高二物理选修3-1第一章《静电场》复习提纲

高二物理选修3－1第一章《静电场》复习提纲

一、知识要点

1.电荷 电荷守恒

2.元电荷：e= 。

3.库仑定律：F = 。

4.电场及电场强度定义式：E ＝ ，其单位是 。

5.点电荷的场强：E ＝ 。

6.电场线的特点：

7．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的_____ 有关

8．电场力做功与电势能变化的关系：电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中，静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式___________________。

9．电势能：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_________位置时所做得功。通常把_________的电势能规定为零。10．电势ϕ： 14．电势差U ： 公式：AB U = 。电势差有正负：AB U = -BA U 。11．电势与电势差的比较：A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,

12．等势面：电场中 的各点构成的面叫等势面。17．等势面的特点：

13．匀强电场中电势差与电场强度的关系： E ＝ 。

14．电容：定义公式U

Q C =

。注意C 跟Q 、U 无关，kd S C r πε4=。 15．带电粒子的加速

（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直在线，做 运动。（答案：匀加（减）速直线）

（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是______电场或_______电场）。若粒子的初速度为零，则：_________，v =__________；若粒子的初速度不为零，则：____________，v =______________。

16．带电粒子的偏转（限于匀强电场）

（1）运动状态分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向_____的电场力作用而做__________运动。（垂直，匀变速曲线）

（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_______的分析处理，

沿初速度方向为______________运动，运动时间t =______________.

沿电场力方向为______________运动，加速度a =______________.

离开电场时的偏移量y =______________

离开电场时的偏转角tan θ=______________。

二、实例探究

☆点电荷的场强、电场强度的迭加

【例1】图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ，求该三角形中心O 点处的场强大小和方向。

解：每个点电荷在O 点处的场强大小都是()23/3a kq E =由图可

得O 点处的合场强为26a

kq E O =，方向由O 指向C 。 ☆静电力做功、电势、电势能、电势差

【例2】 如图所示，将一个电荷量为q = +3×10-10C 的

点电荷从电场中的A 点移到B 点的过程中，克服电场力做

功6×10-9J 。已知A 点的电势为ϕA = - 4V ，求B 点的电势和

电荷在B 点的电势能。 解：先由W=qU ，得AB 间的电压为20V ，再由已知分析：向右移动正电荷做负功，说明电场力向左，因此电场线方向向左，得出B 点电势高。因此ϕB =16V 。

电荷在B 点的电势能9

108.4-⨯==B P q E ϕJ

☆电场线、等势面

【例3】 如图所示，虚线a 、b 、c 是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P 、Q 是轨迹上的两点。下列说法中正确的是

A.三个等势面中，等势面a 的电势最高

B.带电质点一定是从P 点向Q 点运动

C.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小

D.带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小

解：先画出电场线，再根据速度、合力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力

A A B

v

方向是斜向左下方。由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场线向左下方。答案仅有D

☆电容器

【例4】 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。

K 闭合时，该微粒恰好能保持静止。在①保持K 闭合；②充电后

将K 断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动

打到上极板？

A.上移上极板M

B.上移下极板N

C.左移上极板M

D.把下极板N 接地

解析：电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容，从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一定要分清两

种常见的变化：

（1）电键K 保持闭合，则电容器两端的电压恒定（等于电源电动势），

这种情况下带电量，C CU Q ∝=而d

d U E d S kd S C r r 14∝=∝=，επε （2）充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定，这种情况下S E S d U d S

C r r r εεε1,,∝∝∝

所以，由上面的分析可知①选B ，②选C 。

【例5】计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是d

S C ε=，其中常量ε=9.0×10-12F m -1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改

变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm 2，键

未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm 。只要电容变化达0.25pF ，电子线路

就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？ 解：先求得未按下时的电容C 1=0.75pF ，再由1221d d C C =得1

2d d C C ∆=∆和C 2=1.00pF ， 得Δd =0.15mm 。

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