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1、一一.静电场静电场1.第一单元第一单元 库仑定律库仑定律 电场强度电场强度 电场线电场线2.第二单元第二单元 电势差电势差 电势电势 电势能电势能 静电屏蔽静电屏蔽3.第三单元第三单元 电容器电容器 电场中带电粒子的运动电场中带电粒子的运动2014.10.211.基础内容基础内容一一.电荷电荷 电荷守恒定律电荷守恒定律1.电荷电荷2.电荷量电荷量3.区分几种电荷区分几种电荷 4.电荷守恒定律电荷守恒定律二二.库仑定律库仑定律1.内容内容2.公式公式3.适应条件适应条件特别提示特别提示三三.电场电场 电场强度电场强度 电场线电场线1.电场电场 2.电场强度电场强度3.几种典型电场的电场线几种典型
2、电场的电场线2.应用及注意应用及注意1.电场强度的计算电场强度的计算 2.电场线的特点及应用电场线的特点及应用3.对库仑定律的理解对库仑定律的理解3.典型例题典型例题1.库仑定律的理解和应用库仑定律的理解和应用1.真空中有两个完全相同的金属小球，真空中有两个完全相同的金属小球，A球带电球带电6.4x10-16C的正电荷，的正电荷，B球带球带3.2x10-16C的负电的负电荷。均可视为点电荷。荷。均可视为点电荷。1.它们距离它们距离0.5m时，时，AB间的库仑力为多大？间的库仑力为多大？2.若将两球接触后再分别放回原处，若将两球接触后再分别放回原处，AB间的间的库仑力为多大？库仑力为多大？分析归
3、纳分析归纳2.电场的叠加问题（矢量性）电场的叠加问题（矢量性）2.如图，在如图，在y轴上关于轴上关于O点对称的点对称的AB两点有等量同两点有等量同种点电荷种点电荷+Q，在，在x轴上轴上C点处有点电荷点处有点电荷-Q，且，且CD=OD,=60。判断正确的是（。判断正确的是（）A.O点电场强度为点电场强度为0；B.D点电场强度为点电场强度为0；C.若将点电荷若将点电荷+q从从O移向移向C，电，电势能增大；势能增大；D.若将点电荷若将点电荷-q从从O移向移向C，电，电势能增大；势能增大；BD分析归纳分析归纳OABDCxy+Q+Q-Q练习练习2.空间有一沿空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度轴对称
4、分布的电场，其电场强度E随随x变化的图像如图。下列说法正确的是（变化的图像如图。下列说法正确的是（）A.O点的电势最低；点的电势最低；B.x2的电势最高；的电势最高；C.x1和和-x1两点的电势相等；两点的电势相等；D.x1和和x3两点的电势相等。两点的电势相等。Eox-x1x1x2x3C3.电场强度与力学知识电场强度与力学知识3.如图如图.一根长为一根长为L=1.5m的光滑绝缘细直杆的光滑绝缘细直杆MN，竖直，竖直固定在场强为固定在场强为E=1.0 x105N/C,与水平方向成与水平方向成=30的斜的斜向上的匀强电场中。杆的下端向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球固定一个带电小球A。
5、电荷量电荷量Q=+4.5x10-6C；另一带电小球；另一带电小球B穿在杆上可自穿在杆上可自由滑动，电荷量由滑动，电荷量q=+1.0 x10-6C,质量为质量为m=1.0 x10-2kg,现将小球现将小球B从杆上端从杆上端N静止释放，小球静止释放，小球B开始运动。开始运动。（静电力常量（静电力常量k=9.0 x109N.M2/C2，取，取g=10m/s2)EMNABEMNAB1.小球小球B开始运动时的加速度？开始运动时的加速度？2.小球小球B的速度最大时，距的速度最大时，距M端的高度端的高度h1为多大？为多大？3.小球小球B从从N端运动到距端运动到距M端的高端的高度度h2=0.61m时，速度为时
6、，速度为v=1.0m/s,求此过程中小球求此过程中小球B的电的电势能改变了多少？势能改变了多少？分析归纳分析归纳a=3.2m/s2h1=0.9m8.4x10-2J练习练习v0第一无电场区第一无电场区第二无电场区第二无电场区质量为质量为m，电荷量为，电荷量为+q的小球以初速的小球以初速v0水平抛出，在水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干如图所示的无电小球经过的竖直平面内，存在着若干如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区。两区域间隔，场区和有理想上下边界的匀强电场区。两区域间隔，竖直高度相等，水平方向足够长，已知每个电场区的竖直高度相等，水平方向足够长，已知每个电场区的场强大小相等
