高考物理一輪精品教案：第10章-電場(chǎng)(共31頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十章：電場(chǎng)一、考綱解讀本專題涉及的考點(diǎn)有：電荷守恒，點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，電場(chǎng)線，電勢(shì)能、電勢(shì)，電勢(shì)差，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，常見(jiàn)電容器，電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系。大綱對(duì)電荷守恒，點(diǎn)電荷，電場(chǎng)線，電勢(shì)能、電勢(shì)，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，常見(jiàn)電容器，電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系等考點(diǎn)均為類要求。大綱對(duì)庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，電勢(shì)差，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等考點(diǎn)均為類要求。電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用；在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力就會(huì)對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能就發(fā)生

2、變化，因此電場(chǎng)還有能的性質(zhì)。電場(chǎng)的以上屬性是研究電現(xiàn)象的基礎(chǔ)，因此是歷年高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題涉及到較多的概念和規(guī)律，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的考點(diǎn)。從物理規(guī)律應(yīng)用的角度分析，涉及到受力分析、牛頓定律、功能關(guān)系，從涉及的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，包括電場(chǎng)中的加速、平衡和偏轉(zhuǎn)，從考查方法的角度分析，可以涉及運(yùn)動(dòng)的合成與分解法、正交分解法等等。分析近幾年來(lái)高考物理試卷可知，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)在高考試題中的比例非常高，幾乎年年都考，題型全、難度大，特別是只要有計(jì)算題出現(xiàn)就一定是難度較大的綜合題。二、命題趨勢(shì)靜電場(chǎng)是十分重要的一章。每年高考或以選擇、填空題的形式考查學(xué)生對(duì)基本概念、

3、基本規(guī)律的理解，或以計(jì)算題的形式，與力學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合組成難度較大、多方面考核學(xué)生能力的綜合題。本章主要研究靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)及帶電粒子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，具有抽象性和綜合性的特點(diǎn)。要從描述電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)兩個(gè)角度深入理解電場(chǎng)，抓住主線，切中要點(diǎn)，強(qiáng)化訓(xùn)練，形成能力。值得注意的是，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不僅可以考查多學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且容易與社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)技術(shù)相聯(lián)系，在高考中常以某些具體問(wèn)題為背景命題，考查考生的多項(xiàng)能力。第一模塊：庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一電荷： 1、正電荷負(fù)電荷：自然界只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷是正電荷;用

4、毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒所帶的電荷是負(fù)電荷。同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。2、電荷量：電荷的多少。單位：1C1A·s3、元電荷e：一個(gè)物體所帶電荷數(shù)量的多少叫電荷量，物體所帶電荷量是指物體帶凈電荷的多少，迄今為止的一切實(shí)驗(yàn)都表明，原子中電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷，至今所發(fā)現(xiàn)的一切帶電體的電荷量都等于電子電荷數(shù)的整數(shù)倍，這說(shuō)明帶電體的電荷量值是不連續(xù)的，它的最小單元就是電子電荷，這稱為電荷的量子化，在物理學(xué)上，把電荷是e稱為元電荷，其值通?？扇閑=1.60×10-19C。e=1.60×10-19C質(zhì)子或電子所帶的電量就是元電荷元電荷是世界上電最小的電量任何帶電

5、體的電量都是元電荷的整數(shù)倍4、檢驗(yàn)電荷：電量要求：不影響原電場(chǎng)；體積充分??；一定是點(diǎn)電荷。5、電荷間的相互作用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。6、荷質(zhì)比(比荷)：帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比稱為“荷質(zhì)比”如電子的電荷量e和電子質(zhì)量me(me=0.91×10-30kg)之比，叫做電子的荷質(zhì)比，即可以做為物理常量來(lái)使用。二、使物體帶電的幾種方式（1）摩擦起電：兩個(gè)不同的物體相互摩擦，帶上等量導(dǎo)種的電荷。（2）接觸帶電：不帶電物體接觸另一個(gè)帶電物體，使電荷從帶電體轉(zhuǎn)移一部分到不帶電的物體上。兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球接觸時(shí)電荷量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分，原帶同種電荷的總電荷量

6、平分。（3）感應(yīng)起電：導(dǎo)體接近（不接觸）帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體一端帶上與帶電體相異的電荷，而另一端帶上與帶電體電荷相同的電荷。（4）光電效應(yīng)在光的照射下使物體發(fā)射出電子三、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量不變。四、庫(kù)侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2、公式：，F(xiàn)叫做庫(kù)侖力或靜電力，也叫電場(chǎng)力。它可以是引力，也可以是斥力，叫靜電力常量=3、適用條件：（1）真空中； （2）點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷

7、是一個(gè)理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把帶電體視為點(diǎn)電荷（這一點(diǎn)與萬(wàn)有引力很相似，但又有不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無(wú)論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。點(diǎn)電荷很相似于我們力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)例如半徑均為的金屬球，使兩球邊緣相距為，今使兩球帶上等量的異種電荷，設(shè)兩電荷間的庫(kù)侖力大小為，比較與的大小關(guān)系，顯然，如果電荷能全部集中在球心處，則兩者相等。依題設(shè)條件，球心間距離不是遠(yuǎn)大于，故不能把兩帶電體當(dāng)作點(diǎn)電荷處理。實(shí)際上，由于異種電荷的相互吸引，使電荷分布在兩球較靠近的球面處，這樣電荷間距

8、離小于，故。同理，若兩球帶同種電荷，則。4、理解：（1）在種用庫(kù)侖定律的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，均用電量的絕對(duì)值代入式中，計(jì)算其作用力的大小。（2）作用力的方向根據(jù)：同性相斥，異性相吸，作用力的方向沿兩電荷連線方向，進(jìn)行判定。（3）兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用的庫(kù)侖力滿足牛頓第三定律大小相等、方向相反（不能認(rèn)為電量不等的兩個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)，所受的庫(kù)侖力不等）（4）庫(kù)侖力存在極大值，由公式可以看出，在r和兩帶電體的電量和一定的條件下，當(dāng)Q1=Q2時(shí)，F(xiàn)有最大值（5）如果是多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)另一個(gè)點(diǎn)電荷的作用，可分別對(duì)每個(gè)點(diǎn)電荷間使用，然后把該電荷所受諸庫(kù)侖力進(jìn)行矢量合成（6）在介質(zhì)中，電荷

