06电场的描述

电场的描述11.库仑定律1.1内容：真空中两个点电荷之间的静电力，跟它们的电量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。1.2公式：221rqqkF，F叫做库仑力或静电力，静电力常量k=229/109CmN1.3适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．练习：有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量-Q，C不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?4/7练习：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．如果将小球向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，跟原来的状态相比（BCD）A．推力F将增大B．竖直墙面对小球A的弹力减小C．地面对小球B的支持力不变D．两小球之间的距离变大2.电场2.1是电荷周围存在的一种特殊物质，是电荷间相互作用的媒介。2.2性质：①对电荷有力的作用②电荷放入其中具有电势能3.电场强度3.1定义式：qFE（适用于一切电场）而非决定式3.2矢量性：规定正电荷受电场力方向为场强方向，电场强度的合成遵从平行四边形定则或三角形定则练习：如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强的方向与AB平行，则qA带__________电，qA∶qB=__________.负电、1:83.3匀强电场：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场练习：在图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是（ACD）A.带电粒子带负电荷B.带电粒子带正电荷C.带电粒子所受电场力的方向向左D.带电粒子做匀变速运动3.4电场强度的几种求法电场的描述2①由于定义式EFq适用于任何电场②用2rQkE（点电荷）③dUE（匀强电场），d为沿电场线的距离，U为这两个点的电势差。练习：如图所示，在正点电荷Q的电场中，已知Q、A、B、C在同一直线上，且EA=100N/C，EC=36N/C，B位于AC的中点，则B点的场强大小为______N/C56.25N/C4.电场线4.1是假想的，并不真实存在。4.2切线表示场强的方向，疏密表示场强的大小．4.3始于正电荷（或无穷远），终止负电荷（或无穷远）4.4静电场电场线（合电场）不相交，不中断，不闭合。4.5电场线并不是带电粒子的运动轨迹。在特殊条件下，带电粒子的运动轨迹可以与电场线重合。这些特殊条件是:①电场线是直线；②带电粒子没有初速度或初速度与电场线共线；③带电粒子只受电场力作用。以上三点必须同时得到满足。练习：如图，实线是一簇未标明方向的点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，根据此图可作出正确判断的是（BCD）A．带电粒子所带的符号B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大4.电势能：qEP4.1电势能的大小具有相对性，电荷在电场中电势能的数值与选定的零电势能位置有关，通常取无穷远或大地电势能为零。而电势能变化是绝对的，与零电势能位置选择无关4.2电势能有正负，但正负表示大小。4.3电场力做功：①与路径无关；②PEW电5.电势：电势是标量，有正负，正负表示相对零势点的电势高低。6.电势差：qWABABU；BAABU，显然BAABUU练习：某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（B）A．EAEB，φB=φCB．EAEB，φAφBC．EAEB，φAφBD．EA=EC，φB=φC7.等势面ABC电场的描述37.1同一等势面上移动电荷，电场力不做功。7.2等势面一定跟电场线垂直。7.3电场方向从电势高的等势面指向电势低的等势面。7.4疏密同样表示场强大小。练习：如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面.现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到C点，电场力做功3×10-6J.将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到B点克服电场力做功3×10-6J.由此可判定（ABC）A.电场线的方向垂直于BCB.B点电势和C点电势相等C.若AB长为2cm，则场强为104V/mD.以上都不正确8.电场中的导体8.1内部场强处处为零；8.2表面上任何一点的场强都跟该点表面垂直；8.3净电荷分布在导体的外表面；练习：如图所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中（AD）A.做匀速运动B.先减速运动，后加速运动C.受的电场力做正功D.受的电场力不做功9.电容器：电容定义式：UQUQC、平行板电容器的电容决定式C=dkS410.电容器动态分析10.1电压不变：电容器两极板与电源正负极相接，电压等于电动势，电容变化时，电压不变：场强随板间距离改变dUE、与正对面积无关。10.2电量不变：电容器充电后断开电源，电容变化时，电量不变：场强随正对面积改变skQE4、与板间距离无关。练习：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，PE表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：ACP+—电场的描述4A．U变小，E不变B．E变大，PE变大C．U变小，PE不变D．