7、，方向竖直向上，不计空气阻力。场强大小相等，方向竖直向上，不计空气阻力。说法正确的是（说法正确的是（）A.小球在水平方向一直做小球在水平方向一直做匀速直线运动；匀速直线运动；B.无论场强大小如何，小无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时球通过所有无电场区的时间都相等；间都相等；v0第一无电场区第一无电场区第二无电场区第二无电场区C.若场强大小等于若场强大小等于2mg/q，则小球通过每个无电，则小球通过每个无电场区的时间均相等；场区的时间均相等；D.若场强大小等于若场强大小等于mg/q，则小球经过每个电场，则小球经过每个电场区的时间均相等。区的时间均相等。AC1.基础内容基础内容一一.电势和
8、电势差电势和电势差1.电势差电势差1.概念概念:2.物理意义物理意义:3.电压电压:4.影响因素影响因素:5.与场强关系与场强关系:2.电势电势1.定义：定义：2.大小：大小：3.正负：正负：4.相对性：相对性：5.与电势差的关系：与电势差的关系：二二.等势面（线）等势面（线）1.定义：定义：2.特点：特点：1.等势面一定与电场线垂直；等势面一定与电场线垂直；2.电场线总是从电势高的等势面指向电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；电势低的等势面；3.沿等势面移动电荷，电场力不做功。沿等势面移动电荷，电场力不做功。4.任意两个等势面不相交，不相切。任意两个等势面不相交，不相切。三三.电势
9、能电势能1.概念：概念：2.特点：特点：3.电场力做功的特点：电场力做功的特点：四四.静电屏蔽静电屏蔽1.静电感应现象：静电感应现象：2.静电平衡：静电平衡：3.静电屏蔽现象：静电屏蔽现象：2.注意及应用注意及应用一一.对电势的理解对电势的理解 1.电势高低的判断电势高低的判断2.电场强度与电势的比较电场强度与电势的比较二二.电场中的能量关系电场中的能量关系1.电场力做功的计算方法电场力做功的计算方法2.电势与电势能的比较电势与电势能的比较3.电势能大小的比较方法电势能大小的比较方法三三.对静电屏蔽的理解对静电屏蔽的理解一一.电势电势 电势差的计算电势差的计算1.有一带电量有一带电量q=-3x
10、10-6C的点电荷，从电场中的的点电荷，从电场中的A点移到点移到B点时，克服电场力做功点时，克服电场力做功6x10-4J，从，从B点点移到移到C点时电场力做功点时电场力做功9x10-4J。问：。问：(1)AB,BC,CA间电势差各为多少？间电势差各为多少？(2)若取若取B点电势为点电势为0，则，则AC两点电势各为多少？两点电势各为多少？分析归纳分析归纳200v,-300v,100v200v,300v3.典型例题典型例题二二.电场中的功能关系电场中的功能关系abcpqQ2.如图，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为如图，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q,虚线表示等势面。有两个一价离子虚线表示
11、等势面。有两个一价离子M,N(不计重不计重力和它们之间的电场力力和它们之间的电场力)先后从先后从a点以相同的速率点以相同的速率v0射入电场，轨迹分别为射入电场，轨迹分别为apb和和aqc，其中，其中pq分别分别为它们离固定点电荷最近的位置。为它们离固定点电荷最近的位置。A.M一定是正离子，一定是正离子，N一定是负离子；一定是负离子；B.M在在p点的速率一定大于点的速率一定大于N在在q的速率的速率C.M在在b点的速率一定大于点的速率一定大于N在在c的速率的速率D.M从从p到到b过程电势能的增量一定小过程电势能的增量一定小于于N从从a到到q过程电势能的增量。过程电势能的增量。BD练习练习1a23
12、4b虚线为静电场中的等势面虚线为静电场中的等势面1,2,3,4，相，相邻的等势面间的电势差相等，取邻的等势面间的电势差相等，取3等势等势面的电势为面的电势为0.一带正电的点电荷在静电一带正电的点电荷在静电力的作用下移动，经过力的作用下移动，经过a，b点时动能点时动能分别为分别为26ev和和5ev。当这一点电荷运动。当这一点电荷运动到电势能为到电势能为-8ev时，动能为？时，动能为？分析归纳分析归纳三三.等势面与电场线的综合运用等势面与电场线的综合运用30abc1.匀强电场中有匀强电场中有a,b,c三点，以三点为顶点的直角三点，以三点为顶点的直角三角形如图。三角形如图。a=30，电场方向与三角形