9、間的相互作用比真空小，小多少，跟介質(zhì)有關(guān)，空氣中的介電常數(shù)近似取1，即認(rèn)為電荷間的相互作用在空氣中跟在真空中一樣。五、同一直線上三個(gè)點(diǎn)電荷的討論和計(jì)算三個(gè)自由電荷的平衡問(wèn)題，是靜電場(chǎng)中的典型問(wèn)題。為了使電荷系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，每個(gè)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等、方向相反。根據(jù)庫(kù)侖定律和力的平衡條件，可以概括成易記的口訣為：“三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大?！眱纱髪A小也就是說(shuō)三個(gè)電荷，外面兩個(gè)的電荷量必須大于中間的一個(gè)；兩同夾異，也就是說(shuō)外面的兩個(gè)電荷的電性必須相同，并且中間的一個(gè)電性與外面的兩個(gè)相異！近小遠(yuǎn)大是說(shuō)中間電荷靠近另兩個(gè)中電量較小的。利用這一條件可以迅速、準(zhǔn)確地確定三個(gè)自由電

10、荷的相對(duì)位置及電荷的電性，然后根據(jù)庫(kù)侖定律列出電荷的受力平衡方程，問(wèn)題就迎刃而解了。電場(chǎng)一、電場(chǎng)1、概念：是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體。若電荷不動(dòng)周圍的是靜電場(chǎng)，若電荷運(yùn)動(dòng)周圍不單有電場(chǎng)而且產(chǎn)生磁場(chǎng)，電場(chǎng)可以由存在的電荷產(chǎn)生，也可以由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生。2、電場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入電場(chǎng)的電荷有力的作用能使放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象3、場(chǎng)的提出凡是在有電荷的地方，周圍都存在電場(chǎng)在變化的磁場(chǎng)周圍也有電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)周圍存在磁場(chǎng)。電場(chǎng)與磁場(chǎng)是不同于實(shí)體的另一種形態(tài)物質(zhì)。4、電場(chǎng)力：放入電場(chǎng)中的電荷受到電場(chǎng)的力的作用，這種力叫做電場(chǎng)力。二、描述電場(chǎng)力特性的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度1、

11、定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。用E來(lái)表示。2、定義式：（適用于一切電場(chǎng)）3、單位：牛/庫(kù)(N/C) 伏/米(v/m)4、電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量：規(guī)定正電荷受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相反。電場(chǎng)線的切線方向是該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；電場(chǎng)強(qiáng)度的合成按照矢量的合成法則（平行四邊形法則和三角形法則）5、物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)）是描寫(xiě)電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。6、說(shuō)明（1）電場(chǎng)強(qiáng)度是從力的角度來(lái)反映電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量（2）定義式即電場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力。（3）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，方向是由電場(chǎng)本身決

12、定的，是客觀存在的，與放不放檢驗(yàn)電荷，以及放入檢驗(yàn)電荷的正、負(fù)電量的多少均無(wú)關(guān)，既不能認(rèn)為與成正比，也不能認(rèn)為與成反比。檢驗(yàn)電荷q充當(dāng)“測(cè)量工具”的作用這一點(diǎn)很相似于重力場(chǎng)中的重力加速度，點(diǎn)定則重力加速度定。與放入該處物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，即使不放入物體，該處的重力加速度仍為一個(gè)定值7、電場(chǎng)的疊加：幾處點(diǎn)電荷同時(shí)在某點(diǎn)形成電場(chǎng)時(shí)，這點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。8、勻強(qiáng)電場(chǎng)：場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同，場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)9、總結(jié)：電場(chǎng)強(qiáng)度的幾種求法用定義式求解：由于定義式適用于任何電場(chǎng)，故都可用測(cè)得的放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q受到的電場(chǎng)力F與檢驗(yàn)電荷電量q之比值求出該點(diǎn)

13、的電場(chǎng)強(qiáng)度。用求解：庫(kù)侖力的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力從式中表示點(diǎn)電荷在處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。此式適用于求真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，其方向由場(chǎng)源電荷Q的電性決定。若場(chǎng)源電荷帶正電，則E的方向沿半徑r向外;若場(chǎng)源電荷帶負(fù)電，則E的方向沿半徑方向指向場(chǎng)源電荷。用場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系求解：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中它們的關(guān)系是:場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差，即，式中d為沿電場(chǎng)線方向的距離，U為這個(gè)距離的兩個(gè)點(diǎn)（或稱為等勢(shì)面）的電勢(shì)差。矢量疊加法求解：已知某點(diǎn)的幾個(gè)分場(chǎng)強(qiáng)求合場(chǎng)強(qiáng)，或已知合場(chǎng)強(qiáng)求某一分場(chǎng)強(qiáng)，則用矢量疊加法求解。對(duì)稱性求解：巧妙地在合適地方另外假設(shè)性地設(shè)置額外電荷，或?qū)㈦姾汕擅畹胤指钍箚?wèn)題簡(jiǎn)化而求未知電場(chǎng)，這

14、都可以利用對(duì)稱性求解電場(chǎng)線電場(chǎng)線1、概念：為了直觀形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱及方向，在電場(chǎng)中畫(huà)出一系列曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，曲線的疏密表示電場(chǎng)的弱度。這些曲線就是電場(chǎng)線。第一個(gè)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的科學(xué)家是法拉第2、電場(chǎng)線的特點(diǎn)：（1）電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的假想曲線，并不是真實(shí)存在的。（2）切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，也是正電荷的受力方向（3）疏密表示該處電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也表示該處場(chǎng)強(qiáng)的大小越密，則E越強(qiáng)（4）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行且等間距直線表示(平行板電容器間的電場(chǎng)，邊緣除外)（5）始于正電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)），終止負(fù)電荷（或無(wú)窮遠(yuǎn)）從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，或從正電荷出

