场的计算主要依赖于基本的公式和定律。

学生需要熟练掌握这些计算方法,并能够灵活地运用到具体的题目中。

三、理论联系实际。

复习静电场时,要注重将理论知识与实际问题相结合。

通过大量的例题和实践题的练习,培养学生解决实际问题的能力,提高应用知识的能力。

四、总结归纳。

在复习静电场的过程中,要不断总结归纳相关的规律和解题思路。

通过总结归纳,可以帮助学生更好地理解和记忆知识点,提高解题的能力。

五、多做题,深入理解。

静电场是需要多做题才能熟练掌握的一个知识点,学生可以通过做大量的练习题,加深对概念和计算方法的理解,提高解题的准确性和速度。

静电场知识点归纳

静电场知识点归纳

静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1、电荷自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。

用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。

同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

2、元电荷电荷量 e = 160×10⁻¹⁹ C 称为元电荷。

所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。

3、电荷守恒定律电荷既不会创生,也不会消灭,它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,电荷的总量保持不变。

二、库仑定律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\(F = k\frac{q₁q₂}{r²}\),其中\(k = 90×10⁹N·m²/C²\),称为静电力常量。

3、适用条件(1)真空中;(2)点电荷。

三、电场强度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。

用\(E\)表示,即\(E =\frac{F}{q}\)。

2、单位牛/库(N/C)3、方向规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。

4、电场强度的叠加电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。

四、电场线1、定义为了形象地描述电场而引入的假想的曲线。

2、特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不相交;(3)电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密的地方电场强度越大。

