描述电场的物理量

1描述电场的物理量（1）一、电场强度1.定量描述电场的和的物理量，由场源和位置决定的，单位：N/C2.电场强度为(矢量、标量)。方向的规定：与电荷受力方向相同；电场线某点的方向3.计算公式的适用条件①qFE.②2rQkE.4.叠加：电场中某点电场强度为各个电荷在该点产生电场强度的和1：[2014·福建卷Ⅰ]如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×109N·m2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．2：【2013江苏高考】.下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是()3：（2013全国新课标I）、如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()A.kB.kC.kD.k4：如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满0z的空间，0z的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上2hz处的场强大小为（k为静电力常量）()A．24qkhB．249qkhC．2329qkhD．2409qkh5.【2015山东-18】．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为()2A.243akQ，沿y轴正向B.243akQ，沿y轴负向C.245akQ，沿y轴正向D.245akQ，沿y轴负向OyxH(0，a)G(0，—a)NM二、电场线1．物理意义：定性描述电场中各点电场强度的和方向2.描述方法：（1）表示场强的大小（2）表示场强的方向3．特点：（1）电场线从或无限远出发，终止于或负电荷（2）电场线相交、闭合、实际存在。4.六种典型电场的电场线6.两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图所示，由图可知()A．两质点带异号电荷，且Q1＞Q2B．两质点带异号电荷，且Q1＜Q2C．两质点带同号电荷，且Q1＞Q2D．两质点带同号电荷，且Q1＜Q27.如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m，电荷量为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，下列说法正确的是()A．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为Eq/(mg)B．若剪断悬线，则小球做曲线运动C．若剪断悬线，则小球做匀速运动D．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动8.如图1所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q||q|）由a运动到b，电场力做正功.已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是()A．若Q为正电荷，则q带正电，Fa＞FbB．若Q为正电荷，则q带正电，Fa＜FbC．若Q为负电荷，则q带正电，Fa＞FbD．若Q为负电荷，则q带正电，Fa＜Fb9.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v-t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能（）A．B．C．D．10.在水平方向的匀强电场中，一个质量为m，带电荷量为+q的点电荷从A点射入电场并沿直线运动到B，运动轨迹跟电场线（图中虚线）的夹角为a，该匀强电场的方向是____，场强大小E=_______311.【2015新课标II-14】14.如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转°45，再由a点从静止释放一同样的微粒，改微粒将（）A．保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动12．（2015浙江-20）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点，A上带有63.010QC的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为1F和2F。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取210/gms；静电力常量9229.010/kNmC，AB球可视为点电荷）则（）A支架对地面的压力大小为2.0NB两线上的拉力大小121.9FFNC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小为121.225,1.0FNFND将B移到无穷远处，两线上的拉力大小120.866FFN4电场能的性质一．电场力做功1.静电力做的功与电荷的位置有关，但与电荷经过的路径.二．电势能1．电荷在电场中具有的势能称为电势能，用表示，通常取大地或无穷远处电势能为零。2．静电力做功与电势能变化的关系,静电力做正功，电势能；静电力做负功，电势能.电荷在电场中某点具有的电势能等于把它从该点移动到电势能为零的位置时电场力所做的功。3.判断电势能高低的方法：_____________题1.[2014·全国卷]地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4kg、带电荷量为－1.00×10－7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力)(D)A．－1.50×10－4J和9.95×10－3JB．1.50×10－4J和9.95×10－3JC．－1.50×10－4J和9.65×10－3JD．1.50×10－4J和9.65×10－3J三.电势1.描述电场的性质的物理量，由场源和位置决定，单位：2.标量、有正、负，正负含义=。(从而得到EP=________)零电势点的选取：通常选或的电势为零。5.叠加：电场中某点的电势为各个电荷在该点产生的电势的和6.