13、所在平，电场方向与三角形所在平面平行，已知面平行，已知a,b,c三点电势分别为三点电势分别为 v,v和和2v，该三角形的外接圆上最低，最，该三角形的外接圆上最低，最高的电势分别为？高的电势分别为？0,4v练习练习如图，固定于同一条竖直线上的如图，固定于同一条竖直线上的AB是两个带等量异是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中，其中A带正电，带正电，B带负电。带负电。DC是它的连线的垂直平方线。是它的连线的垂直平方线。ABC三点构三点构成一边长为成一边长为d的等边三角形。另一带电小球的等边三角形。另一带电小球E，质量，质量为为m，电荷量为，电荷量为+q(可视为点
14、电荷可视为点电荷)，被长为，被长为L的绝缘的绝缘轻质细线悬于轻质细线悬于O点，点，O点在点在C点的正上方。现将小球点的正上方。现将小球E拉到拉到M点，使细线绷紧且与点，使细线绷紧且与ABC在同一竖直面内，由在同一竖直面内，由静止释放，小球静止释放，小球E向下运动到最低点向下运动到最低点C时，速度为时，速度为v。已知静电力常量为已知静电力常量为k，取，取D点电势为点电势为0.cABOME+qLD+Q-Q(1)在在AB所形成的电场中，所形成的电场中，M点的电势。点的电势。(2)绝缘细线在绝缘细线在C点所受到的拉力点所受到的拉力F.OBAE练习练习如图。如图。AB是位于竖直平面内，半径是位于竖直平面
15、内，半径R=0.5m的的1/4圆圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处于水平向左的匀强电场中，电滑连接，整个轨道处于水平向左的匀强电场中，电场强度场强度E=5x103N/C。今有一质量为。今有一质量为m=0.1kg、带电、带电量量q=+8x10-5C的小滑块的小滑块(可视为质点可视为质点)从从A点由静止点由静止释放。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因素释放。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因素=0.05，取，取g=10m/s2,求：求：1.小滑块第一次经过圆弧形最低点小滑块第一次经过圆弧形最低点B时对时对B的压力。的压力。2.小滑
16、块在水平轨道上通过的总过程。小滑块在水平轨道上通过的总过程。F=3mg-2qE=2.2NS=6m1.基础内容基础内容一一.电容器和电容电容器和电容1.电容器：电容器：1.组成：组成：2.带电荷量：带电荷量：3.充，放电：充，放电：2.电容：电容：3.平行板电容器的电容：平行板电容器的电容：1.决定因素：决定因素：2.决定式：决定式：3.两种情况：两种情况：二二.带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速2.带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转三三.示波管示波管1.装置装置2.工作原理工作原理2.注意及应用注意及应用一一.对平行板电容器的
17、理解对平行板电容器的理解1.电容理解要点：电容理解要点：2.电容器的动态分析方法：电容器的动态分析方法：二二.带电粒子在电场中运动问题的分析带电粒子在电场中运动问题的分析1.分析对象分析对象2.加速及处理方法加速及处理方法3.偏转及处理方法偏转及处理方法1.偏转角偏转角2.偏移量偏移量3.推论推论3.典型例题典型例题1.电容器的动态分析电容器的动态分析1.水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态。现将器的两板间有一带正电的质点处于静止状态。现将电容器两板间的距离增大，则电容器两板间的距离增大，则A.电容变大，质点
18、向上运动电容变大，质点向上运动B.电容变大，质点向下运动电容变大，质点向下运动C.电容变小，质点保持静止电容变小，质点保持静止D.电容变小，质点向下运动电容变小，质点向下运动D归纳分析归纳分析abQPC练习练习1.如图。如图。C为中间插有电解质的电容器，为中间插有电解质的电容器，ab为其两极为其两极板，板，a接地。接地。PQ为竖直放置的平行金属板，在两板为竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；间用绝缘线悬挂一带电小球；Q板接地，板接地，Pb相连。相连。开始时悬线静止在竖直方向，在开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏板带电后，悬线偏转了转了，以下方法，能使角度，以下方法