15、發(fā)到無(wú)窮遠(yuǎn)處終止，或者從無(wú)窮遠(yuǎn)處出發(fā)到負(fù)電荷終止（6）任意兩條電場(chǎng)線都不相交，不中斷，不閉合。（7）沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低但E不一定減小；沿E方向電勢(shì)降低最快的方向。（8）電場(chǎng)線等勢(shì)面電場(chǎng)線由高等勢(shì)面批向低等勢(shì)面。（9）電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是由帶電粒子受到的合外力情況和初速度共同決定。在特殊條件下，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以與電場(chǎng)線重合。這些特殊條件是:電場(chǎng)線是直線；帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一直線上；帶電粒子只受電場(chǎng)力作用。以上三點(diǎn)必須同時(shí)得到滿足。（10）由于電場(chǎng)是連續(xù)分布于空間，所以各

16、條電場(chǎng)線之間空白處仍有電場(chǎng)不能認(rèn)為電場(chǎng)為零。3、幾種電場(chǎng)電場(chǎng)線的分布 （1）孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)；特點(diǎn)：離點(diǎn)電荷越近，電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大。在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，不存在場(chǎng)強(qiáng)相等的點(diǎn)若以點(diǎn)電荷為球心作一個(gè)球面，電場(chǎng)線處處與球面垂直，在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，方向各不相同（2）等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；特點(diǎn)：兩點(diǎn)電荷連線上的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向從正電荷指向負(fù)電荷，沿電場(chǎng)方向場(chǎng)強(qiáng)先變小再變大。兩點(diǎn)電荷連線的中垂面（中垂線）上，電場(chǎng)線方向均相同，即場(chǎng)強(qiáng)方向均相同，且總與中垂面（中垂線）垂直在中垂線（中垂面）上，與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等。從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面（

17、中垂線）到無(wú)限遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度一直變小（3）等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)(連線和中垂線上的電場(chǎng)特點(diǎn))；特點(diǎn)：兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0，此處無(wú)場(chǎng)強(qiáng)兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O附近的電場(chǎng)線非常稀疏，但場(chǎng)強(qiáng)并不為從兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O沿中垂面（中垂線）到無(wú)限遠(yuǎn)，電場(chǎng)線先變密后變疏，即場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小。（4）勻強(qiáng)電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同，場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等的區(qū)域稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是等距的平行線，平行正對(duì)的兩金屬板帶等量異種電荷后，在兩極之間除邊緣外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。（5）點(diǎn)電荷與帶電平板；點(diǎn)電荷與帶電平板+題型解析類型題： 電荷守恒定律與庫(kù)侖定律的綜合 求解這類問(wèn)題關(guān)鍵進(jìn)抓住“等大的帶電金屬球接觸后先中和，后平分”

18、，然后利用庫(kù)侖定律求解。注意絕緣球帶電是不能中和的?！纠}】有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量-Q，C不帶電，將A、B固定 ，相距r，然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問(wèn)A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍?解析：題中所說(shuō)C與A、B反復(fù)接觸之間隱含一個(gè)解題條件：即A、B原先所帶電量的 總和最后在三個(gè)相同的小球間均分，則A、B兩球后來(lái)帶的電量均為=2Q。A、B球原先是引力，大小為：F=A、B球后來(lái)是斥力，大小為：即F，A、B間的相互作用力減為原來(lái)的4/7?！纠}】?jī)蓚€(gè)相同的帶電金屬小球相距r時(shí)，相互作用力大小為F，將兩球接觸后分開(kāi)，放回原處，相互作用力

19、大小仍等于F，則兩球原來(lái)所帶電量和電性( )A可能是等量的同種電荷； B可能是不等量的同種電荷；C可能是不量的異種電荷； D不可能是異種電荷。解析：若帶同種電荷，設(shè)帶電量分別為Q1和Q2，則，將兩球接觸后分開(kāi)，放回原處后相互作用力變?yōu)椋?，顯然只有Q1=Q2時(shí)，才有F=F/，所以A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；若帶異種電荷，設(shè)帶電量分別為Q1和-Q2，則，將兩球接觸后分開(kāi)，放回原處后相互作用力變?yōu)椋?，顯然只有在時(shí)，才有F=F/，所以C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤類型題： 庫(kù)侖定律的應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度的求法 同一直線上的兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的疊加【例題】如圖所示的三個(gè)點(diǎn)電荷、，固定在一條直線上，和的距離為和距離的2倍，每個(gè)電荷所受

20、靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷量之比為：A BC D解析：、三個(gè)點(diǎn)電荷中任意兩個(gè)點(diǎn)電荷在第三個(gè)點(diǎn)電荷處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，由此可知，、為同種電荷，它們與互為異種電荷，再求電荷量大小之比（、之距設(shè)為、在處合場(chǎng)強(qiáng)為零。所以，、在處合場(chǎng)強(qiáng)為零。所以，考慮、的電性，其電荷量之比為【例題】 圖中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三點(diǎn)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。ABCOEBEAEC解析：每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小都是由圖可得O點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為方向由O指向C?！纠}】如圖所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電量為+Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上。圓心為O點(diǎn)，放O點(diǎn)做

21、一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A，使A到O點(diǎn)的距離為R，在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷+q，則+q在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為（ ）A、，方向向上 B、，方向向上C、，方向水平向左D、不能確定解析：注意到疊加原理的應(yīng)用。解答：如畫(huà)科17-6所示將帶電圓環(huán)等分成無(wú)數(shù)個(gè)相同的點(diǎn)電荷q，由于對(duì)稱性所有q與q的作用力在水平方向分力的合力應(yīng)為零，因此且方向向上。【例題】如圖所示，用長(zhǎng)為的金屬絲彎成半徑為r的圓弧，但在A、B之間留有寬度為d的間隙，且，將電量為Q的正電荷均勻分布于金屬絲上，求圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度。RABd解析：中學(xué)物理只講到有關(guān)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式和勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法，本問(wèn)題是求一個(gè)不規(guī)則帶電體所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，沒(méi)有現(xiàn)

