高考物理母题解读(七)静电场母题5电场中的能量守恒

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电场的能量守恒与电荷守恒

电场的能量守恒与电荷守恒电场是由电荷产生并影响其他电荷的一种物理现象。

在研究电场过程中，能量守恒和电荷守恒是两个重要的物理规律。

本文将深入探讨电场的能量守恒和电荷守恒原理，并分析它们在电场中的应用和意义。

一、电场的能量守恒电场的能量守恒原理是指在电场中，能量的总量保持不变。

根据电磁场的理论，电场能量主要包括电势能和电磁能。

电势能是指电荷由于在电场中的位置而具有的能量。

它与电荷之间的距离和电势之间的差异有关。

在电场中，电荷从一个位置移动到另一个位置，其电势能会发生变化。

根据电势能与电荷之间的关系，我们可以得出电场的能量守恒公式：ΔPE = q(V2 - V1)其中，ΔPE表示电势能的变化量，q表示电荷的大小，V1和V2分别表示起始位置和终止位置处的电势。

电磁能是指电场与磁场相互作用而产生的能量。

在电场中，当电荷受到电场力的作用而加速运动时，电磁能会转化为动能；当电荷由于碰撞或摩擦而减速时，动能会转化为电磁能。

根据动能和电磁能的转化关系，我们可以得出电场的能量守恒公式：ΔKE + ΔEM = 0其中，ΔKE表示动能的变化量，ΔEM表示电磁能的变化量。

从上述公式可以看出，在电场中，电势能的变化量与电磁能的变化量是相互抵消的，即ΔPE + ΔKE + ΔEM = 0。

这意味着在电场过程中，电势能的损失会被电磁能的增加所抵消，从而保持能量不变。

电场的能量守恒原理在现实生活中有着广泛的应用。

例如，电力输送过程中，电能转化为电势能和电磁能；电容器的充电和放电过程中，电势能和电磁能相互转化。

了解电场的能量守恒原理有助于我们更好地理解电场现象，并能为电力工程等领域的设计和应用提供理论支持。

二、电场的电荷守恒电场的电荷守恒原理是指在电场中，电荷的总量保持不变。

根据库仑定律，电荷和电场之间存在一种相互作用的力，当两个电荷之间产生相互作用时，它们所携带的电荷不会发生改变。

电荷守恒原理是守恒定律的具体应用之一，与能量守恒原理类似。

高考物理二轮复习专题静电场讲含解析.doc

静电场错误！未指定书签。

纵观近几年高考试题，预测2019年物理高考试题还会考：1.本章基本概念的命题频率较高，主要涉及电场的力的性质(电场、电场力)及能的性质(电势、电势能) 、平行板电容器，一般多以选择题出现．2．带电粒子在电场中的运动，是近几年高考中命题频率较高、难度较大的知识点之一，带电粒子在电场中的运动，一般涉及处理带电粒子(一般不计重力)和带电体(一般要考虑重力)在电场中的加速与偏转问题或者做匀速圆周运动等，运用的规律是把电场力、能量公式与牛顿运动定律、功能原理以及磁场等内容联系起来命题，对考生综合分析能力有较好的测试作用错误！未指定书签。

考向01 电场力的性质1.讲高考（1）考纲要求了解静电现象的有关解释，能利用电荷守恒定律进行相关判断；会解决库仑力参与的平衡及动力学问题；.理解电场强度的定义、意义及表示方法；熟练掌握各种电场的电场线分布，并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题。

（2）小球受mg 、绳的拉力T 和电场力F 作用处于平衡状态，如图所示错误！未指定书签。

根据几何关系有错误！未指定书签。

，得m =4.0×10–4kg 错误！未指定书签。

【考点定位】电场强度，电场线，电势，电势能，曲线运动，带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题考查的知识点较多，应从曲线运动的特点和规律出发判断出电子的受力方向，再利用相关电场和带电粒子在电场中的运动规律解决问题。

2．讲基础（1）点电荷及库仑定律①点电荷：是一种理想化的物理模型；当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷． ②库仑定律：内容：公式：221rq q kF = ；做静电力常量k =9.0×109N•m2/C2. 适用条件：真空中；点电荷。

（2）电场强度①物理意义：表示电场的强弱和方向． ②定义： ③定义式：qF E =④电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则．（3）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强弱及方向，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．【趁热打铁】（多选）如图所示，矩形区域MNPQ 内有水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域。

