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高二物理期末复习------静电场1一、电荷及其守恒定律、库仑定律1．物质的电结构：构成物质的原子本身包括：的质子和的中子构成，核外有带的电子，整个原子对外表现为．2．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝．其他带电体的电荷量皆为元电荷的．3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体到另一个物体，或者从物体的一部分到另一部分；在转移过程中，电荷的总量．(2)起电方式：、、感应起电．(3)带电实质：物体带电的实质是．4．点电荷：是一种理想化的物理模型，当带电体本身的和对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷．5．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，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的上．(2)公式：F＝kq1q2r2，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2.(3)适用条件：①；②．二、电场力的性质1．电场(1)电场是电荷周围客观存在的______．静止的电荷之间就是通过电场传递发生_____作用的(2)电场最基本的性质就是对位于电场中的电荷施以________的作用2．电场强度E(1)描述电场_________的性质(描述电场的强弱以及方向)的物理量(2)重要意义：已知某处场强E，电量为q的电荷在那儿受到电场力便可由F=Eq求出3．场强的计算(1)E=F/q是定义式，适用于任何电场．E与____、____无关，只取决于电场_______，E的方向为正电荷在该点所受____________的方向(2)E＝kQ/r2，仅适用于_________点电荷Q形成的电场(3)E=UAB/dAB，仅适用于__________电场，其中dAB是沿_______方向两点A、B之间的距离(4)当存在几个产生电场的“场源”时，某处的合电场的场强．应为各“场源”在此电场强度的矢量和4．电场线(1)特点①电场线是为了形象地描述电场而的、实际不存在的理想化模型．②电场线始于(或无穷远)，终于无穷远或，是不闭合曲线．③任意两条都不相交．④电场线的疏密表示电场的，某点的切线方向表示该点的场强方向．⑤匀强电场中的电场线是等间距的平行线．⑥表示电势的高低——沿电场线方向，电势_____________．(2)需熟记以下几个特殊电场的电场线的形状①正、负点电荷电场；②等量异种电荷电场；③等量同种电荷电场；④匀强电场．高二物理期末复习------静电场2(3)电场线与带电粒子运动轨迹的关系在一般情况下电场线与带电粒子在电场力作用下的运动轨迹不重合，物体的运动由受力和初速度两者共同决定．只有在同时满足以下三个条件时．带电粒子运动轨迹才与电场线重台；①电场线是直线；②带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一直线上．③带电粒子只受电场力作用．三、电场能的性质1．静电力做功(1)特点：静电力做功与无关，只与有关．(2)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿的距离．②WAB＝qUAB，适用于．2．电势能(1)定义：电荷在中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到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，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp.3．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的与的比值．(2)定义式：φ＝.(3)矢标性：电势是，其大小有正负之分，其正(负)表示该点电势比高(低)．(4)相对性：电势具有，同一点的电势因选取点的不同而不同．(5)电场线指向电势降低的方向．4．电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，与移动电荷的电荷量q的比值叫这两点的电势差．(2)定义式：.(3)电势差与电势的关系：UAB＝，UAB＝－UBA.(4)影响因素：电势差UAB由决定，与移动的电荷q及电场力做功WAB与零电势点的选取．5．等势面(1)定义：电场中的各点组成的面．(2)四个特点①等势面一定与电场线，即场强的方向跟等势面．②在上移动电荷时电场力不做功．③电场线总是从的等势面指向的等势面．④等差等势面越密的地方电场强度，反之．6.电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差U和电场强度E的关系式为U=(1)U=Ed只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定高二物理期末复习------静电场3时，E越大处，d，即等势面越(2)式中d的含义是某两点距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最的方向。(3)匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落7.电势能、静电力和运动轨迹等方面的综合解决此类问题应注意以下几个要点：1．带电粒子的轨迹切线方向为该点处的速度方向．2．带电粒子所受合力(往往仅为电场力)应指向轨迹曲线的凹侧，再根据电场力与场强方向的关系(同向或反向)，或电场力做正功还是负功等，进一步确定其电量．8、电场强度与电势差的关系1．电场强度是反映电场①________的性质的物理量，而电势是反映电场②________的性质的物理量．二者与试探电荷③________.2．电势跟零电势点的选取有关，电势差与零电势点的选取无关．四、电容器和电容1．电容器(1)组成：两个彼此绝缘又的导体组成电容器，电容器可以容纳．(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的，两极板所带电荷量．(3)充、放电①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量异号电荷的过程．充电后两极板间存在，电容器储存了．②放电：用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上电荷的过程．放电后的两极板间不再有，同时电场能转化为其他形式的能．2．电容(1)定义：电容器所带的与电容器两极板间的的比值．(2)公式：C＝QU＝△Q△U.(3)物理意义：电容是表示电容器电荷本领的物理量．(4)单位：，符号.