22、成公式直接可用，需變換思維角度。假設(shè)將這個(gè)圓環(huán)缺口補(bǔ)上，并且已補(bǔ)缺部分的電荷密度與原有缺口的環(huán)體上的電荷密度一樣，這樣就形成一個(gè)電荷均勻分布的完整帶電環(huán)，環(huán)上處于同一直徑兩端的微小部分所帶電荷可視為兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電荷，它們?cè)趫A心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零。根據(jù)對(duì)稱性可知，帶電圓環(huán)在圓心O處的總場(chǎng)強(qiáng)E=0。至于補(bǔ)上的帶電小段，由題給條件可視做點(diǎn)電荷，它在圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)E1是可求的。若題中待求場(chǎng)強(qiáng)為E2，則。設(shè)原缺口環(huán)所帶電荷的線密度為，則補(bǔ)上的那一小段金屬線的帶電量在O處的場(chǎng)強(qiáng)為，由可得，負(fù)號(hào)表示與反向，背向圓心向左。【例題】如圖所示，均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q，半徑為R，圓心為O，P為垂直

23、于圓環(huán)平面的對(duì)稱軸上的一點(diǎn)，OP=L，試求P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。解析：設(shè)想將圓環(huán)等分為n個(gè)小段，當(dāng)n相當(dāng)大時(shí)，每一小段都可以看做點(diǎn)電荷。其所帶電荷量為，由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可求得每一點(diǎn)電荷在P處的場(chǎng)強(qiáng)為：由對(duì)稱性可知，各小段帶電環(huán)在P處的場(chǎng)強(qiáng)E的垂直于軸向的分量相互抵消，而E的軸向分量之和即為帶電環(huán)在P處的場(chǎng)強(qiáng)。 。類型題： 電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題 1靜電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題【例題】如圖所示，豎直絕緣墻壁上有一個(gè)固定的質(zhì)點(diǎn)A，在A點(diǎn)正上方的O點(diǎn)用絕緣絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B，OA=OB，A、B兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?，致使懸線偏離了豎直方向，由于漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減少，在電荷漏完之前懸線對(duì)懸點(diǎn)O的拉力大?。?C

24、）。OABA逐漸減小 B逐漸增大C保持不變 D先變大后變小【例題】已知如圖，帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA=OB，都用長(zhǎng)L的絲線懸掛在O點(diǎn)。靜止時(shí)A、B相距為d。為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2，可采用以下哪些方法OABdNA將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來(lái)的2倍B將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的8倍C將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半D將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍解析：由B的共點(diǎn)力平衡圖知，而，可知，選BD【例題】如圖所示，兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，若q1 > q2，l1 > l2，平衡時(shí)兩球到過(guò)O點(diǎn)的豎直線

25、的距離相等，則（ B ） m1ddl1q1q2m2l2OAm1m2 Bm1m2Cm1m2 D無(wú)法確定【例題】（12分）（如皋市2008屆高三一輪復(fù)習(xí)）質(zhì)量都是m的兩個(gè)完全相同、帶等量異種電荷的小球A、B分別用長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在同一水平面上相距為2的M、N兩點(diǎn)，平衡時(shí)小球A、B 的位置如圖甲所示，線與豎直方向夾角=30°，當(dāng)外加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，兩小球平衡位置如圖乙所示，線與豎直方向夾角也為=30°，求（1）A、B小球電性及所帶電量Q；（2）外加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E。解析：（1）A球帶正電，B球帶負(fù)電  兩小球相距d2l2lsin30°l由A球受

26、力平衡可得：   解得：   （2）此時(shí)兩球相距根據(jù)A球受力平衡可得： 解得：   2同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷的計(jì)算問(wèn)題【例題】如圖所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1， q2與q3之間的距離為l2，且三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)。q1q2q3L1L2（1）如q2為正電荷，則q1為 電荷， q3為_(kāi)電荷。（2） q1、q2 、q3三者電量大小之比是_。分析:三個(gè)點(diǎn)電荷均處于平衡狀態(tài)，則對(duì)每個(gè)點(diǎn)電荷來(lái)說(shuō)，它一定受到兩個(gè)大小相等、方向相反的力的作用。解析：若設(shè)q1、q3均帶正

27、電，則雖然q2可以平衡，但q1或q3所受的兩個(gè)庫(kù)侖力由于均為斥力故而方向相同，不能平衡。若設(shè)q1、q3均帶負(fù)電，則每個(gè)點(diǎn)電荷所受的兩個(gè)庫(kù)侖力均方向相反，可能平衡。因此， q1、q3均帶負(fù)電。也就是說(shuō)，在這種情況下， q1、q3必須是同種電荷且跟q2是異種電荷。q1受q2水平向右的庫(kù)侖引力作用和q3水平向左的庫(kù)侖斥力作用。由庫(kù)侖定律和平衡條件有同理，對(duì)q2有;對(duì)q3有。以上三式相比，得q1: q2: q3=。點(diǎn)評(píng):本題設(shè)置的物理情景比較清楚，過(guò)程也很單一，但仍要注意分析，仔細(xì)運(yùn)算，容易出現(xiàn)的問(wèn)題有:由于未認(rèn)真審題，誤認(rèn)為只是要求q2處于平衡狀態(tài)而沒(méi)有看清是三個(gè)點(diǎn)電荷均要處于平衡狀態(tài);或者在分析時(shí)

