2022年高二物理静电场复习.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高二物理静电场复习优秀学习资料欢迎下载（一）复习回忆基础学问1.电荷电荷守恒负电荷；电荷间的作用规律是：同（1）自然界中只存在两种电荷：正电荷和种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引；电荷的多少叫电荷量；（2）静电感应：把电荷移近不带电的导体,可以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,这种现象叫静电感应；利用静电感应使物体带电叫感应起电；转移到另一物体,或者从物体（3）电荷既不能制造,也不能毁灭,只能从一个物体的一部分转移到另一部分；等于 e 或者 等于 e 的整数倍；2.元电荷： e=1.61019C,全部带电体的电荷量或者

2、3.库仑定律：（1）定律的内容：真空中两个 静止点电荷 之间相互作用的电力,跟它们的 电荷量的乘积成正比,与它们的 距离的二次方 成反比,作用力的方向在 它们的连线上；（ 2）库仑力的大小 F= k q 1 q2 2；r（ 3）静电力恒量 k= 9.0 10 9N m 2/ C 2；4.电场：电荷的四周存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷 有力的作用,这种力叫 电场力；电荷间的相互作用是通过 电场 发生的；5.电场强度（ 1）定义： 放入电场中某点的电荷所受的电场力与其电荷量的比值,叫该点的电场强度,简称场强；（ 2）定义式： EF ,其单位是 qN/C ；所受静电力（ 3）方向：场

3、强的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同,与负电荷的方向相反；6.点电荷的场强：EkQ这时某点的场强等于各场强的方向r2假如有几个点电荷同时存在,它们的电场就相互叠加形成的合电场；个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,叫做电场的叠加；7.电场线：在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的一样,这样的曲线叫电场线；8.电场线的特点： （1）电场线从正电荷动身终止于负电荷,不形成闭合曲线；（ 2）电场线不相交、也不闭合；和 方向都相同,这个区域的电场叫（ 3）电场线的疏密表示场强的大小；9.匀强电场：在电场的某一区域,假如场强的大小匀强电场；10静电力做功的特点：在电场中移动电荷

4、时,电场力所做的功只与电荷的初、末位置名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有关, 与电荷经过的路径优秀学习资料欢迎下载因此电无关, 即电场力做功与重力做功有着相同的特点；荷在电场中也具有势能,这种势能叫做 电势能；11电场力做功与电势能变化的关系：电场力做 正功 时,电荷的电势能 削减；电场力做 负功 时,电荷的电势能 增加；电场力做功的多少等于 电势能的削减量；写出电荷从电场中的 A 点移到 B 点的过程中,静电力所做的功与电荷在两点的电势能变化的关系式 W AB E PA E PB；12电势能：电荷在某点的电势能,

5、等于静电力把它从该点移到 零势能 位置时所做得功；通常把 无限远处或大地表面上 的电势能规定为零；13电势：电场中某一点,电荷的 电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势；公式：E P ；电场线指向电势 降低 的方向；q电势是个相对的量,某点的电势与 零电势位置 的选取有关；因此电势有正、负,表示该点电势比零电势点高仍是低；通常把 无限远处或大地表面上 的电势规定为零；14电势差 U：电荷在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时 静电力所做的功,与 电荷量的比值,叫做 AB 两点间的电势差；公式：U AB = WAB ；单位：伏特,符号 V ；q电势差有正负：U AB = -U BA,一般常

6、取确定值,写成 U；15电势与电势差的比较（1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质） 的物理量, 与 放入的电荷无关. （2）电势与电势差都是标量；数值都有正负；单位相同；（3）UABAB,UBABA（4）某点的电势与零电势点的选取有关,两点间的电势差与零电势点的选取无关；16等势面：电场中电势相等的各点构成的面叫等势面；17等势面的特点：名师归纳总结 （1）等势面肯定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直；第 2 页,共 7 页（2）电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面；（3）在同一等势面上移动电荷时静电力不做功功；18匀强电场中电势差与电场强度的关系：沿场强方向的两点间的电势差

7、等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积即 U = Ed ,上式可以改写成EU ；d它说明： 在匀强电场中, 场强在数值上等于沿电场线方向每单位距离上降低的电势；19电场强度的单位：N/C 或 V/m ；20电容器：两个又的导体组成电容器；21电容器的充、放电：使电容器叫充电； 充电的过程是将电场能电容器中；使叫放电；放电的过程储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能；电容器的带电量是指；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 22电容：电容器优秀学习资料欢迎下载CQ；留意 C 跟 Q、U 无叫电容；定义公式U关,只取决于；的物理量,在数量上等于；23电容