与其他单位间的换算关系为：1F＝μF＝pF.3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板成正比，与电介质的相对成正比，与成反比．(2)决定式：C＝εrS4πkd，k为静电力常量．4．关于电容器两类典型问题分析方法：(1)首先确定不变量．若电容器充电后断开电源，则_____________不变；若电容器始终和直流电源相连，则____________不变．(2)当决定电容器大小的某一因素变化时，用公式________________判断电容的变化．(3)用公式____________分析Q和U的变化．(4)用公式____________分析平行板电容两板间场强的变化．五、带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中运动时重力的处理(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，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．2．带电粒子在电场中加速(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，受到的电场力与在同一直线上，做运动．高二物理期末复习------静电场4(2)用功能关系分析①若粒子初速度为零，则：12mv2＝qU，所以v＝.②若粒子初速度不为零，则：＝qU.以上公式适用于一切电场(包括匀强电场和非匀强电场)．3．带电粒子在匀强电场中的偏转(1)运动状态分析：带电粒子以速度v0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．(2)处理方法①沿初速度方向做运动，运动时间：t＝xv0.②沿电场力方向做运动，加速度为：a＝Fm＝qEm.③离开电场时的偏移量：y＝12at2＝.④离开电场时速度方向的偏转角：tanθ＝vyv0＝.4、示波管（1）构造：①；②；③．（2）工作原理(如图所示)(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿传播，打在荧光屏，在那里产生一个亮斑．(2)YY′上加的是待显示的，XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做．若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象．课堂检测1．M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.6×10－10C，下列判断正确的有()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从M转移到NC．N在摩擦后一定带负电1.6×10－10CD．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子2．关于元电荷的理解，下列说法正确的是()A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电荷量相等的电荷量C．元电荷就是质子D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍3.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r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r2，则两球间库仑力的大小为()A.112FB.34FC.43FD．12F4.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()A．1∶2B．2∶1C．2∶3D．4∶34．下面各图A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．A球能保持静止的是()高二物理期末复习------静电场55.如图11所示，三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为Oa＝ObOc，让三球带电后它们能静止在图中位置．此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是()A．a、b、c三球质量一定相等B．a、b、c三球所带电荷量一定相等C．细线Oa、Ob所受拉力大小相等D．a、b、c三球所受静电力大小一定相等3.(2012衡水中学)A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v和时间t的关系图象如右图所示，则此电场的电场线分布可能是下图中的()6.两带电荷量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()7.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一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是这条轨迹上的两点，由此可知()A．三个等势面中，c等势面电势最高B．带电质点通过P点时电势能较大C．带电质点通过Q点时动能较大D．带电质点通过P点时加速度较大8.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接，极板A接地．下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是()A．极板A上移B．极板A右移C．极板间插入一定厚度的金属片D．极板间插入一云母片9．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图5所示．接通开关K，电源即给电容器充电()A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大10.如图所示，三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点来说（）A：粒子必先过a，再到b，然后到c。B：粒子在三点的合力Fa=Fb=Fc；C：粒子在三点的动能大小为EKbEKaEKc；D：粒子在三点的电势能大小为EPcEPaEPb。11．如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为r，将带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，＋q与O点的连线和OC夹角为30°，下列说法正确的是()A．A、C两点的电势关系是φA＝φCB．B、D两点的电势关系是φB＝φDC．A、O点的场强大小方向相同D．B、D点的场强大小方向相同高二物理期末复习------静电场610.如