28、，片面地認(rèn)為只要考慮其中兩個(gè)點(diǎn)電荷的平衡條件就行了，似乎只要滿足了這一條件，它們對(duì)第三個(gè)點(diǎn)電荷的庫(kù)存侖力肯定相等;或者運(yùn)算時(shí)丟三落四。凡此種種，均不可能得出正確的結(jié)果【例題】在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為+4Q和-Q的點(diǎn)電荷。將另一個(gè)點(diǎn)電荷放在該直線上的哪個(gè)位置，可以使它在電場(chǎng)力作用下保持靜止？若要求這三個(gè)點(diǎn)電荷都只在電場(chǎng)力作用下保持靜止，那么引入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？+4QA B C -Q解析：先判定第三個(gè)點(diǎn)電荷所在的區(qū)間：只能在B點(diǎn)的右側(cè)；再由，F(xiàn)、k、q相同時(shí)rArB=21，即C在AB延長(zhǎng)線上，且AB=BC。C處的點(diǎn)電荷肯定在電場(chǎng)力作用下平衡

29、了；只要A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷中的一個(gè)處于平衡，另一個(gè)必然也平衡。由，F(xiàn)、k、QA相同，Qr2，QCQB=41，而且必須是正電荷。所以C點(diǎn)處引入的點(diǎn)電荷QC= +4Q【例題】如圖所示，光滑絕緣水平面上固定著A、B、C三個(gè)帶電小球，它們的質(zhì)量均為m，間距均為r，A帶電量QA=10q，B帶電量QB=q，若小球C上加一個(gè)水平向右的恒力，欲使A、B、C始終保持r的間距運(yùn)動(dòng)，求：ABCrrF（1）C球的電性和電量QC；（2）水平力F的大小。解析 對(duì)A、B、C系統(tǒng)研究得：=F/3m A球受到B球庫(kù)侖斥力F1和C球庫(kù)侖力F2后，要產(chǎn)生水平向右加速度，故F2必為引力，C球帶負(fù)電。 對(duì)C球 聯(lián)立可得：對(duì)整體 點(diǎn)評(píng)庫(kù)侖

30、定律與力學(xué)平衡規(guī)律或牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合，包含了庫(kù)侖力的大小和方向、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力的合成和分解，一定要注意各部分知識(shí)的相互聯(lián)系和綜合運(yùn)用第二模塊：電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差、靜電屏蔽夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一、電勢(shì)能1、定義：由電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定的能量叫電勢(shì)能。特別指出：電勢(shì)能實(shí)際應(yīng)用不大，常實(shí)際應(yīng)用的是電勢(shì)能的變化。2、說(shuō)明（1）電荷在電場(chǎng)中每一個(gè)位置都有一定的電勢(shì)能，電勢(shì)能的大小與電荷所在的位置有關(guān)（3）電勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的數(shù)值與選定的零電勢(shì)能位置有關(guān)，通常取無(wú)窮遠(yuǎn)處或大地為電勢(shì)能和零點(diǎn)。而電勢(shì)能的變化是絕對(duì)的，與零電勢(shì)能位置的選擇無(wú)關(guān)（4）電勢(shì)能有正負(fù)，電勢(shì)能為正時(shí)表示電勢(shì)能

31、比參考點(diǎn)的電勢(shì)能大，電勢(shì)能為負(fù)時(shí)表示電勢(shì)能比參考點(diǎn)的電勢(shì)能小。（5）電勢(shì)能是屬于電荷和電場(chǎng)所共有，沒(méi)有電場(chǎng)的存在，就沒(méi)有電勢(shì)能，僅有電場(chǎng)的存在，而沒(méi)有電荷時(shí)也沒(méi)有電勢(shì)能。（6）電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處(電勢(shì)為零處)電場(chǎng)力所做的功，則有（7）電荷電勢(shì)能的變化僅由電場(chǎng)力對(duì)電荷做功引起，與其他力對(duì)電荷做功無(wú)關(guān)（8）電勢(shì)能的單位，焦?fàn)朖還有電子伏，符號(hào)為eV，定義為在真空中，1個(gè)電子通過(guò)1伏電位差的空間所能獲得的能量。為我國(guó)法定計(jì)量單位。1電子伏=1.602×10-19焦。常用千電子伏及兆電子伏。3、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能電勢(shì)能的變化：當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力方

32、向的夾角為銳角時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力方向夾角為鈍角時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。電勢(shì)能變化的數(shù)值等于電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢(shì)能如何變化的依據(jù)。類比：重力勢(shì)能變化：重力做正功重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加電場(chǎng)力做功：由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向去判斷(4種情況)功的正負(fù)電勢(shì)能的變化（重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)）（上課時(shí)一定要搞清楚的，否則對(duì)以后的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難）二、電勢(shì)1、定義：如果在電場(chǎng)中選一個(gè)參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，那么電場(chǎng)中某點(diǎn)跟參考點(diǎn)間的電勢(shì)差，就叫做該點(diǎn)的電勢(shì)。電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))時(shí)，電場(chǎng)力所做的功。2、電

33、勢(shì)的單位：伏特（V）說(shuō)明：1電勢(shì)是標(biāo)量，有正負(fù)，無(wú)方向，只表示相對(duì)零勢(shì)點(diǎn)比較的結(jié)果。2電勢(shì)是電場(chǎng)本身具有的屬性，與試探電荷無(wú)關(guān)。3沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低（最快），逆著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越高，電勢(shì)降低的方向不一定就是電場(chǎng)線的方向。4電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)沒(méi)有直接關(guān)系：電勢(shì)高的地方，場(chǎng)強(qiáng)不一定大；場(chǎng)強(qiáng)大的地方，電勢(shì)不一定高。5電勢(shì)是標(biāo)量，沒(méi)有方向，但有正負(fù)之分，比零電勢(shì)點(diǎn)高為正，比零電勢(shì)為低為負(fù)。6電勢(shì)的值與零電勢(shì)的選取有關(guān)零電勢(shì)點(diǎn)可以自由選取，通常取離電場(chǎng)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢(shì)為零7如果取無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零，正電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為正值，負(fù)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù)值

