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(完整word)高中物理静电场复习.doc

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培优堂

——你可以更优秀, 因为我们更用心—— 电 场 复 习

考纲要览

主题

两种电荷、电荷守恒

要求

真空中的库仑定律、电荷量

电场、电场强度,电场线、点电荷的场强,匀强电场,电场强度的叠加

带电粒子在匀强电

电势能,电势差,电势,等势面

匀强电场中电势差跟电场强度的关系

场中运动的计算, 只

限于带电粒子进入

静电屏蔽

电场时速度平行或

带电粒子在匀强电场中的运动 示波管,示波器及其应用 电容器的电容

垂直于场强的情况

Ⅱ Ⅰ

平行板电容器的电容, 常用的电容器

考向预测:

电场是电学的基础,也是高考的重点.电荷守恒定律,库仑定律,电场线性质,带电体在静电场中的平衡,带电粒子在 匀强电场中的偏转等是考查热点.这部分内容一般采用选择题或计算题进行考查.

也可与力学、磁场等知识进行综合.

A 、知识点

一、电荷及其守恒定律

1 自然界中只存在两种电荷:正电荷、负电荷。

电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。 2 使物体带电的三种方法:摩擦起电、接触起电、感应起电.

摩擦起电: ( 1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;

(2)负电荷 : 用毛皮摩擦过的橡胶棒所

带电荷;( 3)摩擦起电实质:电子从一个物体转移到另一物体;

接触起电: ( 1)实质:电荷从一物体移到另一物体;

( 2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;

(3)电荷的中和:等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和;

▲感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;

( 1)电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、

3) 感应起电时,导体离电荷近的

异种电荷相互吸引; ( 2)实质:使导体的电荷从一部分移到另一部分;(

一端(近端)带异种电荷,远端带同种电荷;

1

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3 静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷.

4 元电荷:指一个电子或质子所带的电荷量,用 e表示. e= 1.6 × 10-19 C。 元电荷只是一个电荷量的单位,不是某种电荷,也没有正负,更不是物质。元电荷是自然界中最小的电荷量。

另一端;在转移过程中,电荷总量保持不变. (一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变)注

注意:点电荷:带点的质点。元电荷:一个电荷量的单位。带电体:带电的物体且一般不能看作质点。 5 电荷守恒:电荷既不会创生,也不会消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一端转移到

意:带点体碰撞问题:碰撞后所带电荷量中和且平均分配。 6 验电器与静电计:了解即可。

二、库伦定律

1 真空中两个点电荷之间相互作用的电场力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟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.即:

F

kq1q2 r 2

其中 k 为静电力常量, k =9.0 × 10

9

N m/c

22

2 成立条件

①真空中(空气中也近似成立)

计.(对带电均匀的球,

,②点电荷,即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不

r 为球心间的距离) .

点电荷 是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,

就可以把带电体视为点电荷. (这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相

距多近, r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替

r )。点

电荷很类似于我们力学中的质点.

注意:极大值问题: 在距离为 r 的两带电体电量和一定的情况下,当

Q1=Q2时,有 F 最大值。

题型一、电荷守恒、库仑定律的理解

所带正、 负电荷先"中和"然后"平均分配"于两球.

分配前后正、

1.两个完全相同的金属球接触后,

负电荷之和不变.

2.当求两个导体 球间的库仑力时,要考虑电荷的重新分布,例:当两球都带正电时,电荷相互非斥而

.. 使电荷主要分布于两球的外侧

3.库仑定律是长程力,当

有引力.

5. 计算库仑力时,先将电荷量的绝对值代入进行计算,然后根据电性来判断力的方向. 【例 1】 两个半径相同的金属小球,带电量之比为

2

, 此时 r 将大于两球球心间的距离.

r

0 时,带电体不能看成质点,库仑定律不再适用.

当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万

4. 微观粒子间的库仑力远大于它们之间的万有引力,

1∶ 7,相距为 r ( 可视为点电荷 ) ,两者相互接触后再放回

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A.

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( )

原来的位置上,则相互作用力可能为原来的

4

7

B.

3 C. 7 9 7

D

16 7

拓展 如图 6- 1- 1,A、B是两个完全相同的带电金属球,它们所带的电荷量分别为 +3Q和 +5Q,放在光滑绝缘 的水平面上 . .若使金属球 分别由 、 两点以相等的动能相向运动,经时间

t0 两球刚好发生接触,然 A、B M N

后两球又分别向相反方向运动.设 A、 B返回 M、N两点所经历的时间分别为 t1 、 t 2 . 则( ) 图 6-1-1

A. t1 t2

B. t1 t 2

C. t1 t2 t 0

D. t1 t 2 t0 三、 电场强度

⑴电场:带电体的周围存在着的一种特殊物质,它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力

叫电场力.电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的.电场是客观存在的,它具有力和能的特性。

能:常见的能有动能、内能和势能,其中高考必考的势能有重力势能、弹性势能、电势能。

▲⑵电场强度 E:反映电场强弱和方向的物理量,是矢量.

①定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力

F 跟它的电荷量 q 的比值,叫该点的电场强度.

即: EF

单位: V/ m, N / C

q

②场强的方向:规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.电场强度是矢量,电场强度的 合成按照矢量的合成法则. (平行四边形法则和三角形法则)

(说明:电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关,而是由该点的位置和场源电荷决定的.在电场中某

一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处

的场强大小方向仍不变。 检验电荷 q 充当 “测量工具 ”的作用.某点的 E 取决于电场本身 ,(即场源及这点的位置 ,)

与 q 检的正负 ,电何量 q 检和受到的电场力

F 无关 .这一点很相似于重力场中的重力加速度

,点定则重力加速度定 与放入该处物体的质量无关

,即使不放入物体 ,该处的重力加速度仍为一个定值.

) 电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与

方向则跟放入的检验电荷有关。

⑶点电荷的电场强度: E =

Q ,其中 Q为场源电荷, E为场中距 Q为 r 的某点处的场强大小.对于求 k r 2

均匀带电的球体或球壳外某点的场强时,

r 为该点到球心的距离.

▲⑷电场强度的叠加:当存在多个场源电荷时,电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度 的矢量和.解题方法:分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段,用平行四边形定则求出合场强;

.

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