U不变，PE不变11.带电粒子在匀强电场中的运动11.1直线运动：2021221mmqU11.2偏转（类平抛）练习：如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连．a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v1．现使a板不动，保持开关S打开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v2；下列说法中正确的是（BC）A．若开关S保持闭合，向下移动b板，则v2v1B．若开关S闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则v2v1C．若开关S保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2=v1D．若S闭合一会后再打开，无论向上或向下移动b板，则v2v1练习：真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是（B）A.三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B.三种粒子打到荧光屏上的位置相同C.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶412.电荷运动规律正电荷只受电场力作用，由静止释放，一定会从电势高的位置向电势低的位置运动。反之负电荷只受电场力作用，由静止释放，一定会从电势低的位置向电势高的位置运动。但两种情形下，电场力一定是做正功的。13.电容器插入两种材料的区别13.1插入金属：相当于极板间距离减小，根据kdSc4，所以电容增加。13.2插入绝缘介质：介电常数变大，根据kdSc4，所以电容增加。14.能量守恒规律Pbavs电场的描述5在只有电场力做功时：电势能与动能之和保持不变；在只有重力和电场力做功时：电势能与机械能之和保持不变练习：如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定，开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零。问：（1）电场强度E的大小为多少？（2）A、B两点的电势差UAB为多少？（3）当悬线与水平方向夹角为多少时，小球速度最大？最大为多少？15.场强大小与电势高低15.1沿电场方向电势逐渐降低，且电势降低得最快（降落相同的电势，经过的路程最短）15.2场强大小与电势高低无关场强大的地方电势不一定高；场强为零的地方电势不一定为零；电势为零的地方场强不一定为零16.等量异种电荷电场连线上：由正电荷到负电荷，电场强度先减小后增加，方向无变化；电势越来越低。中垂线上：由o点向一侧，电场强度逐渐减小，但方向无变化（E与中垂线垂直），电势无变化。17.等量同种电荷的电场连线上：由一个正电荷到另一个正电荷，场强先减小后增大，场强方向在中点发生改变；电势先降低后升高（两侧对称点电势相同）。中垂线上：由o点向一侧，电场强度由零增加至某一数值，接着再逐渐减小至近似为零（中途有一处最大），场强方向无变化，电势逐渐降低。（请思考两个电荷均为负电荷，又是什么特点？）18.在匀强电场中，沿某一方向电势的变化是均匀的。练习：如图所示，A、B、C为匀强电场中的3个点，已知这3点的电势分别为φA=10V，φB=2V，φC=-6V。试在图上画出过B点的等势线和场强的方向（可用三角板画）。ooACB电场的描述6测验1．某电子只受电场力作用，在下述哪种电场中，只要电子初速度分别取得适当的值，电子既可以沿某条电场线运动，也有可能沿某等势面运动（C）A.匀强电场B.孤立负点电荷产生的电场C.孤立正点电荷产生的电场D.等量异种电荷产生的电场2．一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（D）A.a、b两点的场强一定相等B.该电荷一定沿等势面移动C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D.a、b两点的电势相等3.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间距离等于b、c间距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（A）A．UaUbUcB．Ua—Ub＝Ub—UcC．EaEbEcD．Ea=Eb=Ec4.如图所示，a、b带等量异种电荷，M、N为a、b连线的中垂线.现有一带电粒子从M点以一定的初速度v射出，开始时的一段轨迹如图中细线所示.若不计重力的作用，则在飞越该电场的过程中，下列说法正确的是（ABD）A.该粒子带负电B.该粒子的动能先增加后减少C.该粒子的电势能先增加后减少D.该粒子运动到无穷远处后，其速度大小一定仍为v5.两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性（AC）A．可能是等量的同种电荷B．可能是不等量的同种电荷C．可能是不等量的异种电荷D．不可能是异种电荷6.已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法（BD）A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．A、B电荷量都减半，同时小球B的质量增加到原来的2倍7.如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（ABC）A．带电粒子带负电B．a、b两点间的电势差Uab=mgh/qC．b点场强大于a点场强D．a点场强大于b点场强OABdNabcθθab电场的描述78.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