电场中的能量守恒

电场中的能量守恒李树祥（特级教师）在力学的学习中，我们知道，如果一个物体有重力做功时，则此物体的重力势能会和其他形式的能之间发生转化，当仅有重力做功时，则重力势能和动能之间相互转化，二者能量之和即机械能保持不变，这就是机械能守恒。

那么当带电粒子在电场中运动时，如果电场力对带电粒子做功，则会使电势能和其他形式的能发生转化，在转化的过程中，又有哪些能量守恒关系呢？一、在电场中，如果仅有电场力做功，则带电物体的电势能和动能之间相互转化，但二者之和保持不变。

例1、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在等势面L 3处的动能为20J ，运动到等势面L 1处时动能为零；现取L 2为零电势参考平面，则当此粒子的电势能为4J 时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）A ．16JB ．10JC ．6JD ．4J解析：由于粒子只有电场力做功，故动能与电势能之和保持不变，即φ1q+EK1=φ3q+EK3。

由题意知φ1-φ2=φ2-φ3，φ2=0，得φ1=-φ3，带入上式有φ1q+0=-φ1q+20，得φ1q=10。

由于在L1处时动能为零，所以带电粒子动能与电势能之和为10J ，因此当带电粒子电势能为4J 时，其动能应为6J ，答案选C 。

二、在电场中，如果只有电场力和重力做功，则带电物体电势能、重力势能和动能之间相互转化，但三者之和保持不变。

例2、一带负电q 的油滴，从A 点以速度v0与水平方向成角射入沿水平方向的匀强电场中，如图1.已知油滴质量为m ，重力加速度为g ，测得油滴在电场中达到最高点B 时，它的速度大小恰为v0，则B 点的位置:A.在A 点的正上方B.在A 点的左上方C.在A 点的右上方D.无法判断解析：油滴在运动过程中，由于只受重力和电场力作用，因此重力势能、电势能和动能之和保持不变。

油滴在A 、B 两处速度大小相等，即动能相同。

点B 的位置高于A 点，所以油滴在B 点重力势能大于在A 点的重力势能，由三者能量之和保持不变可知，油滴在B 点电势能一定小于在A 点的电势能，这就说明电场力对油滴做了正功，从而使电势能减少，因油滴带负电，所受电场力的方向和电场线方向相反，所以油滴要逆着电场线方向运动，电场力才能做正功，所以B 点应在A 点左上方。

[荐]高中物理：静电场中的能量-必考知识点+例题详解

【下载后获高清完整版-独家优质】高中物理：静电场中的能量-必考知识点+例题详解1.电势能与电势⑴电势能：就像一个有质量的物体在重力场中具有重力势能一样，一个带电的电荷在电场中也有电势能。

回忆一下重力势能的描述：物体从某点运动到指定的零势能点，重力所做的功即为物体在该点的重力势能。

类似的，描述电势能也需要预先指定零势能点，带电电荷从某点运动到指定零势能点，电场力做的功称为电荷在该点的电势能。

电场中如果不做特殊说明的话一般指定无穷远处为零势能点。

所以通俗理解的话，一个电荷在某点的电势能就等于电场力把电荷从该点移动无穷远处所做的功，当然这个功可能是正功也可能是负功，所以电势能也可以是正值也可以是负值。

（注意，电势能一定是针对某个处于电场中的电荷来讲的）⑵电势：场强描述的是场的力的性质，电势则描述了场的能量性质，由场源电荷和具体位置决定，与处于电场中的检验电荷无关。

电势的直观理解是，如果场中某点的电势是φ，则当一个电荷量为q的电荷放在该点时，该电荷所具有的电势能为反之，我们也可以利用这个关系式去求电场中某点的电势，用电荷在电场中某一点的电势能除以它的电荷量所得的比值即为这一点的电势，，注意从电势的定义式上看，实际上已经默认了电势零点就是电势能的零点，也就是无穷远处。

①定义上看，电势等于场强对距离的积分当场源电荷Q为正电荷时，电势φ是正值，当场源电荷Q为负电荷时，电势φ也是负值。

从电场力做功正负的角度来看也容易理解这点。

②等势面必须垂直于电场线，否则电荷在等势面上移动就会受到电场力做的正功或负功，从而与等势面矛盾。

③顺着电场线的方向，电势将逐渐降低。

这也很好理解，因为电场力做正功，电势必然降低。

④电场中任意两点的电势差值称为电势差：电势差是一个只与电场及位置有关的量，在数值上等于场强对路径的积分显然，匀强电场中，，d为AB之间沿着电场线的距离。

积分为零意味着AB两点等电势。

*电势或电势差在距离上的导数即为场强。

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。

高考物理母题解读(七)静电场母题1库仑定律

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。

千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。

研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题1、库仑定律【解法归纳】库仑定律是静电场中的重要定律，利用库仑定律解答选择题可采用比例法。