8、的物理意义：是描述电容器24电容的单位符号；1 FpF；成25平行板电容器的电容：跟成正比, 跟成正比, 跟反比 .用公式表示C4rS；和；kd26常用电容器：从构造上看分为27电容器的击穿电压和工作电压：击穿电压是指电容器的 电容器 工作电压；28带电粒子的加速电压,额定电压是（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动 方向在同始终线上,做 运动；（答案：匀加（减）速直线）（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是 _电场或 _电场）；如粒子的初速度为零,就：_,v=_；如粒子的初速度不为零,就：_,v=_ ；1mv 2-1

9、mv02,v 022 qU）（答案：匀强,非匀强,qU =1mv 2,2 qU, qU=2m22m29带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度 初速度方向 _的电场力作用而做v0 垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与 _运动；（垂直,匀变速曲线）（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于_的分析处理,即应用_的方法：直沿初速度方向为_运动,运动时间t=_. 沿电场力方向为_运动,加速度a=_. 离开电场时的偏移量y=_ 离开电场时的偏转角tan=_；（答案：平抛运动,运动的合成和分解的学问,匀速直线,l,初速度为零的匀加速0v线,FqEqU,1at2qUl22,vq

10、Ul2）v 0mmmd22 mdv 0mdv 0（二）实例探究点电荷的场强、电场强度的叠加名师归纳总结 【例 1】图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷B +q、+q、-q,求C 第 3 页,共 7 页该三角形中心O 点处的场强大小和方向；A 解：每个点电荷在O 点处的场强大小都是Ekq32由图可EB 3a/O EA EC - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 得 O 点处的合场强为E O6kq优秀学习资料欢迎下载,方向由 O 指向 C ；a2静电力做功、电势、电势能、电势差【例 2】 如下列图,将一个电荷量为q = +3 10-10

11、C 的F + v B 点电荷从电场中的A 点移到 B 点的过程中,克服电场力做功 6 10-9J；已知 A 点的电势为A= - 4V ,求 B 点的电势和A 电荷在 B 点的电势能；解：先由 W=qU ,得 AB 间的电压为20V ,再由已知分析：向右移动正电荷做负功,说明电场力向左,因此电场线方向向左,得出4 .8B 点电势高；因此B=16V ；电荷在 B 点的电势能EPqB109J 电场线、等势面【例 3】 如下列图,虚线a、b、c 是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q 是轨迹上的两点；以下说法中正确选项A.

12、三个等势面中,等势面a 的电势最高a b c P B.带电质点肯定是从P 点向 Q 点运动C.带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小Q D.带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小解：先画出电场线,再依据速度、合力和轨迹的关系,可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向左下方；由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场线向左下方；答案仅有D 电容器【例 4】 如下列图,在平行板电容器正中有一个带电微粒；M K K 闭合时,该微粒恰好能保持静止；在保持K 闭合；充电后将 K 断开；两种情形下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？N A. 上移上极板MB.上移下极板NC.左移上极板MD.

13、把下极板 N 接地解析：电容器和电源连接如图,转变板间距离、转变正对面积或转变板间电解质材料,都会转变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化；这里K 肯定要分清两种常见的变化：（1）电键 K 保持闭合,就电容器两端的电压恒定（等于电源电动势）,这种情形下带电量QCUC,而C4rSrS,EU1kdddd（ 2 ）充电后断开 K ,保持电容器带电量Q 恒定,这种情形下CrS,Ud,E1drSrS所以,由上面的分析可知选B,选 C；【例 5】运算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器；电容的运算公式是CS,其中常量 =9.0 10-12F m-1,S 表示两金属片的正对面积,d 表示两金属片

14、间的距dA 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载离；当某一键被按下时,d 发生转变,引起电容器的电容发生转变,从而给电子线路发出相应的信号；已知两金属片的正对面积为 50mm 2,键未被按下时, 两金属片间的距离为 0.60mm；只要电容变化达 0.25pF,电子线路就能发出相应的信号；那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离？解：先求得未按下时的电容C1=0.75pF,再由C 1d 2得Cd和 C2=1.00pF,C2d 1C2d1得 d=0.15mm ；带电粒子在电场中的运动【例 6】如下列

15、图,热电子由阴极飞出时的初速忽视不计,电子发射装置的加速电压为U0；电容器板长和板间距离均为L=10cm,下极板接地；电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm；在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如左图；（每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的）求：（1）在 t=0.06s 时刻,电子打在荧光屏上3U 0 u 0.2 0.3 0.4 0.5t U0 L L y O 的何处？0.06 0.1 （2）荧光屏上有电o子打到的区间有多长？（3）屏上的亮点如何移动？解：（1）由图知 t=0.06s 时刻偏转电压为U=1.8U0电子在电场中加速12 mv 0qU0Um=2

