电场基础知识过关

2010—2011学年度上学期
假期作业：静电场前6节基础知识过关
命制人：王振营 审核人：马清秀 时间： 2010 年 9月 8 日
一.电场的力的性质
【基础知识】
1.电荷及电荷守恒定律
⑴自然界中只有正、负两种电荷，元电荷e= C ．
⑵物体带电方法有三种：① 起电；② 起电；③ 起电． ⑶电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或从物体的这一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷的_______不变． 2.库仑定律
⑴内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成______比，跟它们之间的距离的平方成______比，作用力的方向在它们的________上． ⑵公式：____________.(k=________________，叫静电力恒量)
⑶适用条件：①真空中 ②_____电荷：如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看作是点电荷。

⑷两带电体间的库仑力是一对_______力与__________力． 3.电场强度、电场线
⑴电场：带电体周围客观存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．
⑵电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的_______的比值，叫做这一点的电场强度，定义式__________。

方向：与_____电荷在该点的受力方向相同，是______(矢或标)量．
①适用于任何电场，电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与检验电荷q__________．检验电荷q 充当“测量工具”的作用．
②2
r
Q k
E =是真空中点电荷所形成的电场的决定式．
E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定．
③
d
U E =
是场强与电势差的关系式，只适用于__________电场，注意式中d 为两点间沿
__________方向的距离．
④电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的__________和．
⑶电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷__________的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向__________，这些曲线叫电场线．
学科理念（教师寄语）： 判天地之美，析万物之理。

①电场线是起源于_______电荷(或无穷远处)，终止于______电荷(或无穷远)的有源线． ②电场线的疏密反映电场的__________；电场线不相交．
③电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线时，运动轨迹才与电场线重合．
⑷匀强电场：在电场中，如果各点的场强的大小和方向都__________，这样的电场叫匀强电场．匀强电场中的电场线是间距相等且互相__________的直线． 【典型习题】
1.半径相同的两个金属球A 、B 带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F ．今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开．这时，A 、B 两球之间的相互作用力的大小是
A ．F/8
B ．F/4
C ．3F/8
D ．3F/4
2.如图所示，AB 是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P 处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B 点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力) A ．电荷向B 做匀加速运动
B ．电荷向B 做加速度越来越小的运动
C ．电荷向B 做加速度越来越大的运动
D ．电荷向B 做加速运动，加速度变化情况不能确定 3.下列关于电场线的论述，正确的是
A ．电场线方向就是正检验电荷的运动方向
B ．电场线是直线的地方是匀强电场
C ．只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场线方向运动
D ．画电场线的地方有电场，未画电场线的地方不一定无电场
4.如图所示，质量分别为m l 和m 2的两小球，分别带电q 1和q 2，用同等长的绝缘线悬于同一点，由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度，则
A ．q 1必等于q 2
B ．m 1必等于m 2
C ．q l ／m l 必等于q 2／m 2
D ．q 1=q 2和m 1=m 2必须同时满足
5.如图所示，q 1、q 2、q 3，分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q 1与q 2之间的距离为L 1，q
2与q 3之间的距离为L 2，且每个电荷都处于平衡状态。

⑴如q 2为正电荷，则q 1为 电荷，q 3为 电荷；
⑵q 1、q 2、q 3三者电荷量之比是 : : 。

二.电场的能的性质
【基础知识】
1.电势差、电势、电势能的概念
⑴电势差：电荷在电场中由一点A 移到另一点B 时，______________与电荷电量的比值叫做这两点的电势差.用公式表示,即=AB
U
________．
⑵电势：电场中某点的电势是指这点与电势_____点之间的电势差，它在数值上等于单位正电荷由该点移至零电势点时电场力所做的_______．令B A AB A B U ϕϕϕϕ-===， 0． ⑶电势能：电荷在电场中所具有的势能叫电势能，它是______的，与参考位置(势能零点)的选择有关．
①电场力做功与电势能变化的关系
它们的关系如同重力做功与重力势能的关系一样，电场力做正功时，电荷的电势能______，电场力做负功时，电荷的电势能_____；电场力对电荷做功的多少等于电荷_____能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度．用E 表示电势能，则将电荷从A 点移到B 点有：B εεε--W A AB =∆=．
②电势能变化的判断方法：
a.依电场力做功正负判断：如①中所述关系判断
b.由电荷沿电场线移动方向判断
正电荷顺电场线移动时，电场力是做 功，电势能 ， 负电荷顺电场线移动时，电场力是做 功，电势能 ． c.若只有电场力做功时，动能和电势能互相转化，则动能增加，电势能就 ， 反之，电势能就 ．
2.电势与电场强度的关系
⑴电势反映电场能的特性，而电场强度反映电场力的特性．
⑵电势是标量，具有____性，而电场强度是矢量,不具相对性，两者叠加时运算法则不同． 电势的正负有大小的含义，而电场强度的正、负表示_____不同，并不表示大小．
⑶电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度__________，反之亦然． ⑷同一检验电荷在E 大处 大，但正电荷在电势高处，电势能 ，而负电荷
在电势高处电势能_________．
(5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷________． 3.匀强电场中电势差与电场强度的关系：对d
U E = （或Ed
U
=）的理解．
⑴公式d
U E =
反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知：电场强度的方向就是电势降
低_________的方向． (答案：最快)
⑵公式d
U E =
的应用只适用于_____电场，且应用时注意d 的含义是向上的距离，或两点所在等
势面之间的距离，由公式可得结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的两端点间的电势差_______．αEL U cos = (α为线段与电场线的夹角，L 为线段的长度)
⑶对于非匀强电场，此公式可以用来定性分析某些问题，如在非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么E 越大处，d 越小，即等势面越______． 4.等势面和电场线的关系
电场中电势相等的点构成的面叫做_____面，电场线和等势面均是形象描述电场的，它们有如下关系：
①电场线总是与等势面____，且从高等势面指向______等势面． ②电场线越密的地方，等势面也越______．
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_____做功． ④电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具． 【典型习题】
1.如图所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a 到c ，a 、b 间的距离等于 b 、c 间的距离， c b a c b a E E E ,,,,和ϕϕϕ 分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，可以断定 A ．
c b a ϕϕϕ>> B ．Ea>E b >Ec C ．c
b b a
ϕϕϕϕ-=- D ．Ea=E b =Ec
2.在电场中与零电势选择无关的物理量是
A ．场强E
B ．电势ϕ
C ．电势差AB U
D ．电势能P
E 3.以下说法正确的是
A ．匀强电场中各处的场强相等，电势也相等
B ．等势线上各点电势相等，场强不一定相等
C ．沿电场线方向电场强度一定越来越小
D ．电势降低的方向就是电场线的方向
4.如图所示，虚线框内为一匀强电场，A 、B 、C 为该电场中的三个点，若将－2×10-8C 的点电荷从A 移到B ，克服电场力做功1.2×10-7J ，而把该电荷从C 点移到A 点，电场力做功3.6×10-7J ，已知V
B 6=ϕ则
⑴=A ϕ V ， =
C
ϕ V ；
⑵在该虚线框内过A 、B 、C 三点画出三条电场线。

5.一带负电的粒子，q ＝－2.0×10－9C ，在静电场中由点运动到b 点，在这过程中，除电场力外，其它力作的功为
6.0×10－5
J ，粒子动能增加了8.0×10－5
J ，求a 、b 两点间的电势差U ab 等于多少？。