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勤学苦练熟能生巧1荣成五中高二物理电场总复习（一）基础知识与课后习题部分第1节电荷及其守恒定律1、自然界的电荷只有两种，美国科学家富兰克林把它们命名为正电荷与负电荷；同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引。2、使物体带点的方式：○1摩擦起电○2接触带电○3感应起电3、静电计实质上也是一种验电器。从指针偏转角的大小可以推知两个导体间的电势差大小。4、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。另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。5、元电荷：○1电荷的多少叫电荷量○2最小的电荷量叫元电荷用e表示○3所有带电体的电荷量都是e的整数倍也就是说，电荷量是不能连续变化的物理量○4元电荷的数值最早是有美国物理学家密立根测得的○5e=1.6×10-19C○6电子和质子不是元电荷○7电荷量与质量的比值叫做比荷q/m课后练习：物体A带上了-10-8C的电量，则A得到的电子数为多少？第2节库仑定律1、库仑定律的内容：真空中两个静止的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。电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。2、当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、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带点的点，叫做点电荷。3、点电荷类似于力学中的质点，也是一种理想化的物理模型4、库仑定律表达式F=kq1q2/r2式中的k是比例系数，叫做静电力常量k=9×109N﹒m2/C2课后练习：1、真空中有三个正点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2×10-6C，静电力常量k=9×109N.m2/kg2求每个电荷各自所受的库仑力2、如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，两个小球将重新达到平衡，则两个小球的受力情况与原来相比（）A．推力F将增大B．竖直墙面对小球A的弹力变小C．地面对小球B的弹力一定增大D．两个小球之间的距离增大3、在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的点电荷.如果保持它们的位置不变，每个电荷收到其他三个电荷的静电力的合力是多大？第3节电场强度1、19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为电荷周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。2、用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷称为试探电荷，或检验电荷激发电场的电荷称为场源电荷或者源电荷3、电场强度：○1E=F/q，比值定义式，E是有电场决定的，与试探电荷q无关○2单位N/C○3电场强度是矢量，物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在改点所受的静电力的方向相同。4、点电荷的电场：○1E=kQ/r2○2若Q为正电荷，E的方向沿连线向外，若Q为负电荷，E的方向沿连线向内。5、如果场源是多个点电荷，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。6、一个半径为R的均匀带点球体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。7、电场线的特点○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在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密○4电场线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向8、勤学苦练熟能生巧29、电场是客观存在的，但电场线不是实际存在的，而是为了形象地描述电场而假象的线，实验只是来模拟电场线的分布。10、如果电场中各点电场强度的大小相等方向相同，这个电场就叫做匀强电场。匀强电场中的电场线是间隔相等的平行线。课后练习：1、有的同学说，电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。这种说法对吗？2、如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。（1）求电场强度E（2）若在某时刻将细线突然剪断，求小球的加速度3、如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C，分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm位置上．（1）写出电场强度为0的位置坐标：______（2）写出电场强度方向沿轴正方向的位置区间：______．第4节电势能和电势1、静电力做功的特点：静电力做功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。2、电荷在电场中具有的势能叫做电势能，用EP表示3、静电力做正功，电荷的电势能减少，静电力做负功，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。4、静电力做的功等于电势能的减少量。电荷在电场中从A点移动到B点，则WAB=EPA-EPB5、电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。6、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电视能规定为0，或者把电荷在大地表面上的电势能规定为07、电荷在电场中某一点的电势能与电荷量的比值叫做该点的电势。公式φ=EP/q单位为伏特8、沿着电场线的方向电势逐渐降低9、电势只有大小没有方向，是个标量10、电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。在等势面上移动电荷电场力不做功。11、电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。12、常见电场的电场线与等势面课后练习：1、解答以下题目后进行小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？（1）+q在A点的电势能比在B点大，AB两点哪点电势高？（2）-q在C点的电势能比在D点大，CD两点哪点电势高？