16、.0U 0,2电子在电场中加速y1qUL22mLv0解得： y = 0.45L= 4.5cm,打在屏上的点距O 点 13.5cm；（2）电子的最大侧移为0.5L 由两式可得偏转电压最大为所以荧光屏上电子的最大侧移为YLLt anLL22能打到的区间长为2Y=3L=30cm；（3）屏上的亮点由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复显现；（三）针对练习1.电场中有 A、B 两点,一个点电荷在 A 点的电势能为 1.2 10-8 J,在 B 点的电势能为 0.80 10-8 J；已知 A、B 两点在同一条电场线上,如下列图,该点电荷的电荷量为 1.0 10-9C,那么（）A.该电荷为负电荷B.该电荷为

17、正电荷C.A、B 两点的电势差 U AB=4.0 V D.把电荷从 A 移到 B,电场力做功为 W=4.0 J 2.某电场中等势面分布如下列图,图中虚线表示等势面,过a、b 两点的等势面电势分别为名师归纳总结 40 V 和 10 V ,就 a、b 连线的中点c 处的电势应（）第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A. 确定等于 25 V 优秀学习资料欢迎下载B. 大于 25 V C.小于 25 V D. 可能等于 25 V 3.如下列图, M、N 两点分别放置两个等量种异电荷,A 为它们连线的中点, B 为连线上靠近 N 的一点, C

18、 为连线中垂线上处于 A点上方的一点,在 A、B、C 三点中（）A. 场强最小的点是 A 点,电势最高的点是 B 点B.场强最小的点是 A 点,电势最高的点是 C 点C.场强最小的点是 C 点,电势最高的点是 B 点D.场强最小的点是 C 点,电势最高的点是 A 点4.AB 连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A 点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到 B 点运动过程中的速度图象如下列图,比较 A、B 两点电势的高低和场强 E 的大小,以下说法中正确的（）A. AB,EAEB B. AB,EAEBC. AB,EAEB D. AB,EAEB5.如下列图,平行板电容器经开关 小的点

19、电荷, S 是闭合的,S 与电池连接, a 处有一电荷量特别 a表示 a 点的电势, F 表示点电荷受到的电场力 .现将电容器的 B 板向下略微移动,使两板间的距离增大,就A. a变大, F 变大 B. a变大, F 变小C. a不变, F 不变 D. a不变, F 变小6.（20XX 年全国高考试题）如下列图,虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为 a、b和 c,abc,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线 KLMN 所示,由图可知（）A. 粒子从 K 到 L 的过程中,静电力做负功B.粒子从 L 到 M 的过程中,静电力做负功C.粒子从 K 到 L 的过程中

20、,电势能增加D.粒子从 L 到 M 的过程中,动能减小7质量为 m 的带正电小球 A 悬挂在绝缘细线上,且处在场强为 E 8的匀强电场中,当小球 A 静止时,细线与竖直方向成 30 角,9）3 mg 3 mg 2 mg mgABCD3 E E E 2 E8如下列图,一对竖直放置的平行金属板 A、B 构成电容器,电容为 C.电容器的 A 板接地,且中间有一个小孔 S.一个被加热的灯丝 K 与 S 位于同一水平线,从灯丝上可以不断地发射出电子,电子经过电压 U0 加速后通过小孔 S 沿水平方向射入 A、B 两极板间 .设电子的质量为 m,电荷量为 e,电子从灯丝发射时的初速度不计 .假如到达 B

21、板的电子都被B 板吸取,且单位时间内射入电容器的电子数为n,随着电子的射入,两极板间的电势名师归纳总结 差逐步增加,最终使电子无法到达B 板.求：（ 1）当 B 板吸取了N 个电子时, A、B 两第 6 页,共 7 页板间的电势差 .（2）A、B 两板间可达到的最大电势差.（3）从电子射入小孔S 开头到 A、B 两板间的电势差达到最大值所经受的时间. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载参考答案1.A 2.C 3.C 4.A 5.B 6.AC 7D 依题意做出带正电小球 A 的受力图,电场力最小时,电场力方向应与绝缘细线垂直,qE=mgsin30 ,从而得出结论名师归纳总结 8（ 1）Ne（2） U0（3）U 0C第 7 页,共 7 页Cne- - - - - - -