19、，能使角度变大的是变大的是 A.缩小缩小ab间的距离间的距离B.加大加大ab间的距离间的距离C.取出取出ab间的电解质间的电解质D.换一块形状大小相同的、介换一块形状大小相同的、介电常数更大的电解质电常数更大的电解质BCab2.绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减少两极板偏转一定角度，若减少两极板ab间距，同时在两间距，同时在两极板间插入电介质，则极板间插入电介质，则 A.电容器的电势差会减少电容器的电势差会减少B.电容器的电势差会增大电容器的电势差会增大C.静电计指针的偏转角度减小静电计指针的偏转角度减小D.静电计指针的偏转角度增
20、大静电计指针的偏转角度增大ACABS3.平行板电容器的两极板平行板电容器的两极板AB接有电源两极，两极板接有电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂于电容器内部，竖直、平行正对，一带正电小球悬挂于电容器内部，闭合电键闭合电键s，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为为。说法正确的是。说法正确的是.A.保持电键保持电键S闭合，带正电的闭合，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则减小减小B.保持电键保持电键S闭合，带正电的闭合，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则不变不变C.电键电键S断开，带正电的断开，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则增大增
21、大D.电键电键S断开，带正电的断开，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则不变。不变。D2.带电体在电场中的直线运动带电体在电场中的直线运动ABCD30一光滑斜面的直角点一光滑斜面的直角点A处固定一带电荷量为处固定一带电荷量为+q、质量、质量为为m的绝缘小球，另一同样小球置于斜面顶点的绝缘小球，另一同样小球置于斜面顶点B处，已处，已知斜面长为知斜面长为L，现把上部小球从，现把上部小球从B处静止自由释放，球处静止自由释放，球能沿斜面从能沿斜面从B点运动到底端点运动到底端C点处，求：点处，求：(1)小球从小球从B处开始运动到斜面中点处开始运动到斜面中点D处时的速度。处时的速度。(2)小球运动到斜
22、面底端小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力？处时，球对斜面的压力？3.带电体在电场中的偏转带电体在电场中的偏转edABU01.有一电子（电荷量为有一电子（电荷量为e）经电压）经电压U0加速后，进入加速后，进入两块间距为两块间距为d，电压为，电压为U的平行金属板间。若电子的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向进入，且正好能穿过从两板正中间垂直电场方向进入，且正好能穿过电场。求：电场。求：(1)金属板金属板AB的长度。的长度。(2)电子穿出电场时的动能。电子穿出电场时的动能。FE37练习：练习：长长L=1.2m、质量、质量M=3kg的木板静止放在倾角为的木板静止放在倾角为37的光的光滑
23、斜面上，质量滑斜面上，质量m=1kg、带电量、带电量q=+2.5x10-4C的物块的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因素放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因素=0.1，所在空间加有一方向垂直斜面向下、场强所在空间加有一方向垂直斜面向下、场强E=4.0 x104N/C的匀强电场，现对木板施加一平行斜面的匀强电场，现对木板施加一平行斜面向上的拉力向上的拉力F=10.8N，取，取g=10m/s2，斜面足够长。，斜面足够长。(1)物块经多长时间离开木板？物块经多长时间离开木板？FE37(2)拉力保持拉力保持F=10.8N不变，物块离开木板时木板获不变，物块离开木板时木板获得的动能。得的动能。
