靜電場知識點及歷年高考題學生版.doc
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靜電場 一、庫倫定律與電荷守恒定律 1．庫侖定律 （1）真空中的兩個靜止的點電荷之間的相互作用力與它們電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在他們的連線上。 （2）電荷之間的相互作用力稱之為靜電力或庫倫力。 （3）當帶電體的距離比他們的自身大小大得多以至于帶電體的形狀、大小、電荷的分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣的帶電體可以看做帶電的點，叫點電荷。類似于力學中的質點，也時一種理想化的模型。 2．電荷守恒定律 電荷既不能創(chuàng)生，也不能消失，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到物體的另一部分，在轉移的過程中，電荷的總量保持不變，這個結論叫電荷守恒定律。 電荷守恒定律也常常表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的。 二、電場的力的性質 1．電場強度 （1）定義：放入電場中的某一點的檢驗電荷受到的靜電力跟它的電荷量的比值，叫該點的電場強度。該電場強度是由場源電荷產生的。 （2）公式： （3）方向：電場強度是矢量，規(guī)定某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。負電荷在電場中受的靜電力的方向跟該點的電場強度的方向相反。 2．點電荷的電場 （1）公式： （2）以點電荷為中心，r為半徑做一球面，則球面上的個點的電場強度大小相等，E的方向沿著半徑向里（負電荷）或向外（正電荷） 3．電場強度的疊加 如果場源電荷不只是一個點電荷，則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的矢量和。 4．電場線 （1）電場線是畫在電場中的一條條的由方向的曲線，曲線上每點的切線方向，表示該點的電場強度的方向，電場線不是實際存在的線，而是為了描述電場而假想的線。 （2）電場線的特點 電場線從正電荷或從無限遠處出發(fā)終止于無窮遠或負電荷；電場線在電場中不相交；在同一電場里，電場線越密的地方場強越大；勻強電場的電場線是均勻的平行且等距離的線。 三、電場的能的性質 1．電勢能 電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。 2．電勢 （1）電勢是表征電場性質的重要物理量，通過研究電荷在電場中的電勢能與它的電荷量的比值得出。 （2）公式： （與試探電荷無關） （3）電勢與電場線的關系：電勢順線降低。 （4）零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢點的選擇無關，大地或無窮遠處的電勢默認為零。 3．等勢面 （1）定義：電場中電勢相等的點構成的面。 （2）特點：一是在同一等勢面上的各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功二是電場線一定跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。 4．電場力做功 （1）電場力做功與電荷電勢能變化的關系： 電場力對電荷做正功，電荷電勢能減少；電場力對電荷做負功，電荷電勢能增加。電勢能增加或減少的數(shù)值等于電場力做功的數(shù)值。 （2）電場力做功的特點： 電荷在電場中任意兩點間移動時，它的電勢能的變化量勢確定的，因而移動電荷做功的 值也勢確定的，所以，電場力移動電荷所做的功與移動的路徑無關，僅與始末位置的電勢差由關，這與重力做功十分相似。 四、電容器、電容 1．電容器 任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成是一個電容器。（最簡單的電容器是平行板電容器，金屬板稱為電容器的兩個極板，絕緣物質稱為電介質） 2．電容 （1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值 表達式： （2）平行板電容器電容公式： 五、帶電粒子在電場中的運動 1．加速： 2．偏轉：當帶點粒子垂直進入勻強電場時，帶電粒子做類平拋運動 粒子在電場中的運動時間 粒子在y方向獲得的速度 粒子在y方向的位移 粒子的偏轉角： 靜電場單元綜合測試 一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內) 1．關于同一電場的電場線，下列表述正確的是( ) A．電場線是客觀存在的 B．電場線越密，電場強度越小 C．沿著電場線方向，電勢越來越低 D．電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小 2．三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球1的帶電量為q，球2的帶電量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變．由此可知( ) A．n＝3 B．n＝4 C．n＝5 D．n＝6 圖1 3．在某水平方向的電場線AB上(電場線方向未標明，如圖1所示)，將一受到水平向右恒定拉力的帶電粒子(不計重力)在A點由靜止釋放，帶電粒子沿AB方向開始運動，經(jīng)過B點時的速度恰好為零，則下列結論正確的是( ) A．粒子的運動不可能是勻速運動，也不可能是勻加速運動 B．可能A點的電勢高于B點的電勢，也可能A點的電勢低于B點的電勢 C．A處的場強可能大于B處的場強 D．粒子在A、B兩點間移動時，恒力做功的數(shù)值大于粒子在A、B兩點間的電勢能之差的絕對值 圖2 4．空間有平行于紙面的勻強電場，一電荷量為－q的質點(重力不計)，在恒定拉力F的作用下沿虛線由M勻速運動到N，如圖2所示，已知力F和MN間夾角為θ，MN間距離為d，則( ) A．MN兩點的電勢差為 B．勻強電場的電場強度大小為 C．帶電小球由M運動到N的過程中，電勢能減少了Fdcosθ D．若要使帶電小球由N向M做勻速直線運動，則F必須反向 圖3 5．如圖3所示，AB、CD為一圓的兩條直徑且相互垂直，O點為圓心．空間存在一未知靜電場，方向與圓周所在平面平行．現(xiàn)讓一電子先從A點運動至C點，電勢能減少了Ep；又從C點運動到B點，電勢能增加了Ep.那么此空間存在的靜電場可能是( ) A．勻強電場，方向垂直于AB由O點指向C點 B．勻強電場，方向垂直于AB由C點指向O點 C．位于O點的正點電荷形成的電場 D．位于D點的負點電荷形成的電場 6．一平行板電容器兩極板間距為d，極板面積為S，電容為，其中ε0是常量．對此電容器充電后斷開電源．當增加兩板間距時，電容器極板間( ) A．電場強度不變，電勢差變大 B．電場強度不變，電勢差不變 C．電場強度減小，電勢差不變 D．電場強度減小，電勢差減小 7．一臺正常工作的示波管，突然發(fā)現(xiàn)熒光屏上畫面的高度縮小，則產生故障的原因可能是( ) A．加速電壓偏大 B．加速電壓偏小 C．偏轉電壓偏大 D．偏轉電壓偏小 圖4 8．如圖4所示，地面上某區(qū)域存在著豎直向下的勻強電場，一個質量為m的帶負電的小球以水平方向的初速度v0由O點射入該區(qū)域，剛好通過豎直平面中的P點，已知連線OP與初速度方向的夾角為45，則此帶電小球通過P點時的動能為( ) A．mv02 B.mv02 C．2mv02 D.mv02 圖5 9．圖5為靜電除塵器除塵機理的示意圖．塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的．下列表述正確的是( ) A．到達集塵極的塵埃帶正電荷 B．電場方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 10．兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖( ) 第Ⅱ卷(非選擇題，共60分) 二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分) 11．圖7 如圖7，在豎直向下，場強為E的勻強電場中，長為l的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內無摩擦轉動，兩個小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質量分別為m1和m2(m1
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