物理选修3-1静电场知识点详解及习题辅导2(很细)

1第2课时电场电场强度知识点一：电场和电场的基本性质1．电场：场是物质存在的一种形式．电荷的周围存在着电场，静止电荷周围产生的电场称为静电场．电荷之间的相互作用是通过电场发生的．电荷A对电荷B的作用，实际是电荷A的电场对电荷B的作用，电荷B对电荷A的作用实际是电荷B的电场对电荷A的作用．２．电场的基本性质是：对放入其中的电荷有力的作用，电场具有能量.知识点二：电场强度（重点）１．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值，叫做这一点的电场强度，简称为场强．用E描述电场强度２．定义表达式：E=F/q它是失量,规定场强的方向是正电荷受力的方向；负电荷受力的方向跟场强的方向相反;单位是N/C．说明：（1）在电场中的同一点,F/q的比值是不变的,在电场中的不同点,F/q往往不同．即F/q完全由电场本身性质决定,与放不放电荷,放入电荷的电性,电量多少均无关．（2）E=F/q变形为F=qE．表明如果已知电场中某点场强E,便可计算出电场中该点放任何电荷、电量的带电体所受电场力的大小．即电场强度E是反映电场力性质的物理量;电场力是电荷和场共同决定的,而场强是由电场本身决定的．3.三个性质（1）矢量性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．带领学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强．（2）唯一性：电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.（3）叠加性电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．知识点三：点电荷周围的电场①大小：E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．(参见课本图14－7)说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离．从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关．提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理．电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．2··知识点三：电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式表达式qFE/2/rkQEdUE/适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关Q：场源电荷的电荷量r:研究点到场源电荷的距离U:电场中两点的电势差d：两点沿电场线方向的距离知识点四：电场线1.电场线定义：在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致，这样的曲线叫电场线.2.电场线性质（1）电场线是人们为研究电场而假想的一些曲线，实际电场中并不存在这些曲线，但它能反映出实际现象的基本规律.（2）电场线总是从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，因此电场线有起始点和终止点，不是闭合曲线.（3）电场中的电场线永不相交.因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向，如果电场线在电场中某点相交，则在交点处相对两条电场线就有两个切线方向，该点处场强就有两个方向，这是不可能的.（4）电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹.只有当电场线为直线，点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致，且只受电场力作用时，点电荷运动轨迹才会与电场线重合.3.电场线在描述电场中的作用（1）电场线的疏密程度反映了电场的强弱，即表示电场强度的大小.在电场线密集的地方，电场强度大，稀的地方电场强度小，如图9-2-1，电场中A点处的电场线稀，B点处的电场线密，所以EAEB，但如图9-2-2，仅仅一条电场线无法判定这条电场电场线上两点A、B的场强大小.AB图9-2-2图9-2-13图9-2-5（2）电场线上某一点的切线方向表示该点的场强方向.（3）根据电场线上任何一点的切线方向，可以判断带电粒子在电场线上任何一点所受电场力的方向.反之，若知正（负）点电荷在电场中某点的受力方向，可以判断该点场强方向.知识点五：几种特殊电场线的分布（重点）1.正负点电荷的电场中“电场线”的分布情况如图9-2-3：特点：（1）离点电荷越近，电场线越密，场强越强；（2）在点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点；（3）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同.2.等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图9-2-4：特点：（1）沿两点电荷的连线场强先变小后变大；（2）两点电荷连线中垂面上，场强方向均相同，点与中垂面垂直；（3）在中垂面上，与两点电荷连线的中点O等距离的各点场强相等.3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况如图9-2-5。特点：（1）两点电荷连线中点O处场强为零；（2）从两点电荷连线中点O沿中垂面到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小.重点：等量异种和等量同种电荷连线与中垂线上电场强度变化（1）．等量异种点电荷连线上的中点场强最小，中垂线上以中点场强最大；等量同种点电荷连线上以中点场强最小，等于零，因无限远处场强为零，则沿中垂线从中点到无限远处，电场强度先增大后减小，中间某位置必有最大值．（2）．等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同；等量同种电荷连线和中垂线上关于中点对称处场强大小相等，方向相反．图9-2-3图9-2-444、点电荷与带平板的电场中电场线分布情况如图9-2-6：（1）以从点电荷向平板所作垂线为轴电场线左右对称；（2）平板表面附近的电场线与平板垂直.考点一：概念的理解1．下列说法中正确的是：[]A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用2．下列说法中正确的是：[]A．电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关C．电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的3．下列说法中正确的是：[]A．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量B．场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量C．在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，此场对q1作用的电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强的大小，此场对q2作用的电场力F=q2×kq1/r2D．无论定义式E=F/q中的q值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变4．在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确的是：[]A．当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强C．该点的场强方向一定向右D．以上说法均不正确5．真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处的电场强度的大小为：[]A．kq/2r2B．2kq/r2C．4k/r2D．8kq/r26．真空中，A，B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．则Q2在A处产生的场强大小是________N/C，方向是_______；若移开Q2，则Q1在B处产生的场强的大小是________N/C，方向是________．图9-2-65考点二：根据电场线判断电场的性质1．某静电场中的电场线如图9-2-9所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图线AB所示，由A运动到B，以下说法正确的是（）A.粒子必定带正电荷B.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度C.粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度D.粒子在A点的动能小于它在B点的动能2.A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化规律如图9-2-11所示.设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为UA、UB，则（）A.EA=EBB.EAEBC.UA=UBD.UAUB3..如图9-2-7所示A、B为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负电荷q(不计重力)由静止释放后，下列说法中正确的是:（）A.点电荷在从P点到O点运动过程中，加速度越来越大，速度越来越大.B.点电荷在从P到点O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大.C.点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值.D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零.图9-2-9ab图9-2-10tBAυ/（m•s-1）123图9-2-11··AAOP+QQQ+QQQ图9-2-76考点三：提高巩固1、如图6-1-2所示，在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷所受电场力跟其电量的函数关系图象，下列叙述正确的是（）A．这个电场是匀强电场B．四点场强大小关系是cbadEEEEC．四点场强大小关系是cdbaEEEED．无法确定四个点的场强大关系2、在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=F／q，那么下列说法正确的是()A，若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E／2C．若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向D．若在该点放一个电量为－ｑ／2的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向3．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的()A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大D．P点的场强为试探电荷在该点受力方向4．为了测量带电量为+Q的小球所激发的电场在A点的电场强度，在A点放入试探电q，测出q的受力大小为F，下列说法正确的有()A．试探电荷q只能带正电B．如果q的电量较大，足以影响到+Q的分布状况，则q不能作为试探电荷C．如果在A点换上试探电荷q/，测得受力大小为FA/，则qFqFAA//D．将试探电荷q移到离Q更远的一点B，qFqFAB的结论成立5、法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场．图6-1-5为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（）Aa、b为异种电荷，a带电量大于b带电量Ba、b为异种电荷，a带电量小于b带电量Ca、b为同种电荷，a带电量大于b带电量Da、b为同种电荷，a带电量小于b带电量图6-1-2图6-1-576．把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是()A．点电荷运动轨迹必与电场线重合B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致C．点电荷的加速度方向，必定与所在点的电场线的切线方向一致D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致7．关于电场线,下述说法中正确的是（）A．电场线是客观存在的B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的C．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同D．沿电场线方向,场强一定越来越大8、如图6－1－8所示，两金属板水平放置，其间电场强度为E．一个质量为m的带电液滴在其