两个完全相同的带异号电荷的金属小球接触后，先中和后平分。

高考对库仑定律考查频率较高，难度中等。

典例.（2011海南物理第3题）三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。

球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。

现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。

由此可知A.n=3B.n=4C.n=5D. n=6【针对训练题精选解析】1.（2009江苏物理第1题）两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为F。

两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为A． B． C． D．【答案】C【点评】此题考查库仑定律、电荷守恒定律及其相关知识点。

2.（2009浙江理综卷第16题）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。

当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为A． B． C． D．3. （2003年高考全国理综）如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。

a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。

已知c受到a和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F44.（2003年高考江苏理综）相隔—段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为A．F/2 B．4F C．2F D．F/45.（2004年高考广东物理）已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l,l=1.5×10-15m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。

静电场电荷及其守恒定律

高压输电过程中的静电现象及防护措施
高压输电过程中的静电现象
在高压输电过程中，由于电场的作用，导线表面会聚集电荷，形成静电现象。这些电荷可能会导致设备损坏和人员伤亡。
静电防护措施
为了防止静电现象的发生，可以采取多种措施，如采用绝缘子、增加湿度、降低传输速度等。同时，还可以通过接地、屏蔽和隔离等手段来减少静电的影响。
静电场电荷及其守恒定律
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目录
• 静电场的基本概念 • 电荷在静电场中的受力分析 • 静电场的能量及其守恒定律 • 电荷在静电场中的运动及其规律 • 静电场的边界条件及其处理方法 • 静电场的典型应用案例分析
01
静电场的基本概念
电荷及其分布
01
02
03
电荷的量子化
电荷是量子化的，即任何物体的带电量只能是元电荷的整数倍。
电荷的分布
电荷在空间中的分布是不均匀的，它可以集中在某个物体的表面或内部。
电荷守恒
电荷既不能被创造也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体。
电场及其物理性质
电场的定义
电场是由电荷产生的物理场，它对放入其中的电荷施加作用
力。
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径无关，只与初末位置有关。
静电场中的能量
静电场的能量等于电场力做功与电荷质量的比值，即E=W/m。静电场的能量与电荷在电场中的
位置有关。
电荷在静电场中的运动轨迹
直线运动
如果电荷在静电场中只受到电场力的作用，那么它将沿一条直线运动。电场力的方向与电荷的运动方向垂直。
曲线运动
如果电荷在静电场中受到电场力和其他力的作用，那么它将沿一条曲线运动。电场力的方向与电荷的运动方向垂直。

高考物理母题解读(七)静电场母题5电场中的能量守恒

高考母题解读母题5、电场中的能量守恒【解法归纳】力学中，在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能相互转化，动能和重力势能之和保持不变，称为机械能守恒定律。

在电学中，类似有：在只有电场力做功的情形下，物体的动能和电势能相互转化，动能和电势能之和保持不变；在只有电场力和重力做功的情形下，物体的动能、重力势能和电势能相互转化，动能、重力势能和电势能之和保持不变。

我们可以称为电场中的能量守恒定律。

典例. （2012·海南物理）如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。

在o点处有固定点电荷，已知b点电势高于c点电势。

若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程中，粒子动能不断减小【针对训练题精选解析】1.（2009四川理综卷第20题）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M 点，此时速度为v2（v2＜v1）。

若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（）A．小物体上升的最大高度为22 12 4v vgB．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小解析：设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L。

因为OM＝ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。

上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小【点评】解答此题需要采用微元法分析，应用的知识有动能定理、摩擦力、力的分解、库仑定律等。

2. （2012年3月山东威海一模）一带负电的点电荷仅在电场力作用下由a 点运动到b 点的v-t 图象如图所示，其中t a 和t b 是电荷运动到电场中a 、b 两点的时刻.下列说法正确的是A.该电荷由a 点运动到b 点，电场力做负功B. a 点处的电场线比b 点处的电场线密C. a 、b 两点电势的关系为a ϕ＜b ϕD.该电荷一定做曲线运动3. （2010年洛阳四校联考）如图1所示，AB 、CD 是一个圆的两条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面，在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A 点先、后以相同的速率v 沿不同方向射向圆形区域，粒子将经过圆周上的不同点，其中经过C 点时粒子的动能最小。