3、常见的电场线分布(1)正点电荷的电场线呈发散状;(2)负点电荷的电场线呈聚拢状;(3)等量同种电荷的电场线分布;(4)等量异种电荷的电场线分布。

五、匀强电场1、定义电场强度的大小和方向处处相同的电场。

2、特点(1)电场线是间隔相等的平行直线;(2)场强处处相等。

《静电场》考点总结

《静电场》考点总结

考点一 电场强度的计算方法1.中学阶段求电场强度一般有下列三种方法(1)E =Fq 是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的电场强度是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q 充当“测量工具”的作用;(2)E =k Qr 2是真空中点电荷所形成电场的电场强度计算式,E 由场源电荷Q 和某点到场源电荷的距离r 决定;(3)E =Ud 是电场强度与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d 为两点间的距离在电场强度方向的投影.电场强度是矢量,所以电场强度的合成遵守矢量合成的平行四边形定则. 2.特殊方法(1)补偿法:题给条件建立的模型不是一个完整的标准模型,比如说模型A ,这时需要给原来的问题补充一些条件,由这些补充条件建立另一个容易求解的模型B ,并且模型A 与模型B 恰好组成一个完整的标准模型,这样求解模型A 的问题就变为求解一个完整的标准模型与模型B 的差值问题.(2)对称法:利用带电体(如球体、薄板等)产生的电场具有对称性的特点来求电场强度的方法. 例1 N (N >1)个电荷量均为q (q >0)的小球,均匀分布在半径为R 的圆周上,如图所示.若移去位于圆周上P 点的一个小球,则圆心O 点处的电场强度大小为________,方向________.(已知静电力常量为k )解析 P 点的带电小球在圆心O 处的电场强度大小为E 1=k qR2,方向沿PO 指向O ;N 个小球在O 点处电场强度叠加后,合场强为零;移去P 点的小球后,则剩余N -1个小球在圆心O 处的电场强度与P 点的小球在圆心O 处的电场强度等大反向,即E =E 1=k q R 2,方向沿OP 指向P .答案 kqR 2 沿OP 指向P考点二 场强的唯一性和叠加性的理解1.唯一性电场中某点处的电场强度E 是唯一的,它的大小和方向与放入该点的试探电荷q 无关,它取决于形成电场的源电荷及空间位置. 2.叠加性(1)当空间有几个点电荷同时存在时,它们的电场就互相叠加,形成合电场,这时某点的场强就是各个点电荷单独存在时在该点的场强的矢量和.(2)场强是矢量,遵守矢量合成的平行四边形定则,注意只有同时作用在同一区域的电场才能叠加.例2[2013·新课标全国卷Ⅰ]如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3q R 2B .k 10q9R 2 C .k Q +q R 2 D .k 9Q +q 9R 2解析 b 点电场强度为0,说明a 处的电荷在b 点产生的电场强度与圆盘上的电荷在b 点产生的电场强度等大反向,即二者产生电场强度的大小均为E =kq R 2,又因为在a 点的电荷为正电荷,它在b 点产生的电场,方向向右,圆盘上的电荷在b 点产生的电场,方向向左,根据对称性,圆盘上的电荷在d 点产生的电场强度大小为E 1=kq R 2,方向向右,a 处的电荷在d 点产生的电场强度大小为E 2=kq R 2=kq9R2,故d 点产生的电场强度大小E =E 1+E 2=10kq9R 2,B 项正确.答案 B小试身手[2013·江苏卷]下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处电场强度最大的是( )解析 设所带电荷量为q 的14圆环在O 点处产生的场强大小为E 0,根据对称性可得四种情况下,O 点处的场强大小分别为E A =E 0、E B =2E 0、E C =E 0、E D =0,B 项正确. 答案 B考点三 对电场线的理解及应用1.孤立点电荷的电场(1)正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内). (2)离点电荷越近,电场线越密(电场强度越大).量种电荷①两点电荷连线中点中点电荷连线中垂线上各点的电场强度方向和中垂线平行④关于O 量种电荷①两点电荷连线上各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿两点电荷连线方向电场强度先变小再变大②两点电荷连线的中垂面关于3.应用电场线进行以下判断(1)电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线方向相同,负电荷的受力方向和电场线方向相反. (2)电场强度的大小(定性)——电场线的疏密可定性判断电场强度的大小.例3一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ,已知质点的速率是递减的.