判断电势高低的方法（1）φ＝qEp，正电荷在电势能处，电势高；负电荷在电势能处电势高。（2）直观方法：沿电场线走向电势7.判断电势能大小的方法:________________题2.下列关于电势高低的判断，正确的是（CD）A.负电荷从A移到B时，外力做正功，A点的电势一定较高B.负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C.正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低D.正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到B，A点的电势一定较高题3.将一正电荷从无限远处移入电场中M点，电势能减少了8×10－9J；将另一等量的负电荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增加了9.8×10－9J，若以无限远处为零电势点，M、N两点的电势分别为φM、φN，则下列判断正确的是（C）A.φMφN0B.φNφM0C.φNφM0D.φMφN0四.电势差1．电场中两点之间电势的差值叫做电势差，通常也叫单位2．标量，但有正负UAB＞0表明φAφB；UAB＜0表明φAφB2．两种计算方法①U=②U=.五．等势面1．电场中电势相同的各点构成的面叫做2．等势面特点（1）在同一个等势面上，任何两点间的电势，（2）在同一等势面上移动电荷时静电力做功。（3）等势面不相交，实际不存在（4）电场强度较大的地方，等差的等势面较密．3．电场线与等势面的关系（1）电场线与等势面且由电势的等势面指向电势的等势面（2）沿着电场线方向电势逐渐4.几种典型电场等势面练习7：[2014·北京卷]如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是(D)A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等练习8：关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是(AD)A．电场强度的方向处处与等电势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零5C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向练习9：[2014·新课标全国卷Ⅰ]如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则(AD)A．点电荷Q一定在MP的连线上B．连接PF的线段一定在同一等势面上C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D．φP大于φM练习10：[2014·广东卷]如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为＋Q的小球P，带电荷量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L，P、M和N视为点电荷，下列说法正确的是(BD)A．M与N的距离大于LB．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零练习11：[2014·江苏卷]如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是(B)A．O点的电场强度为零，电势最低B．O点的电场强度为零，电势最高C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低练习12：【2013上海高考】．两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势。若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则(B)A.a处为正电荷，qa＜qbB.a处为正电荷，qa＞qbC.a处为负电荷，qa＜qbD.a处为负电荷，qa＞qb练习13：[2014·安徽卷]一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如右图所示．下列图像中合理的是(D)电容器相关问题一．基本知识(1)两块互相靠近又彼此绝缘的导体组成的电子元件.(2)电容器的带电量：一个极板所带电荷量的绝对值.(3)电容器的充、放电：使电容器带电的过程叫做充电，使电容器失去电荷的过程叫做放电.6.电容(1)定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容，定义式为UQC.(2)单位：法拉，符号F，换算关系为1F＝106μF＝1012pF.(3)物理意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，可与卡车的载重量类比.67.平行板电容器的电容电容C与平行板正对面积S成正比，与电介质的介电常数εr成正比，与两极板的距离d成反比，即C＝π4rkdS.二．两种基本情况1.首先要区分两种基本情况；(1)电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U保持不变；(2)电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变.2.赖以进行讨论的物理依据有三个：(1)平行板电容器电容的决定式C＝π4rkdS；(2)平行板电容器内部为匀强电场，所以场强E＝Ud；(3)电容器所带电荷量Q＝CU.练习14：一平行板电容器电容为C，两极板间距为d，接到一电压一定的电源上，电容器的带电量为Q，电容器与电源始终保持连接.把两极板距离变为2d，则电容器的电容为，两极板电压为，电容器带电荷量为，两极板的场强为.【解析】由于电容器始终接在电源上，因此两极板间电压保持不变，由C＝kdSπ4r，有C∝dSr，即C′C＝2dd，所以C′＝2C由公式Q＝CU，U不变，则Q∝CQ′Q＝C′C＝2，即Q′＝2Q由E＝Ud，U一定，则E∝d1E′E＝2dd＝2，E′＝2E＝2Ud＝cdQ2【答案】2C；U；2Q；cdQ2【变式】若上题中平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器d、S、εr变化，将引起电容器C、