静电场中的“守恒定律”及应用

知识篇知识结构与拓展高二使用 2020年1月談殉中的馬恒隸I■重庆市第三十七中学校杨天才（特级教师負瞬级教师）在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变，这是机械能守恒定律。

同理，在静电场中，也应该存在类似的关于能量的“守恒定律”。

1.静电场守恒定律一：若只有静电力做功，则带电粒子的动能和电势能的总和守恒。

数学表达式为E^+Ep 电］=£^+£卩电2。

捌（在光滑水平面内有一沿工轴的静电场，其电势卩随坐标工的变化关系如图1所示。

一质量为祝，电荷量为+q 的小球（可视为质点）从O 点以初速度5 沿工轴正方向移动，则下列叙述正确的是（）oA.若小球能运动到6处，则在运动过程中小球受到的静电力逐渐增大逐渐减小，选项B 错误。

在0〜g 段，G 处的电势能最大，根据静电场守恒定律一可知，此处的动能最小，只要小球能够越过工】位置就一定能够到达 Q 处。

当小球到达处时的速度恰好等于零时，小球的初速度最小，即q(po + 0 = m-v^ + 0 ,解得C 错误。

同理，□处的电势能最小，小球到达g 处时的动能最大，在小球从O 点运动到6 处的过程中，根据静电场守恒定律一得+ (—q(p Q ) = —■+ 0, 将 v 0 =D 正确。

答案：D捌2如图2所示，；;I .虚线表示等势面，相邻两I ;等势面间的电势差相等，\ '、'、、'寻有一带正电的小球在该电 \ ''、、、）、、、场中运动，不计小球所受 \ 的重力和空气阻力，实线 X-表示该小球的运动轨迹。

图2B.在小球从4 处运动到x 3处的过程已知小球在a 点时的动能等于29 eV,运动中，电势能先减小后增大C.若小球能运动到g 处，则其初速度，则小球在运动过程中解析：在光滑水平面内，小球受到的重力和支持力平衡，仅有静电力做功。