关于b 点电场强度E 的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)解析 质点所带电荷是负电荷,电场方向应与负电荷受到的电场力方向相反,又因为质点的速度是递减的,因此力的方向与速度方向夹角应大于90°,故D 项正确. 答案 D考点四 解答力、电综合问题的基本思路例4一根长为l 的丝线吊着一质量为m 、带电荷量为q 的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g ),求: (1)匀强电场的电场强度的大小; (2)小球经过最低点时丝线的拉力. 解析(1)小球在电场中静止时,受力分析如图甲所示,由平衡条件得F E =mg tan37°=34mg因为F E =qE ,则E =3mg4q.(2)电场方向改变后,小球运动到最低点的过程中,只有重力与电场力做功,设在最低点速度为v ,由动能定理得mg ·15l +34mg ·15l =12mv 2小球在最低点受力如图乙所示,由牛顿定律得F T ′-G -F E ′=m v 2lF E ′=qE =34mg由以上三式得F T ′=4920mg . 答案 (1)3mg 4q (2)4920mg考点五 电势高低及电势能大小的判定例5如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的电荷运动轨迹,a 、b 为运动轨迹上的两点,可以判定( ) A .电荷在a 点速度大于在b 点速度 B .电荷为负电荷C .电荷在a 点的电势能大于在b 点的电势能D .a 点的电势低于b 点的电势解析 沿着电场线方向电势越来越低,可得a 点电势高于b 点电势,D 错误;该电荷在电场中做曲线运动,由曲线特点可得电场力应指向轨迹的内侧,即受力方向与圆弧上的各点电场强度的方向一致,电荷必带正电,B 错误;电荷若从a 运动到b ,由于a 点电势高于b 点电势,a 、b 间电势差为正值,电荷带正电,由W ab =qU ab 可得电场力做正功,所以电荷在b 点动能大于在a 点动能,电荷在b 点速度大于在a 点速度;电荷若从b 运动到a ,由W ba =qU ba 可得电场力做负功,所以电荷在b 点动能大于在a 点动能,电荷在b 点速度大于a 点速度,A 错误;由于a 点电势高于b 点电势,正电荷在电势高处电势能大,所以电荷在a 点的电势能大于在b 点的电势能,C 正确. 答案 C考点六 电场强度与电势差的关系的应用(1)使用公式U =Ed 时,必须是匀强电场,式中的d 是沿电场强度方向的距离.如果两点不沿电场强度的方向,d 应为两点连线在电场强度方向上的投影长度.(2)对于非匀强电场,我们可以用公式 U =Ed 来定性比较电势差的大小.例6如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O 处的电势为0 V ,点A 处的电势为6 V ,点B 处的电势为3 V ,则电场强度的大小为( )A .200 V/mB .200 3 V/mC .100 V/mD .100 3 V/m解析 本题考查电场中电场线与等势面的关系,由φ0=0,φA =6 V ,可知OA 中点C 处φC =3 V ,因φB =3 V ,则BC 为等势面,由B 、C坐标可知θ=30°,BC 的垂线OD 沿电场线方向,且x OD =32 cm ,U OD =-3 V ,则E =U DO x OD =332×10-2 V/m =200 V/m.故A 项正确,本题注意,E =U d 公式中d为沿电场线方向的距离. 答案 A考点七 电场力做功的综合问题(1)利用电场线、等势面分布的特点分析电场力做功情况. (2)应用W AB =U AB ·q 计算功时,W AB 、q 、U AB 都要带正、负号计算. (3)应用动能定理解决问题时要分析合外力的做功情况.(4)多过程问题可能要多次用到动能定理.例7[2014·南阳模拟]如图所示,在同一条竖直线上,有电荷量均为Q 的A 、B 两个正点电荷,GH 是它们连线的垂直平分线.另有一个带电小球C ,质量为m 、电荷量为+q (可视为点电荷),被长为L 的绝缘轻细线悬挂于O 点,现在把小球C 拉起到M 点,使细线水平且与A 、B 处于同一竖直面内,由静止开始释放,小球C 向下运动到GH 线上的N 点时速度刚好为零,此时细线与竖直方向的夹角θ=30°. 试求:(1)在A 、B 所形成的电场中,M 、N 两点间的电势差,并指出MN 哪一点的电势高;(2)若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a 的正三角形,则小球运动到N 点瞬间.轻细线对小球的拉力F T 为多大(静电力常量为k ).解析 (1)带电小球C 在A 、B 形成的电场中从M 点运动到N 点的过程中,重力和电场力做功,但合力做功为零,由动能定理得:qU MN +mgL cos θ=0,解得U MN =-3mgL2q即M 、N 两点间的电势差大小为3mgL2q,且N 点的电势高于M 点的电势. (2)在N 点,小球C 受到重力mg 、细线的拉力F T 以及A 和B 分别对它的斥力F A 和F B 四个力的作用,如图所示,且沿细线方向的合力为零(向心力为零).