（3）+q在E点的电势能为负值，-q在F点的电势能是负值，EF两点哪点电势高？2、以无限远处的电势为0，请分别把点电荷+Q、-Q所产生的电场中某一点P的电势及试探电荷+q、-q在P点的电势能的特点填在以下表格中。场源电荷P点电势的正负+q在P点的电势能的正负-q在P点的电势能的正负当P点移至离场源电荷较近的位置时φP怎样变化EP怎样变化E-P怎样变化+Q-Q3、根据图解答以下题目，然后进行小结：如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低？（1）MN是同一条电场线上的两点，哪点电势高？（2）MP是同一电场中不同电场线的两点，哪点电势高？4、某电场等势面如图所示，试画出电场线的大致分布若正电荷q沿任一路径从A点移动到B点，静电力所做的功是多少？说明理由。正电荷q从A点移动到C点，跟从B点移动到C点，静电力所做的功是否相等?说明理由。勤学苦练熟能生巧3第5节电势差1、电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。2、UAB=φA-φBUBA=φB-φAUAB=-UBA电势差为标量，UAB0表示A点电势比B点高。3、UAC=UAB+UBC4、WAB=qUAB或UAB=WAB/q课后练习：1、在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5×10-7J．再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为-4.0×10-7J．（1）A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？（3）把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？（4）根据以上所得的结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置．2、在某电场中，已知A、B两点间的电势差UAB=20V，q=-2×10-19C的电荷由A点移动到B点，静电力做的功是多少？电势能是增加还是减少？增加或者减少多少？3、在研究微观粒子时常用电子伏特（eV）做能量的单位．1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能．若电场中的a、b两点间的电势差为1V，将一电子从a点移到b点，电子克服电场力做功为1eV，则（）A．场强方向一定由b指向aB．场强方向一定由a指向bC．电子的电势能增加1eVD．电子的电势能减少1eV4、如图，回答以下问题。（1）A、B哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？（2）负电荷由B移动到A时，静电力做正功还是负功？（3）A、B两点的电势差UAB是正的还是负的？UBA呢？第6节电势差与电场强度的关系1、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。UAB=Ed2、E=UAB/d意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。单位V/m=N/C课后练习：1、两块带电的平行金属板相距10cm，两板之间的电势差为U=9.0×103V．在两板之间与两板等距离处有一带电的尘埃，带有q=-1.6×10-7C的电荷，这颗尘埃受到的电场力为多大？这颗尘埃在电场力的作用下运动到带正电的金属板上，电场力所做的功是多少？2、带有等量异号电荷,相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场,如图所示,电场强度E=2×104V/m,方向向下.电场中C点距B板3cm,D点距A板2cm.(1)C,D两点哪点电势高两点的电势差UCD等于多少(2)如果令B板接地(即电势φB=0),则C和D的电势φC和φD各是多少如果令A板接地,则φC和φD各是多少在这两种情况中,UCD相同吗？(3)一个电子从C点移动到D点,静电力做多少功如果使电子先移到E点,再移到D点,静电力做的功是否发生变化?勤学苦练熟能生巧4第8节电容器的电容1、在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质----电介质，就组成了一个最简单的电容器，叫做平行板电容器，两个金属板叫做电容器的极板。2、把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板带上等量异种电荷，这个过程叫做充电。充电过程中出现短暂的充电电流，充电后，两极板间有电场存在，充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。3、用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，这个过程叫做放电。4、一个电容器所点的电荷量Q与电容器两极间的电势差U成正比。比值表征了电容器储存电荷的特性，叫做电容，用C表示。C=Q/U5、电容器的带电量Q指的是一个极板所带电量的绝对值6、电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量7、电容的单位是法拉，简称法，符号F.常用单位还有微法和皮法1μF=10-6F1pF=10-12F8、平行板电容器的电容C=εS/4πkd9、加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。10、电容器充电完毕后，与电源连接，则U保持不变，若与电源断开，这Q保持不变。课后练习1、平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连，另一个极板与静电计金属外壳相连，给电容器充电后，静电计指针偏转一个角度．以下情况中，静电计指针的偏角增大的有A．把两板间的距离减小B．把两板间的距离增大C．把两板间的相对面积减小D．在两板间插入相对常数较大的电介质2、把一个3pF的平行板电容器接在9V的电池上。（1）保持与电池的连接；两级板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少？电荷变了多少？（2）移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大还是减少？电势差变化了多少？3、证明一个极板间为空气的平行板电容器，两极板之间的电场强度只与极板所带的电荷量及极板面积有关，与两极板的距离无关。第9节带电粒子在电场中的运动1、电场中的物理量：EFWφUEP其中是标量的有哪些？矢量的有哪些？仅由电场自身决定的有哪些？与试探电荷有关的是哪些?电场中有使用条件的公式有哪些？一切电场都可以使用的公式有哪些？2、炽热的金属丝可以发射电子，在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔射出，电子穿出时的速度有多大？设电子离开金属丝的速度为零．（已知电子的电量e=1.6×10-19C,电子的质量m=0.9×10-30Kg)3、真空中有一对