專題05靜電場(chǎng)（原卷版）

1、第五章靜電場(chǎng)期末復(fù)習(xí)一、本章知識(shí)概況二、知識(shí)點(diǎn)填空1.電場(chǎng)線勻強(qiáng)電場(chǎng)：(1)電場(chǎng)線電場(chǎng)線從 或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于 或負(fù)電荷。電場(chǎng)線在電場(chǎng)中同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方電場(chǎng)線，電場(chǎng)強(qiáng)度較小的地方電場(chǎng)線(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)：電場(chǎng)方向處處相同，電場(chǎng)線是場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，電場(chǎng)線疏密程度,點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加場(chǎng)強(qiáng)公式：E = k冬,其中k是, Q是 的電荷量，是點(diǎn)電荷到電場(chǎng)中該點(diǎn)的距離。r方向：如果以Q為中心作一個(gè)球面，當(dāng)Q為正電荷時(shí)，E的方向沿半徑;當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向沿半徑。電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加場(chǎng)強(qiáng)是矢量，如果場(chǎng)源是多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷 在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的 o.電勢(shì)E

2、n公式：q單位：國際單位制中，電勢(shì)的單位是，符號(hào)是V, 1V=1J/Co電勢(shì)高低的判斷：沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低。電勢(shì)是,只有大小，沒有方向，但有正、負(fù)之分，同一電場(chǎng)中電勢(shì)為正表示比零電勢(shì)，電勢(shì)為負(fù)表示比零電勢(shì).電勢(shì)能：電荷在 中具有的勢(shì)能，用Ep表示。靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量。表達(dá)式：WAB=。.靜電力做正功，電勢(shì)能；b.靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能電勢(shì)能的大?。弘姾稍谀滁c(diǎn)(八點(diǎn))的電勢(shì)能，等于把它從這點(diǎn)移動(dòng)到 時(shí)靜電力做的功EpA=WAOo.電勢(shì)差定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間 的差值，也叫作 o Uab=， Uba=，Uab 二Uba電勢(shì)差是，有正負(fù)，電勢(shì)差的正負(fù)表

3、示電勢(shì)的 o Uab0,表示八點(diǎn)電勢(shì)比8點(diǎn)電勢(shì)O單位：在國際單位制中，電勢(shì)差與電勢(shì)的單位相同，均為，符號(hào)是靜電力做功公式：WaB=或=一幽。q.等勢(shì)面定義：電場(chǎng)中 的各點(diǎn)構(gòu)成的面。等勢(shì)面的特點(diǎn)a.在同一個(gè)等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力 ob.等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線 ,即跟電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 等差等勢(shì)面，等勢(shì)面密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大。c,電場(chǎng)線總是由 的等勢(shì)面指向 的等勢(shì)面。.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于與這兩點(diǎn)沿 的距離的乘積。（2）公式：Uab=o,電容：定義：電容器所帶 與電容器兩極板間的 的比值。定義式: =單位：電容的國際單位是，符號(hào)為F,常用的單位還有 和,

4、1F=|1F 二 pF。物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為 時(shí)電容器需要帶的電荷量。擊穿電壓與額定電壓a.擊穿電壓：電介質(zhì)不被 時(shí)加在電容器兩極板上的極限電壓，假設(shè)電壓超過這一限度，電容器就會(huì)損壞。b.額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓9 ,帶電粒子在電場(chǎng)中的加速分析帶電粒子的加速問題有兩種思路：（1）利用 定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式分析。適用于電場(chǎng)是 且涉及等描述運(yùn)動(dòng)過程的物理量，公式有如二, v=vo+等。（2）利用靜電力做功結(jié)合動(dòng)能定理分析。適用于問題涉及、等動(dòng)能定理公式中的

5、物理量或 電場(chǎng)情景時(shí)，公式有qEd二;（勻強(qiáng)電場(chǎng)）或qU二;（任何電場(chǎng)）等。10 .帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)如下圖，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的基本粒子（忽略重力），以初速度I/。平行于兩極板進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，極 板長為/,極板間距離為律 極板間電壓為U。 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：沿初速度方向：速度為 的勻 運(yùn)動(dòng)。垂直Vo的方向：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)規(guī)律：偏移距離：因?yàn)樨?，a= % md偏移距離y=-at2=o八qUl偏轉(zhuǎn)角度：因?yàn)関片at二嬴I，,a Vv tan 0= = o % 三、典型例題例題1.如下圖，、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球，用絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)，兩球靜止時(shí)，它們距水平 地面的高度相等

6、，繩與豎直方向的夾角分別為。 且假設(shè)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，空氣阻力不計(jì)，兩 球帶電荷量不變，那么（）A. 、匕均做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.。、匕均做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.。球先落地D.方球飛行的水平距離大例題2.如下圖，一電子沿兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷連線的中垂線由某點(diǎn)A向。點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)，那么電子除受電場(chǎng) 力外，所受的另一個(gè)力的大小和方向變化情況可能是（）A.先變小后變大，方向由。指向AB.先變大后變小，方向由A指向。一直變小，方向由。指向A一直變大，方向由。指向A例題3.如下圖，。是一固定的點(diǎn)電荷，虛線是該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的三條等差等勢(shì)線，正點(diǎn)電荷q僅在 靜電力的作用下沿實(shí)線所示的軌跡從。處運(yùn)動(dòng)到匕處，然后又運(yùn)動(dòng)