则沿细线方向有F T -mg cos30°-F A cos30°=0 又F A =F B =k Qq a 2,得F T =mg cos30°+k Qq a 2cos30°=32⎝⎛⎭⎫mg +kQq a 2 答案 (1)3mgL 2q N 点电势高 (2)32⎝⎛⎭⎫mg +kQq a 2 考点八 两个等量点电荷的场强与电势的特点等量同种点电荷等量异种点电荷中点O 处为零,其他点左右对称(大小相等,方向相反,指向O 点)中点O 处最小,其他点左右对称(大小相等,方向相同,指向负电荷)中点O 的场强为零;由中点到无限远,方向相反,背离O 点,指向无限远) 中点O 场强最小,由中点O 到无限远,逐平行于连线指向负电荷)中点O 处最低,其他点左右对称,且高于O 处电势中点O 处为零,由负电荷到正电荷逐渐升高例8[2013·天津卷]两个带等量正电的点电荷,固定在图中P 、Q 两点,MN 为PQ 连线的中垂线,交PQ 于O 点,A 为MN 上的一点.一带负电的试探电荷q ,从A 点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则( ) A .q 由A 点向O 点的运动是匀加速直线运动 B .q 由A 点向O 点运动的过程电势能逐渐减小 C .q 运动到O 点时的动能最大 D .q 运动到O 点时电势能为零解析 中垂线MN 上各点的电场强度方向沿中垂线背离O 点,从O 点到无穷远处,电场强度先变大后变小.负电荷q 从A 点释放后,向O 点做加速运动,但加速度时刻变化,A 项错误;从A 到O ,电场力一直做正功,电势能逐渐减小,B 项正确;到O 点时速度最大,动能最大,C 项正确;因无穷远处电势为零,因此q 在O 点时的电势能小于零,D 项错误. 答案 BC小试身手 [2013·山东卷]如图所示,在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q 、-Q ,虚线是以+Q 所在点为圆心、L2为半径的圆,a 、b 、c 、d 是圆上的四个点,其中a 、c 两点在x 轴上,b 、d 两点关于x 轴对称.下列判断正确的是( ) A .b 、d 两点处的电势相同 B .四个点中c 点处的电势最低 C .b 、d 两点处的电场强度相同D .将一试探电荷+q 沿圆周由a 点移至c 点,+q 的电势能减小解析 过c 点的中垂线为一条等势线,电势为零,其余a 、b 、d 三点的电势均大于零,且根据对称性可知b 、d 两点的电势相等,所以A 、B 两项正确;b 、d 两点处的电场强度的方向不同,C 项错误;a 点的电势大于零,则试探电荷+q 在a 点处的电势能大于零,而在c 点的电势能等于零,故试探电荷沿圆周由a 点移至c 点,电势能减小,D 项正确. 答案 ABD考点九 平行板电容器的动态分析(1)第一类为充电后电容器两极板与电源两极相连,两极板间的电压U 保持不变.这类问题有如下特点: 当d 、S 、εr ,变化时⎩⎪⎨⎪⎧由C =εr S 4πkd可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化由Q =CU =εrS U 可知Q 随d 、S 、εr的变化而变化由E =U d 可知E 随d 的变化而变化(2)第二类为充电后电容器两极板与电源两极断开,两极板上的电荷量Q 保持不变.这类问题有如下特点: 当d 、S 、εr ,变化时⎩⎪⎨⎪⎧由C =εr S4πkd可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化由U =Q C =4πkdQεrS 可知U 随d 、S 、εr的变化而变化由E =U d =Q Cd =4πkQ εrS可知E 随S 、εr的变化而变化,而与极板间距d 无关例9[2012·江苏卷]一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( ) A .C 和U 均增大 B .C 增大,U 减小C .C 减小,U 增大D .C 和U 均减小 解析 由C =εr S 4πkd ,插入电介质后,介电常数εr 变大,C 增大,由C =QU知,Q 不变,U 减小,B 项正确. 答案 B考点十 带电体在匀强电场中做直线运动问题的分析首先对带电粒子进行受力分析,弄清带电粒子的运动状态,然后再选用恰当的物理规律求解.如果应用牛顿运动定律,要弄清带电粒子的受力情况和运动情况,再灵活运用运动学公式求解;如果运用动能定理,关键要弄清带电粒子的初、末状态及哪些力做功.例10如图所示,一带电荷量为+q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时,小物块恰好静止.重力加速度取g ,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)水平向右电场的电场强度;(2)若将电场强度减小为原来的12,物块的加速度是多大;(3)电场强度变化后物块下滑距离L 时的动能. 解析(1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,受力图如图所示,则有 FN sin37°=qE ① F N cos37°=mg ② 由①②可得E =3mg 4q.