24、(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。的内能。27J2.16J4.带电体在复合场中的运动带电体在复合场中的运动mEBA一块矩形绝缘平行板放在光滑的水平面上，另有一质一块矩形绝缘平行板放在光滑的水平面上，另有一质量为量为m、带电量为、带电量为q的小物块沿板的上表面以某一初速的小物块沿板的上表面以某一初速度从度从A端水平滑上板面，整个装置处于足够大的竖直向端水平滑上板面，整个装置处于足够大的竖直向下的匀强电场中，小物块沿板运动至下的匀强电场中，小物块沿板运动至B端恰好停在端恰好停在B端。端。若匀强电场大小不变，但方向反向。当小物块仍由若匀强电
25、场大小不变，但方向反向。当小物块仍由A端端以相同的初速度滑上板面。则小物块运动到距以相同的初速度滑上板面。则小物块运动到距A端的距端的距离为平板总长的离为平板总长的2/3处时，就相对平板静止了。求处时，就相对平板静止了。求(1)小物块带何种电荷？小物块带何种电荷？负电荷负电荷(2)匀强电场场强大小？匀强电场场强大小？mg/5qELxhoym,+qv0练习练习一质量为一质量为m、带电荷量为、带电荷量为+q的小球以水平初速度的小球以水平初速度v0进入进入竖直向上的匀强电场中，如图。今测得小球进入电场后竖直向上的匀强电场中，如图。今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度在竖直方向下降的高度y与水平方
26、向的位移与水平方向的位移x之间的关系之间的关系如图。根据图中信息（重力加速度为如图。根据图中信息（重力加速度为g)求：求：(1)匀强电场场强的大小？匀强电场场强的大小？ELxhoym,+qv0(2)小球从进入匀强电场到下降小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中，电场高度的过程中，电场力所做的功。力所做的功。(3)小球在小球在h高度处的动能。高度处的动能。-end-E1.一质量为一质量为m、带电荷量为、带电荷量为q的物体处于场强按的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向均为大于零的常数，取水平向左为正方向)变化的变化的电场中，物体与竖直墙壁的动摩擦因素为电场中
27、，物体与竖直墙壁的动摩擦因素为，当，当t=0时物时物体处于静止状态。若物体受到的最大摩擦力等于滑动摩体处于静止状态。若物体受到的最大摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面足够大，正确的是擦力，且电场空间和墙面足够大，正确的是.A.物体开始运动后加速度先增加后不变物体开始运动后加速度先增加后不变B.物体开始运动后加速度不断增加物体开始运动后加速度不断增加C.经过时间经过时间t=E0/k，物体在竖直墙壁上，物体在竖直墙壁上的位移达到最大值的位移达到最大值D.经过时间经过时间 ，物体运动，物体运动速度达到最大值。速度达到最大值。BCmM2.竖直放置的劲度系数为竖直放置的劲度系数为k的轻质弹簧，上端与
28、质量为的轻质弹簧，上端与质量为m的带电荷量的带电荷量q的正电小球连接，下端与放在水平桌面的正电小球连接，下端与放在水平桌面上的质量为上的质量为M的绝缘物块连接。小球与弹簧绝缘，整个的绝缘物块连接。小球与弹簧绝缘，整个系统处于静止状态。现突然加上一个竖直向上大小为系统处于静止状态。现突然加上一个竖直向上大小为E的匀强电场，某时刻物块对水平面的压力为零，小球速的匀强电场，某时刻物块对水平面的压力为零，小球速度为度为v,求：求：(1)从加上匀强电场到物块对水平面的压从加上匀强电场到物块对水平面的压力为零的过程中，小球电势能的改变量？力为零的过程中，小球电势能的改变量？(2)此过程中弹簧的弹性势能的改变量？此过程中弹簧的弹性势能的改变量？Eabdc3.如图，边长为如图，边长为L的正方形的正方形abcd区域内存在着匀强磁区域内存在着匀强磁场。电荷量为场。电荷量为q、动能为、动能为Ek的带电粒子从的带电粒子从a点沿点沿ab方方向进入电场，不计重力。向进入电场，不计重力。(1)若粒子从若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；粒子离开电场时的动能；(2)若粒子离开电场时动能为若粒子离开电场时动能为Ek，则电场强度为多大？则电场强度为多大？