34、。8當(dāng)存在幾個(gè)“場(chǎng)源”時(shí)，某處合電場(chǎng)的電勢(shì)等于各“場(chǎng)源”的電場(chǎng)在經(jīng)處的電勢(shì)的代數(shù)和9點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì)在一個(gè)點(diǎn)電荷q所形成的電場(chǎng)中，若取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則在距此點(diǎn)電荷距離為r的地方的電勢(shì)為10均勻帶電球電場(chǎng)的電勢(shì)對(duì)于一個(gè)均勻帶電球面所形成的電場(chǎng)，若球半徑為R，帶電量為q，則在球外的任意與球心相距為r的點(diǎn)的電勢(shì)為，而其球面上和球面內(nèi)任一點(diǎn)的電勢(shì)都是三、電勢(shì)差：1、定義：電荷q在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值，叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。2、定義式：，單位：V=J/C3、物理意義：電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差在數(shù)值上等于單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所

35、做的功。4、單位：伏特，符號(hào)是V。說(shuō)明： 1電勢(shì)差是標(biāo)量，有正負(fù)，無(wú)方向。A、B間電勢(shì)差，顯然電勢(shì)差的值與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)。點(diǎn)評(píng)：電勢(shì)差很類似于重力場(chǎng)中的高度差物體從重力場(chǎng)中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差hW/G四、等勢(shì)面1、定義：一般說(shuō)來(lái)，電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)不同，但電場(chǎng)中也有許多點(diǎn)的電勢(shì)相等。我們把電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面。2、等勢(shì)面的特點(diǎn)：（1）在同一等勢(shì)面上的任意兩點(diǎn)間(不論方式如何，只要起終點(diǎn)在同一等勢(shì)面上)移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功。因?yàn)榈葎?shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，電荷在同一等勢(shì)面上各點(diǎn)具有相同的電勢(shì)能，所以在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電勢(shì)能不變，即電場(chǎng)力不做

36、功（2）等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直。假如不是這樣，場(chǎng)強(qiáng)就有一個(gè)沿著等勢(shì)面的分量，這樣在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力就要做功。但這是不可能的，因?yàn)樵诘葎?shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等，沿著等勢(shì)面移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力是不做功的，所以場(chǎng)強(qiáng)一定跟等勢(shì)面垂直。（3）沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低?？梢?jiàn)，電場(chǎng)線不但與等勢(shì)面垂直，而且由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面。（4）導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面。(后面將學(xué)到)（5）不同的等勢(shì)面是不會(huì)相交的，也不能相切。因?yàn)殡妶?chǎng)線總跟等勢(shì)面垂直，如果等勢(shì)面相交，則交線處同一點(diǎn)的電場(chǎng)線方向就有兩個(gè)，從而場(chǎng)強(qiáng)方向就不唯一，這是不可能的；如果等

37、勢(shì)面相切，則在相切處等勢(shì)面“密度”為無(wú)窮大，這也是不可能的（6）等差等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱等差等勢(shì)面密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，等差等勢(shì)面疏的地方場(chǎng)強(qiáng)弱。四、電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系1、關(guān)系2、上式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，它表明在電場(chǎng)當(dāng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向每單位距離上的電勢(shì)差。電場(chǎng)中的導(dǎo)體1、靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)中，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用定向移動(dòng)，使得導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷，這種由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場(chǎng)作用下重新分布的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。（在靠近帶電體端感應(yīng)出異種電荷，在遠(yuǎn)離帶電體端感應(yīng)出同種電荷）由帶電粒子在電場(chǎng)中受力去分析。靜電感應(yīng)可從兩個(gè)角度來(lái)理解：根據(jù)同種電荷相

38、排斥，異種電荷相吸引來(lái)解釋；也可以從電勢(shì)的角度來(lái)解釋，導(dǎo)體中的電子總是沿電勢(shì)高的方向移動(dòng)2、靜電平衡狀態(tài)：發(fā)生靜電感應(yīng)后的導(dǎo)體，兩端面出現(xiàn)等量感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)E附，這個(gè)E附與原電場(chǎng)方向相反，當(dāng)E附增到與原電場(chǎng)等大時(shí)，（即E附與E外），合場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電子定向移動(dòng)停止，這時(shí)的導(dǎo)體處于靜電平平衡狀態(tài)。注意：這沒(méi)有定向移動(dòng)而不是說(shuō)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷不動(dòng)，內(nèi)部的電子仍在做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。3、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特征：（1）內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，電場(chǎng)線在導(dǎo)體內(nèi)部中斷。導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度是外加電場(chǎng)和感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)這兩種電場(chǎng)疊加的結(jié)果（2）整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面；導(dǎo)體表面上任意兩點(diǎn)間

39、電勢(shì)差為零。（因?yàn)榧偃魧?dǎo)體中某兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，這兩點(diǎn)則有電勢(shì)差，那么電荷就會(huì)定向運(yùn)動(dòng)）（3）表面上任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都跟該點(diǎn)表面垂直；（因?yàn)榧偃魞?nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零，則內(nèi)部電荷會(huì)做定向運(yùn)動(dòng)，那么就不是靜電平衡狀態(tài)了）（4）凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)部沒(méi)有凈電荷曲率半徑小的地方，面電荷密度大，電場(chǎng)強(qiáng)，這一原理的避雷針。3、靜電屏蔽：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體殼(或金屬網(wǎng)罩)能把外電場(chǎng)“遮住”，使導(dǎo)體內(nèi)部區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象就是靜電屏蔽。靜電屏蔽不是金屬網(wǎng)把外電場(chǎng)擋在了罩外面，而是外電場(chǎng)的金屬網(wǎng)上感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在罩內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。題型解析類型題： 給出的一條電場(chǎng)線，推斷