在0〜4 段，电势均匀增大，根据旷工图像的斜率表示场强可知，电场强度恒定，小球受到的静电力恒定，选项A 错误。

能量守恒定律在《电场》中的应用

能量守恒定律在《电场》中的应用
能量守恒定律是物理学中一个重要的定律，它规定了能量在系统中是守恒的。

在《电场》中，能量守恒定律可以用来解释电荷运动的能量变化。

1.电动势能量: 电动势是电荷在电场中运动的能量。

电动
势能量守恒定律告诉我们，电荷运动过程中电动势能
量是不变的。

2.电动能: 电动能是电动势能量和电荷数量之间的函数。

电动能守恒定律告诉我们，电荷运动过程中电动能是
不变的。

3.电动能守恒定律: 这个定律告诉我们，在电荷运动过程
中，电动能是不变的。

4.电动势和电动能的关系: 电动势和电动能之间的关系
是通过电动能守恒定律可以解释的。

5.其它电学现象: 还有其他电学现象如电容电动势能量,
电感磁能量等也可以用能量守恒定律来解释。

总的来说，能量守恒定律在电场学中起着重要的作用，是理解电荷运动的能量变化的关键。

此外，在电动势能量和电动能的应用中，能量守恒定律也可以用来解释电场中电荷的运动。

例如，当电荷在电场中移动时，电动势能量可能会发生变化。

但是，根据能量守恒定律，电动能是不变的。

这意味着，当电荷在电场中移动时，其电动势能量变化必须由其他能量所抵消。

这就是电场学中能量守恒定律的一种应用方式。

另外，能量守恒定律还可以用来解释电场中电动力的传递。

例如，当电荷在电场中移动时，电动力就会被传递到其他物体上。

根据能量守恒定律，电动力的传递必须满足能量守恒。

这就是电场学中能量守恒定律的另一种应用方式。

物理高考母题

物理高考母题
本文将为大家分享一些物理高考中常见的母题，希望对大家备考有所帮助。

1. 弹簧振子的周期和频率公式
弹簧振子是物理中非常经典的一个问题。

它的周期和频率公式是： T=2π√m/k
f=1/T=1/2π√k/m
其中，T表示周期，f表示频率，m表示质量，k表示劲度系数。

2. 简谐振动的能量公式
简谐振动是一种重要的振动形式，它的能量公式为：
E= 1/2 kA
其中，E表示振动的总能量，k表示弹性系数，A表示振幅。

3. 牛顿第一定律的表述
牛顿第一定律是物理中最基本的定律之一。

它的表述为：
物体在没有外力作用下静止或匀速直线运动，它将保持这种状态直到受到外力的作用而产生变化。

4. 牛顿第二定律的公式
牛顿第二定律是牛顿力学中的核心定律之一。

它的公式为：
F=ma
其中，F表示力，m表示物体的质量，a表示加速度。

5. 能量守恒定律的表述
能量守恒定律是物理中非常重要的一个定律。

它的表述为：
在一个封闭系统中，能量的总量是不变的，能量只能从一种形式转化为另一种形式，但总能量不变。

总之，以上这些母题是物理高考中常见的，掌握它们对于备考物理考试非常有帮助。

大家可以结合实际情况加以复习和应用。

高考母题解读(七)静电场母题13带电粒子在匀强电场中的运动.docx

高中物理学习材料高考题千变万化，但万变不离其宗。

千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。

研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题13、带电粒子在匀强电场中的运动【解法归纳】带电粒子在匀强电场中的运动按照类平抛运动规律解答。

典例、（2009年安徽卷第23题）如图所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E。

在A（d，0）点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒，其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动，经过一段时间到达（0，－d）点。

不计重力和分裂后两微粒间的作用。

试求（1）分裂时两个微粒各自的速度；（2）当微粒1到达（0，－d）点时，电场力对微粒1做功的瞬间功率；（3）当微粒1到达（0，－d）点时，两微粒间的距离。

y0 A(d,0)·Ex所以2qEd P qEm-=【针对训练题精选解析】1（2006四川理综卷第24.题）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。

电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，电阻R=15 Ω。

闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。

若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2)2（2012浙江期中测试）如图甲所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点。

现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速进入电场，恰好从BC边的中点P飞出，不计粒子重力。

（1）求粒子进入电场前的初速度的大小？（2）其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能？（3）现将电场分成AEFD和EBCF相同的两部分，并将EBCF向右平移一段距离x （x≤L），如图乙所示。

高考物理母题解读(七)静电场母题11电场知识的应用

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。

千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。

研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题11、电场知识的应用【解法归纳】电场知识在实际中的应用主要有：静电的应用（静电除尘、静电复印、静电喷漆、避雷针等）、电容式传感器的应用、示波管等。

典例：（2012·浙江理综）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。

当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生的周期T=2πLC错误!未找到引用源。

的振荡电流。

当罐中液面上升时（）A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大3．（2012年4月上海虹口二模）处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。

如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。

转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。

关于这个现象，下列说法中正确的是（）（A ）烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上（B ）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小（C ）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大（D ）同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大4（2011广东理综第21题.）图8为静电除尘器除尘机理的示意图。

尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。

下列表述正确的是 A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【解析】：由于集尘机与电源正极相连，到达集尘极的尘埃带负电荷，电场方向由集尘极指向放电极，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，由F=qE 可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，选项BD 正确AC 错误。

高考物理母题解读(七)静电场母题10电容器

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。

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母题10、电容器【解法归纳】电容是表征电容器本身储存电荷本领高低的物理量。

电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值叫做电容器的电容C=Q/U.。

平行板电容器的电容：C=2Skdεπ。

解决电容器动态问题要关键掌握两点：一是电容器充电后与电源断开极板上带电量不变的，二是与电源相接电容器极板间电压不变的。

典例：（2012·江苏物理）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，其电容量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【针对训练题精选解析】2.（2011天津理综第5题）板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为1U ，板间场强为1E 现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差2U ，板间场强为2E ，下列说法正确的是A. 2121,U U E E ==B. 21212,4U U E E ==C. 2121,2U U E E ==D. 21212,2U U E E ==4．（2010安徽理综）如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。

闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。

调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小ESR 0R 1R 2MN5.（2012河南商丘模拟）带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q 以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示。

2024届高考物理一轮第七章静电场第2讲电场能的性质

第2讲电场能的性质一、静电力做功电势能电势等势面1．静电力做功特点静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关计算方法 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)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷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。

3．电势定义电荷在电场中某点具有的电势能E p 与它的电荷量q 之比定义式φ＝E p q ，电势是标量，其正(负)表示该点电势比零电势高(低) 相对性电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同4．等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直。

(2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。

(3)电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。

(4)等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。

二、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系1．电势差(1)定义式：U AB ＝W AB q。