(2)若电场强度减小为原来的12,则E ′=3mg8q由牛顿第二定律得mg sin37°-qE ′cos37°=ma ,③可得a =0.3g .(3)电场强度变化后物块下滑距离L 时,重力做正功,电场力做负功,由动能定理得 mgL sin37°-qE ′L cos37°=E k -0,④ 可得E k =0.3mgL .答案 (1)3mg4q(2)0.3g (3)0.3mgL小试身手[2013·新课标全国卷Ⅰ]一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回. 若将下极板向下平移d3,则从P 点开始下落的相同粒子将( )A .打到下极板上B .在下极板处返回C .在距上极板d 2处返回D .在距上极板25d 处返回解析 由题意知,带电粒子落到下极板处的速度为0,设此时电场强度为E ,根据动能定理有,mg ⎝⎛⎭⎫d +d2-qEd =0,板间电压不变的情况下,下极板向上平移d 3后,电场强度E ′=3E2,假设带电粒子在距上极板h 处时,速度变为0,根据动能定理得,mg ⎝⎛⎭⎫h +d 2-qE ′h =0,解得,h =2d5,D 项正确. 答案 D考点十一 带电粒子在匀强电场中的偏转问题两个重要推论(1)带电粒子离开偏转电场时,无论速度方向如何,其反向延长线一定经过偏转电场中水平位移的中点.如图所示,当粒子离开电场时速度的反向延长线与初速度的延长线交于A 点,该过程中速度偏转角的正切tan α=v y v 0=qUL mdv 20,偏移量y =12at 2=12qUL 2mdv 20,所以x =y cot α=12L .当需要定量确定粒子在荧光屏上的偏转距离时,可以利用ΔABC 中的几何比例线段巧妙求解.(2)同号带电粒子由静止开始经过同一个电场加速、再经过同一个电场偏转,粒子的轨迹相同,将要打在荧光屏上的同一位置.如图所示,设加速电压为U 1,偏转电压为U 2,当同号带电粒子离开偏转电场时,其偏转角α满足tan α=v y v 0=U 2L2dU 1,显然该角度和粒子的质量、电荷量均无关,而速度的反向延长线又一定经过偏转电场中水平位移的中点,所以同种电性的不同带电粒子经过同一个加速电场、再经过同一个偏转电场射出时,方向一致,偏转轨迹相同,打在荧光屏上的同一位置.例11如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L 、电场强度为E 的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L 处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q 、质量为m 的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v 0射入电场中,v 0方向的延长线与屏的交点为O .试求: (1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α; (3)粒子打到屏上的点P 到O 点的距离x . 解析:(1)根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入到打到屏上所用的时间t =2Lv 0.(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为v y ,根据牛顿第二定律,粒子在电场中的加速度为:a =Eqm ,所以v y =a L v 0=qEL mv 0,所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tan α=v y v 0=qELmv 20.(3)解法一:设粒子在电场中的偏转距离为y ,则y =12a ⎝⎛⎭⎫L v 02=12·qEL 2mv 20,又x =y +L tan α,解得x =3qEL 22mv 20.解法二:x =v y L v 0+y =3qEL 22mv 20. 解法三:由x y =L +L2L 2,得x =3y =3qEL 22mv 20.答案 (1)t =2L v 0 (2)tan α=v y v 0=qEL mv 20 (3)x =3qEL 22mv 20小试身手3[2013·广东卷]喷墨打印机的简化模型如图所示.重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v 垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上.则微滴在极板间电场中( )A .向负极板偏转B .电势能逐渐增大C .运动轨迹是抛物线D .运动轨迹与带电荷量无关解析 墨汁微滴带负电,向正极板偏转,电场力做正功,电势能减小,A 、B 两项错误;由于所受电场力恒定且与初速度方向垂直,所以微滴做匀变速曲线运动,轨迹为抛物线,轨迹与带电荷量有关,电荷量越大,微滴受力越大,打在纸上的位置越偏上,C 项正确,D 项错误. 答案 C。