40、電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的變化情況 【例題】如圖所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c，a、b間距離等于b、c間距離。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以判定：abcA、Ua>Ub>UcB、UaUbUbUcC、Ea>Eb>Ec D、Ea=Eb=Ec解析：從題中只有一根電場(chǎng)線，無(wú)法知道電場(chǎng)線的疏密，故電場(chǎng)強(qiáng)度大小無(wú)法判斷。根據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低最快的方向，可以判斷A選項(xiàng)正確。有不少同學(xué)根據(jù)“a、b間距離等于b、c間距離”推斷出“UaUbUbUc”而錯(cuò)選B。其實(shí)只要場(chǎng)強(qiáng)度大小無(wú)法判斷，電場(chǎng)力做功的大小也就無(wú)法判斷，

41、因此電勢(shì)差的大小也就無(wú)法判斷。【例題】如圖所示，在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，設(shè)ab所在的電場(chǎng)線豎直向下，a、b間的高度差為h，則（ ）abA帶電粒子帶負(fù)電；Ba、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=mgh/q;Cb點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)；Da點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。解析：帶電粒子由a到b的過(guò)程中，重力做正功，而動(dòng)能沒(méi)有增大，說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功。根據(jù)動(dòng)能定理有：mgh-qUab=0解得a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uab=mgh/q。因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，Uab>0，所以粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)AB皆正確。帶電粒子由a到b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在重力和電場(chǎng)力共同作用下，先加速運(yùn)動(dòng)后減

42、速運(yùn)動(dòng)；因?yàn)橹亓楹懔?，所以電?chǎng)力為變力，且電場(chǎng)力越來(lái)越來(lái)越大；由此可見(jiàn)b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)。選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤類型題： 與電場(chǎng)線、等勢(shì)面相關(guān)的問(wèn)題 【例題】如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相同實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知（ ）A三個(gè)等勢(shì)面中，c等勢(shì)面電勢(shì)高 B帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大C帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 D帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大解析：等差等勢(shì)面越密集，該區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)越大，故EP>EQ，帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大，D正確；假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由P運(yùn)動(dòng)到Q，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向?yàn)樗俣确?/p>

43、向；電場(chǎng)線與等勢(shì)面相垂直；正電荷所受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)同向；做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其所受的合外力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹面，從而確定質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)P時(shí)的速度和電場(chǎng)力方向，如圖所示根據(jù)正電荷所受電場(chǎng)力的方向可知，電場(chǎng)線由等勢(shì)面指向等勢(shì)面c，故a>b>c，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與瞬時(shí)速度成銳角，故由P運(yùn)動(dòng)到Q電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做正功，質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，BC正確；答案：BCD【例題】如圖所示，三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷圍的三個(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為A=10V和C=2V，則B點(diǎn)的電勢(shì)是A B CA一定等于6V B一定低

44、于6V C一定高于6V D無(wú)法確定解析：由U=Ed，在d相同時(shí)，E越大，電壓U也越大。因此UAB> UBC，選B【例題】某電場(chǎng)的分布如圖所示，帶箭頭的實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面。A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為A、B、C，關(guān)于這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系，以下判斷正確的是（ ）AEA<EB，B =C BEA>EB，A >BCEA>EB，A <B DEA=EC，B =C解析：根據(jù)電場(chǎng)線疏密判斷E的大小，密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，有EA>EB；根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，有A >B。答案：B【例題】如圖所示，一水平放置的金屬板正上方有一

45、固定的正電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng)），從左端以初速度v0滑上金屬板的上表面，已知金屬板上表面光滑，則小球在向右運(yùn)動(dòng)到右端的過(guò)程中（ A ）v0A小球作勻速運(yùn)動(dòng)B小球先減速運(yùn)動(dòng)，后加速運(yùn)動(dòng) C小球受的電場(chǎng)力作正功D小球受的電場(chǎng)力的沖量為零類型題： 根據(jù)給定電勢(shì)的分布情況作電場(chǎng)線 【例題】如圖所示，是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)，并構(gòu)成一等邊三角形，每邊長(zhǎng)為，將一帶電量的電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功；若將同一點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功W2=6×10-6J，試求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E。解析：因?yàn)?，所以將cb分成三等份，每一等份的電勢(shì)差為3V，如圖3所示，連接ad，

46、并從c點(diǎn)依次作ad的平行線，得到各等勢(shì)線，作等勢(shì)線的垂線ce，場(chǎng)強(qiáng)方向由c指向e，所以 ，因?yàn)椋纠}】如圖所示，A、B、C為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的3個(gè)點(diǎn)，已知這3點(diǎn)的電勢(shì)分別為A=10V， B=2V， C=-6V。試在圖上畫(huà)出過(guò)B點(diǎn)的等勢(shì)線和場(chǎng)強(qiáng)的方向（可用三角板畫(huà)）。ACBD解析：用直線連接A、C兩點(diǎn)，并將線段AC分作兩等分，中點(diǎn)為D點(diǎn)，因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場(chǎng)，故D點(diǎn)電勢(shì)為2V，與B點(diǎn)電勢(shì)相等。畫(huà)出過(guò)B、D兩點(diǎn)的直線，就是過(guò)B點(diǎn)的電勢(shì)線。因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直，所以過(guò)B作BD的垂線就是一條電場(chǎng)線第三模塊：電容器夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)1、電容器的組成：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器。電容器是儲(chǔ)存電荷（電能

47、）的元件。2、電容器的充放電把電容器的一個(gè)極板接電池正極，另一個(gè)極板接電池負(fù)極，兩個(gè)極就分別帶上了等量的異種電荷，這個(gè)過(guò)程叫做充電。電容器充電時(shí)會(huì)在電路中形成隨時(shí)間變化的充電電流，充電時(shí)，電流從電源正極流向電容器的正極板，從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極。用一根導(dǎo)線把充電后的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就不帶電，這個(gè)過(guò)程叫做放電。電容器放電時(shí)，電流從電容器正極板流出，通過(guò)電路流向電容器的負(fù)極。電容器所帶的電荷量是指電容器的一個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值。3、電容C（1）定義：電容器所帶的電荷量Q(任一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值)與兩個(gè)極板間的電勢(shì)差U的比值叫做電容器的電容。 （2）定義式：