(2)电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，U AB ＝－U BA 。

(3)影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB 无关，与零电势点的选取无关。

2．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)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线方向的距离的乘积。

即U ＝Ed ，也可以写作E ＝U d。

(2)公式U ＝Ed 的适用范围：匀强电场。

,情境创设如图所示为静电除尘机原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上电，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)，不考虑尘埃的重力，结合下图辨析以下问题：微点判断(1)图中A 点电势高于B 点电势。

静电场和电荷守恒

其次，根据库仑定律，两个带电粒子之间的作用力与它们之间的距离和电荷量有关。
最后，通过数学推导，得出电荷守恒定律的公式。
解释电荷守恒定律的基本概念
举例说明电荷守恒定律在物理学中的重要性
介绍电荷守恒定律在化学中的应用，如化学反应中的电荷守恒
探讨电荷守恒定律在生物学中的应用，如细胞膜上的电荷平衡
实验步骤： a. 准备带电物体 b. 测量带电物体的电荷量 c. 将带电物体放入绝缘材料中，使其与其他物体隔离 d. 测量带电物体的电荷量，并与步骤b的结果进行比较
汇报人：XX
静电植绒：利用电荷转移原理，将绒毛均匀地植在物体表面
实验结果：金属板和绝缘板上的电荷量随电源电压的变化而变化，证明了电荷转移的存在和规律
实验目的：验证电荷转移的存在和规律
实验器材：金属板、绝缘板、电荷计、电源
实验步骤： a. 将金属板和绝缘板平行放置，连接电源 b. 用电荷计测量金属板和绝缘板上的电荷量 c. 改变电源电压，重复步骤b
电场能的性质：具有守恒性，即电荷在静电场中的能量守恒
静电除尘：利用静电场吸附灰尘，净化空气
静电屏蔽：利用静电场保护电子设备免受电磁干扰
静电喷涂：利用静电场将涂料均匀地喷涂在物体表面
静电复印：利用静电场将图像转移到纸张上
电荷守恒定律是物理学的基本定律之一，它表明在一个封闭系统中，电荷的总量保持不变。
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电荷密度测量：使用电荷密度计或静电电压计
电场强度测量：使用电场强度计或静电电压计
电荷分布图像测量：使用静电照相机或静电探针
电荷分布模拟：使用计算机模拟软件或数学模型
静电屏蔽：利用电荷分布来屏蔽静电场，保护电子设备

2022年海南省高考物理总复习：静电场中的能量

2022年海南省高考物理总复习：静电场中的能量1．带正电1.0×10﹣2C的粒子，在电场中只受电场力先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了6J，AB两点电势差U AB＝﹣600V．【分析】带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小．由W＝qU AB 求出AB两点的电势差．电势能增大，电场力做负功．【解答】解：根据能量守恒定律得到，带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小P＝10J﹣4J＝6J．电场力做功为W＝﹣△E P＝﹣8J，AB两点的电势差U AB ＝＝V＝﹣600V．故答案为：6，﹣600．【点评】带电粒子在电场中运动时，若只有电场力，其电势能与动能的总量守恒．求解电势差时，公式中各量要代入符号一并计算．2．如图所示，电场中某一电场线为直线，A、B、C为电场线上的三个点。

将带电荷量q1＝﹣2×10﹣8C的点电荷从B点移到A点的过程中，电场力做了W1＝1×10﹣7J的功；将带电荷量q2＝1×10﹣8C的点电荷分别放在B、C两点时，其在C点时的电势能比在B点时的电势能小2×10﹣7J，请回答下列问题。

（1）在A、B、C三点中，电势最高的点是A点，电势最低的点是C点（2）A、C两点间的电势差为25V。

（3）若B点的电势为零，则带电荷量为q1的点电荷在C点的电势能为4×10﹣7J。

【分析】（1）根据电势差的定义式U＝，分别求出BA间和BC间电势差，即可比较三点电势的高低；（2）A、C两点间的电势差U AC＝U AB+U BC。

（3）设B点的电势为零，确定出C点的电势，由E p＝qφ公式求出点电荷q1在C点的电势能。

【解答】解：（1）根据电势差的定义式U＝得BA间电势差为：U BA＝＝＝﹣5V；若点电荷q2从B移到C，电势能减小2×10﹣7J，电场力做功W8＝2×10﹣7J则BC间电势差为：U BC＝＝V＝20V故电势最高的点是A点，电势最低的点是C点。