高考物理知识点之静电场

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。

物理静电场知识及解题方法_修正版

物理静电场知识及解题方法_修正版

物理静电场知识及解题方法1. 电荷电荷守恒点电荷自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。

电荷的多少叫电量。

基本电荷e = 1.6*10^(-19)C。

带电体电荷量等于元电荷的整数倍(Q=ne)使物体带电也叫起电。

使物体带电的方法有三种:①摩擦起电②接触带电③感应起电电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。

带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。

2. 库仑定律公式:F = KQ1Q2/r^2(真空中静止的两个点电荷)在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,其中比例常数K叫静电力常量,K = 9.0*10^9Nm^2/C^2。

(F:点电荷间的作用力(N),Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引)库仑定律的适用条件是(1)真空,(2)点电荷。

点电荷是物理中的理想模型。

当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。

3. 静电场电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。

电场线的特点:(1)始于正电荷(或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(2)任意两条电场线都不相交。

电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。

带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。

3. 电场强度点电荷的电场电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。

电场的这种性质用电场强度来描述。

高三物理静电场的知识点

高三物理静电场的知识点

高三物理静电场的知识点一、静电的基本概念和性质静电是指物体或物质表面带有的静止电荷。

当物体表面带有正电荷时,我们称之为正电静电场;而当物体表面带有负电荷时,我们称之为负电静电场。

静电的性质有几个重要的特点:1. 静电力:在静电场中,带电物体之间可能会相互作用,这种作用力称为静电力。

静电力的大小和方向受到电荷之间距离和电荷大小的影响。

2. 高斯定律:高斯定律是描述电通量的关系,它指出,通过闭合曲面的电通量等于该曲面内源电荷的代数和。

这一定律在计算电场中的静电势提供了重要的工具。

3. 线电荷和点电荷:当电荷集中在一条直线上时,我们称之为线电荷,而当电荷以一个点为中心均匀分布时,我们将其视为点电荷。

二、库仑定律和电场强度库仑定律是描述电荷之间相互作用力的定律。

根据库仑定律,两个电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与他们之间的距离的平方成反比。

电场强度则是库仑定律的一种推论。

电场强度定义为单位正电荷所受力的大小,它的方向与力的方向相同。

电场强度是一个矢量量,用于描述一个地点的电场质点对单位正电荷施加的力。

三、电场的叠加原理和电势能电场的叠加原理指出,当多个电荷同时存在时,它们产生的电场可以叠加。

这意味着在计算电场时,我们可以将每个电荷独立地看待,然后将它们的电场矢量按照矢量相加的规则进行叠加。

叠加之后的电场将给出整个系统的电场分布情况。

电势能是物理学中的一个重要概念。

在静电场中,当电荷在电场力的作用下移动时,它们所具有的能量就是电势能。

根据电场中一个点的电势能,我们可以计算该点上单位正电荷所具有的电势。

电势由标量量描述,有正负之分,正电荷所在位置的电势为正,负电荷所在位置的电势为负。

四、电场线和等势线电场线用于描述电场的分布情况。

在静电场中,电场线始终从正电荷流向负电荷。

电场线越密集,表示电场强度越大。

此外,电场线不会相交,因为电场是一个矢量量,而矢量不能叠加。

等势线则用于描述电势的分布情况。

等势线是指在某一电势值上任意两点之间的线段。

【高中物理】高分必备静电场重难点知识点汇总,提分利器!

【高中物理】高分必备静电场重难点知识点汇总,提分利器!

【高中物理】高分必备静电场重难点知识点汇总,提分利器!一、电荷守恒、库仑定律的理解1.两个完全相同的金属球接触后,所带正、负电荷先"中和"然后"平均分配"于两球.分配前后正、负电荷之和不变。

2.当求两个导体球间的库仑力时,要考虑电荷的重新分布,例:当两球都带正电时,电荷相互非斥而使电荷主要分布于两球的外侧,此时r将大于两球球心间的距离。

3.库仑定律是长程力,当r→0时,带电体不能看成质点,库仑定律不再适用。

4. 微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力,当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力。

5. 计算库仑力时,先将电荷量的绝对值代入进行计算,然后根据电性来判断力的方向。

二、库仑力作用下的平衡问题1. 解决平衡问题应注意三点(1) 明确库仑定律的适用条件;(2) 知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律;(3) 进行受力分析,灵活应用平衡条件。

2.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题(1) 条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反。

(2) 规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上;“两同夹异”——正、负电荷相互间隔;“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。

三、电场线的理解与应用1. 两种等量点电荷的电场线2. 分析带电粒子运动的轨迹类问题的技巧四、静电力做功及电势差、电势能的计算方法静电力做功与路径无关,只与初末位置有关。

计算方法:⑴ 用功的定义式W=FScosθ来计算(F为恒力,仅适用于匀强电场中)。

⑵ 用“静电力做的功等于电势能的减少量”来计算适用于任何电场.但WAB、UAB均有正负,要带符号进行运算。

⑶ 用由动能定理计算。

五、电场中电势、电势能高低的判定1. 根据场源电荷判断(取无穷远为0势点)离场源正电荷越近:电势越高(电势大于0),正检验电荷的电势能qφ越大,负检验电荷的电势能qφ越小。