48、CQ/U（3）電容單位：法拉(F)，微法(F)，皮法(PF)1F=106F=1012PF（4）物理意義：電容表示電容器的帶電本領(lǐng)的高低（5）說(shuō)明：C與Q、U無(wú)關(guān)；與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)C由電容器本身物理?xiàng)l件（導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì)）決定；4、平行板電容器的電容C= (即平行板電容器的電容與兩板正對(duì)面積（不可簡(jiǎn)單的理解為板的面積）成正比，與兩板間距離成反比，與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比)5、平行板電容器動(dòng)態(tài)分析平行板電容容器分析這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于弄清叫些量是變量，哪些量是不變量，哪些量是自變量，哪些量是因變量。一般分為兩種情況：(1) 電壓不變：電容器兩極板接入電路中，它兩端的電壓等

49、于這部分電路兩端電壓，當(dāng)電容變化時(shí)，電壓不變；(2) 電量不變：電容器充電后斷開(kāi)電源，一般情況下電容變化，電容器所帶電量不變進(jìn)行討論的物理依據(jù)主要是四個(gè)由和求出U，再代入，可得平行板電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為。即電容器內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)正比于電荷密度這表明孤立的帶電電容器在極板彼此遠(yuǎn)離或靠近過(guò)程，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不會(huì)變化一個(gè)應(yīng)用僅插入厚為L(zhǎng)且與極板等面積的金屬板A，如右圖所示，靜電平衡后金屬板內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零，相當(dāng)于平行板電容器極板間的距離縮短了L，因而C增加題型解析類型題： 電容器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題【例題】如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路。在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中( BD )A、電阻R中

50、沒(méi)有電流B、電容器的電容變小C、電阻R中有從A流向B的電流D、電阻R中有從B流向A的電流【例題】 如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持K閉合；充電后將K斷開(kāi)；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？KMNA上移上極板M B上移下極板N C左移上極板M D把下極板N接地 解析：由上面的分析可知選B，選C【例題】一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷（電量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（

51、）A、U變小，E不變 B、E變大，W變大C、U變小，W不變 D、U不變，W不變解析：注意到各量間關(guān)系的準(zhǔn)確把握。解答：電容器充電后電源斷開(kāi)，說(shuō)明電容器帶電量不變。正極板向負(fù)極板移近，電容變大，由知U變小，這時(shí)有。因?yàn)?，d變小、U變大值不變，即場(chǎng)強(qiáng)E不變。A正確，B、D錯(cuò)誤負(fù)極板接地即以負(fù)極板作為電勢(shì)、電勢(shì)能的標(biāo)準(zhǔn)，場(chǎng)強(qiáng)E不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能也不變，C正確答案：AC【例題】在如圖電路中，電鍵K1、K2、K3、K4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P。斷開(kāi)哪一個(gè)電鍵后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)? (    ) AK1  

52、;  BK2  CK3  DK4解析：斷開(kāi)K1時(shí)電容器兩端的電壓仍與初狀態(tài)相同，故帶電粒子不動(dòng)；斷開(kāi)K2時(shí)電容器兩端的電壓升高到等于電源的電動(dòng)勢(shì)，故帶電粒子向上運(yùn)動(dòng)；斷開(kāi)K3時(shí)電容器放電，兩端的電壓為零，故帶電粒子向下運(yùn)動(dòng)；K4斷開(kāi)時(shí)電容器兩端電量不變，電壓仍與初狀態(tài)相同，故帶電粒子不動(dòng)。 答案：C【例題】如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正負(fù)極相連a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，帶正電的液滴從小孔的正上方P點(diǎn)由靜止自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后速度為v1現(xiàn)使a板不動(dòng)，保持開(kāi)關(guān)S打開(kāi)或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)

53、自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后速度為v2；下列說(shuō)法中正確的是（ ）A若開(kāi)關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)b板，則v2> v1B若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2> v1C若開(kāi)關(guān)S保持閉合，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，則v2= v1D若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，則v2< v1解析：注意兩種情況的區(qū)別，電鍵K始終閉合，則電容器兩板間的電壓保持不變，閉合后再斷開(kāi)則電量保持不變，然后再根據(jù)平行板電容器電容、電勢(shì)差和電量的關(guān)系及勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和距離的關(guān)系即可答案：BC【例題】（成都市2008屆高中畢業(yè)班摸底測(cè)試）傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件。右圖是一種

54、測(cè)定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開(kāi)關(guān)S一小段時(shí)間后，使工件（電介質(zhì)）緩慢向左移動(dòng)，則在工件移動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)電流表G的電流 （填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始終為零”）解析：方向由a至b類型題： 電容式傳感器電容式傳感器也是根據(jù)電容器的動(dòng)態(tài)變化原理來(lái)工作的，在測(cè)量中有著重要的應(yīng)用，因此在復(fù)習(xí)中不可忽視。關(guān)鍵在于抓住所測(cè)物理量與電容器中電容的聯(lián)系，問(wèn)題就迎刃而解了?！纠}】如圖計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是，其中常量=9。0×10-12Fm-1，S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電

55、容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0。60mm。只要電容變化達(dá)0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？A解析：先求得未按下時(shí)的電容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得d=0。15mm?！纠}】1999年7月12日日本原子能公司所屬的敦賀灣核電站由于水管破裂導(dǎo)致高輻射冷卻劑外泄，在檢測(cè)此次事故中，應(yīng)用于把非電流變化（冷卻劑外泄使管中液面變化）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)。如圖所示是一種通過(guò)檢測(cè)電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管（塑料或橡皮）作為電介質(zhì)，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接在指示器上，指示器上顯示的是電容的大小，從電容的大小就可知容器中液面位置的高低，對(duì)此，以下說(shuō)法正確的是A如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必升高B如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對(duì)面積增大，液面必升高C如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對(duì)面積減小，液面必降低D如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對(duì)面