7、到。處，匕點(diǎn)為軌跡上離。點(diǎn)最近的點(diǎn), 由此可知（）A.固定在。的點(diǎn)電荷帶負(fù)電B.粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能比。點(diǎn)大C.粒子在b點(diǎn)的速度比a點(diǎn)大D. a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大例4.在方向水平的電場(chǎng)中有一粗糙、絕緣的水平面，將一帶電量為+9的小物體輕放在水平面上，此后小物 體做直線運(yùn)動(dòng)。以小物體的初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。，沿運(yùn)動(dòng)方向建立入軸，x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)。隨位置坐標(biāo) x的變化如下圖。圖中0/為曲線，/2/及2/3/為直線，圖像曲線局部和直線局部在 = /處相切，已 知小物體在 =/處速度為最大值，在x = 3/處速度恰好為零，以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是（）A.小物體從。到x = 3/的過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為以

8、03-。2）B.小物體運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力大小為篝c.（P、。2、。3 的關(guān)系為 3 =/一。2D.小物體運(yùn)動(dòng)過程中的最大動(dòng)能為以囚+02）例5.如下圖，一平行板長4cm,板間距離為d=3cm,傾斜放置，使板面與水平方向夾角a=37。，假設(shè)兩板 間所加電壓U=100V, 一帶電荷量疔3xl（yioc的負(fù)電荷以叱0.5m/s的速度自A板左邊緣水平進(jìn)入電場(chǎng)，在 電場(chǎng)中沿水平方向運(yùn)動(dòng)，并恰好從8板右邊緣水平飛出，那么帶電粒子的質(zhì)量為多少？帶電粒子從電場(chǎng)中飛 出時(shí)的速度為多少？ （glXlOm/s2）四.分層練習(xí)【必會(huì)練習(xí)】1.關(guān)于庫侖定律，以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其

9、實(shí)就是體積很小的球體B.根據(jù)尸粵，當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無窮大 rC.庫侖定律和萬有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律/ rD.假設(shè)點(diǎn)電荷生的電荷量大于生的電荷量，那么/對(duì)%的靜電力大于%對(duì)名的靜電力.如下圖，在邊長為。的正方形A3CQ的A、B、C三個(gè)頂點(diǎn)上各放置一個(gè)帶電荷量為q的點(diǎn)電荷， TOC o 1-5 h z 靜電力常量為晨那么正方形中心點(diǎn)。處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）23kq_血kq6kq/2a22a2.如下圖為點(diǎn)電荷a、b所形成的電場(chǎng)線分布，以下說法正確的選項(xiàng)是（）A. a、b為等量異種電荷B. a、b為等量同種電荷C. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于3點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D. A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零4.

10、如下圖，A、B是兩個(gè)帶有絕緣支架的金屬球，它們?cè)瓉砭粠щ?，并彼此接觸?，F(xiàn)使帶負(fù)電的橡膠棒C 靠近A （C與A不接觸），然后先將A球用導(dǎo)線接地一下迅速斷開，再將C移走，最后將A、B分開。關(guān)于A、 B的帶電情況，以下判斷正確的選項(xiàng)是（）A. A、B均不帶電B. A、B均帶正電C. A帶負(fù)電，B帶正電D. A帶正電，B帶負(fù)電5.如下圖，實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度垂直于電場(chǎng)線方向飛出a、b兩個(gè) 帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。那么（）A.。一定帶正電，匕一定帶負(fù)電B.。的速度將減小，匕的速度將增加C.。的加速度將減小，匕的加速度將增加D.兩個(gè)粒子的動(dòng)能，一

11、個(gè)增加一個(gè)減小6.如下圖，物體尸、?？梢暈辄c(diǎn)電荷，所帶電荷量相同。傾角為8、質(zhì)量為M的粗糙絕緣斜面體放在粗糙 水平面上。將P放在斜面上，當(dāng)。固定在與P等高（R2連線水平）且與。相距為廣的右側(cè)位置時(shí)，P靜止且 受斜面的摩擦力為0,斜面體保持靜止。尸的質(zhì)量為加，重力加速度為g,靜電力常量為左。求：（1） P、。所帶電荷量的大??；（2）斜面體對(duì)地面的壓力大小。.如下圖，粒子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為2,電荷量為夕的粒子，從靜止經(jīng)加速電壓U/加速后獲得速度 uo,并沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓仍作用后，以某一速度離開電場(chǎng)，平行板長 為3兩板間距離為力求：（1）粒子從靜止經(jīng)加速電壓U加速后，