高三静电场知识点

高三静电场知识点

高三静电场知识点静电场是物理学中的一个重要概念,涉及电荷、电场和电势等基本概念和原理。

在高三物理学习中,静电场是一个需要重点掌握的知识点。

本文将围绕静电场的基本概念、电场强度、高斯定律以及静电势能展开详细讲解。

一、静电场的基本概念静电场是由电荷产生的一种物理现象。

在物质中存在着两种基本电荷,即正电荷和负电荷。

同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。

在空间中,电荷会形成电场,电场具有方向和大小,用矢量表示。

电场的方向是从正电荷指向负电荷,电场强度用E表示。

二、电场强度电场强度描述了一个电荷在电场中所受到的力的大小。

当一个正电荷在电场中运动时,受到的力的大小与电场强度成正比。

电场强度可以通过库仑定律计算得到。

若空间中存在n个点电荷,那么某一点的电场强度可以表示为:E = k∑(qi/ri²) * r/|r|其中,k是库仑常数,qi表示第i个点电荷的电荷量,ri表示这个点离第i个点电荷的距离,r表示要求电场强度的点离这个系统的距离,符号∑表示对所有的n个点电荷求和。

三、高斯定律高斯定律是静电学中最为重要的定律之一。

它描述了电场的源的性质和电场分布的规律。

高斯定律的表达式如下:∮ E·dA = Q/ε0其中,∮表示对闭合曲面的面积分,E表示曲面上某一点的电场强度,dA表示曲面上面积元素的矢量面积,dA的法向量方向与曲面外侧的单位法向量方向相同,A表示闭合曲面的面积,Q表示闭合曲面内的电荷总量,ε0是真空中的介电常数。

高斯定律可以通过适当选择高斯曲面来求解复杂的电荷分布情况下的电场强度。

四、静电势能电场对电荷进行的势能变化叫做静电势能。

当一个电荷从A点移动到B点,电场对其做功,这份功就是静电势能的变化量。

静电势能可以通过下面的公式计算:ΔEp = q∆V其中,ΔEp表示静电势能的变化量,q表示电荷量,∆V表示电势差。

电势差可以通过下面的公式计算得到:∆V = ∫E·ds其中,∆V表示电势差,E表示电场强度,ds表示路径元素。

静电场知识考点归纳

静电场知识考点归纳

1、电场强度的三种表达式的比较(1)定义式:E=F/q 对于任何电场都适用,E的大小和方向与检验电荷的电荷量q、电性以及存在与否无关(2)决定式:E=kQ/r2只适用于真空中的点电荷,Q:是场源电荷的电荷量,r:是研究点到场源电荷Q的距离(3)关系式:E=U/d 只适用于匀强电场,U:是电场中两点的电势差,d:是两点沿电场线方向的距离2、电场的叠加性:多个点电荷存在的电场中,电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的叠加,电场强度的叠加遵从平行四边形定则。

3、电场力(1)电场力的方向:正电荷受电场力的方向与场强方向一致,负电荷受电场力的方向与场强方向相反(2)电场力的大小:F=qE 若为匀强电场,电场力则为恒力,若为非匀强电场,电场力将与在电场中的位置有关4、讨论电荷在电场里移动过程中电场力的功、电势能变化相关问题的基本方法:(1)定性用电场线(把电荷放在起点处,分析功的正负,标出位移方向和电场力的方向,判断电场方向、电势高低等):正电荷沿电场线移动或负电荷逆着电场线移动,电场力均做正功电势能减少,正电荷逆着电场线移动或负电荷沿电场线移动,电场力均做负功电势能增加(2)定量计算用公式:W=-△E p(电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增加,且电势能的改变量等于电场力做功的多少)5、等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直,且从高电势等势面指向低电势等势面(2)电场线越密的地方,等势面越密(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,电场力一定做功6、带电粒子(不计重力)在电场中的运动可以分为两种类型:加速和偏转。

(1)带电粒子在电场中加速问题的分析,通常用动能定理qU= mv22-mv12来求v2(2)带电粒子在电场内的偏转常采用运动分解的办法来处理,粒子在垂直于电场方向做匀速运动,在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动(类平抛运动)(3)粒子飞出偏转电场时,速度的反向延长线,通过电场中心。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

静电场章节重点考点与答题技巧归纳第一节电场力的性质【重点】一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷.2.电荷守恒定律(1)电荷既不会创生,也不会消灭,它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,电荷的总量保持不变.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.二、库仑定律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.公式:F=k q1q2N·m2/C2,叫做静电力常量.r2,式中的k=9.0×1093.适用条件:(1)点电荷;(2)真空.三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量.2.公式(1)定义式:E=Fq,是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k Qr2,Q为场源电荷,r为某点到Q的距离.(3)匀强电场的场强:E=U.d3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向.四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(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)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(4)沿电场线方向电势降低.(5)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图所示)【考点】考点一对库仑定律的理解和应用1.对库仑定律的理解(1)F=k q1q2r2,r指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分.考点二电场线与带电粒子的运动轨迹分析1.电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:(1)电场线是直线.(2)电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行.2.由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:(1)粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切.(2)由电场线的疏密判断加速度大小.(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化.3.求解这类问题的方法:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.考点三静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同,只不过是多了静电力而已.2.(1)解决静电力作用下的平衡问题,首先应确定研究对象,如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”.(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关;库仑力大小随距离变化而变化.考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中,应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题.利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的特点,出奇制胜,快速简便地求解问题.第二节电场能的性质【重点】一、电场力做功和电势能1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关.(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.②W AB=qU AB,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷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=E p A -E p B=-ΔE p.(3)电势能具有相对性.二、电势、等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值..(2)定义式:φ=E pq(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直.③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动的电荷的电量q的比值.2.定义式:U AB=W AB.q3.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA.4.电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即U AB=Ed.特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.【考点】考点一电势高低及电势能大小的比较1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB=φA-φB:若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关).(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1.几种常见的典型电场的等势面比较等势面(实线)图重要描述电场样匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上,中点电势最低,而在中垂线上,中点电势最高2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U =Ed 的拓展应用1.在匀强电场中U =Ed ,即在沿电场线方向上,U ∝d .推论如下:(1)如图甲,C 点为线段AB 的中点,则有φC =φA +φB 2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cosα计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cosα.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.【技巧】E-x和φ-x图象的处理方法1.E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.2.φ-x图象(1)描述了电势随位移变化的规律.(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向.(3)斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零.3.看懂图象是解题的前提,解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义.第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【重点】一、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义式:C =Q U.(2)单位:法拉(F),1F =106μF =1012pF.3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与介质的介电常数成正比,与两极板间距离成反比.(2)决定式:C =εr S 4πkd,k 为静电力常量.特别提醒:C =Q U 适用于任何电容器,但C =εr S 4πkd仅适用于平行板电容器.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12mv 2-12mv 20;(2)在非匀强电场中:W =qU =12mv 2-12mv 20.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解.①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动.特别提示:带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.【考点】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1.确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.(1)保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.(2)充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变.2.用决定式C=εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化.3.用定义式C=QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.4.用E=Ud分析电容器两极板间电场强度的变化.5.在分析平行板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变.(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用E=Ud,分析板间电场强度的变化情况.考点二带电粒子在电场中的直线运动1.运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动.(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动.2.分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的运动情况.(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.(3)对带电粒子的往返运动,可采取分段处理.考点三带电粒子在电场中的偏转1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qU md.(2)在电场中的运动时间:t =l v 0.(3)t =v 0t =l 2=y ,y =12at 2=qUl 22mv 20d.(4)x =v 0y =at ,v y =qUt md ,v =v 2x +v 2y ,tan θ=v yv x =qUl mv 20d.2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul 2U 0d.(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l 2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =U dy ,指初、末位置间的电势差.【技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),找到满足题目要求所需要的条件.2.比较通过电场的时间t 与交变电场的周期T 的关系:(1)若t ≪T ,可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变,等于刚进入电场时刻的场强.(2)若不满足上述关系,应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性.对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则,直接求解产生的电场强度较困难,若采取割或补的方法,使之具有某种对称性,从而使问题得到简化.二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则过程往往比较简捷.2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路:(1)求出重力与电场力的合力F 合,将这个合力视为一个“等效重力”.(2)将a =F 合m视为“等效重力加速度”.(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解.。

相关文档
最新文档