12、獲得速度vo;（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間看；（3）粒子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)縱向偏移量以.如下圖，有a、b、c三點(diǎn)處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，必= 5cm, ac = 20cm,其中與電場(chǎng)方向平行，ab與ac 成6 = 120角,一電子從移到c電場(chǎng)力做了 3.2xl0-i8j的負(fù)功,元電荷e = L6xlO-9C，求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小及方向。（2）電子從b移到c,電場(chǎng)力對(duì)它做功。（3）設(shè)點(diǎn)電勢(shì)心=0,那么c點(diǎn)電勢(shì)為多少？電子在點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？【提升訓(xùn)練】.如下圖，由絕緣材料制成的光滑圓環(huán)（圓心為。）豎直固定，光滑圓環(huán)半徑為匕帶電荷量均為4的小 球A、B, A固定在圓環(huán)的最高點(diǎn)，3套在圓環(huán)上并可自

13、由移動(dòng)。假設(shè)小球B靜止時(shí)，兩球的連線與豎直方向 的夾角。二30。靜電力常量為上以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.小球4 B 一定帶同種電荷B.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為石=rC.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E = D.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿著。4方向廣.空間中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度 =幽。絕緣圓形軌道豎直放置，。點(diǎn)是它的圓心、半徑為七 qA、。為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，B、。為與圓心。等高的兩點(diǎn)，如下圖。在軌道A點(diǎn)放置一質(zhì)量為相、 帶電量為”的光滑小球?，F(xiàn)給小球一初速度四 （vox。），重力加速度為g,那么以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.無論uo多大，小球不會(huì)脫離軌道B.只有 2 朝，小球才不會(huì)脫離軌道C.現(xiàn)越

14、大，小球在A、。兩點(diǎn)對(duì)軌道的壓力差也越大D.假設(shè)將小球無初速度從。點(diǎn)釋放，小球一定會(huì)沿軌道經(jīng)過C點(diǎn)3.如下圖，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球從A點(diǎn)以豎直向上的初速度拋出，經(jīng)最高點(diǎn)3（未畫出）后落到與A在同一水平線上的。點(diǎn)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.小球帶正電荷B.小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能少C.小球在A點(diǎn)的機(jī)械能小于在3點(diǎn)的機(jī)械能D. 8點(diǎn)在A、。兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的正上方.（多項(xiàng)選擇）一電荷從電場(chǎng)中人點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的u，圖像 如下圖。那么A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是圖乙中的（）c.D.（多項(xiàng)選擇）如圖甲所示，P、。為真空中兩固

15、定點(diǎn)電荷，。為PQ連線的中點(diǎn)，為PQ連線的中垂線，從 上的C點(diǎn)由靜止釋放一試探電荷，電荷僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中的速度時(shí)間圖像如圖乙所示（圖像關(guān)于虛線對(duì)稱），以下說法正確的選項(xiàng)是（）A. P、。為等量同種電荷B. P、。為等量異種電荷C.力時(shí)刻，試探電荷位于。點(diǎn)D. /2時(shí)刻，試探電荷位于。點(diǎn)6.（多項(xiàng)選擇）如下圖，外表粗糙、足夠大的金屬板豎直放置，其中A、&。為同一鉛垂線上的三點(diǎn)，。為 43的中點(diǎn)，在金屬板中心左上方低于A點(diǎn)所在水平面有一個(gè)帶正電的場(chǎng)源電荷，與A、B.。在同一豎直平 面內(nèi)，另一個(gè)質(zhì)量為機(jī)，帶正電的絕緣小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響原電場(chǎng)）緊貼金屬板外表由A點(diǎn)靜止 釋放，在

16、小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到3點(diǎn)過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是（）A.小滑塊所受的摩擦力先增大后減小A、5兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，電勢(shì)相等C.小滑塊的電勢(shì)能先增大后減小D.小滑塊的加速度方向一定豎直向下.（多項(xiàng)選擇）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B放在真空中，間距為d, P點(diǎn)在A、B板間，A板接地，B板的 電勢(shì)9隨時(shí)間，變化情況如圖乙所示。，=0時(shí); 在P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為加、電荷量為e的電子，當(dāng)/= 2T時(shí)，電子回到P點(diǎn)。電子運(yùn)動(dòng)中沒與極板相碰，不計(jì)重力。那么（）A. 9/團(tuán)92=1回2B.夕/092=1回3C.在02T內(nèi)，當(dāng)，=T時(shí)電子的動(dòng)能最大D.在。2T內(nèi)，電子的電勢(shì)能減小了主工？1 md-.（多項(xiàng)選擇）一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)人、B、。三點(diǎn)的位置如下圖。一電子從A點(diǎn)移動(dòng) 到5點(diǎn)、再從B點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn)的過程中電勢(shì)能均減少了 10eV。以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A.。、3兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.電場(chǎng)的方向從A指向。A、。之間的電勢(shì)差4c=-20VD.假設(shè)將電子從。點(diǎn)移到。點(diǎn)電場(chǎng)力做正功.如下圖，空間存在足夠大的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，A5為豎直面內(nèi)的光滑絕緣半圓軌道，一帶電小球靜止在j圓軌道AC的中點(diǎn)，小球獲得一個(gè)瞬時(shí)速度后，沿圓軌道向左運(yùn)動(dòng)，并以速度%從3點(diǎn)離開軌道，此 后再也未與軌道接觸。小球質(zhì)量為機(jī)，所帶電荷量為外 重力加速度為g,求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小