一、 电荷在电场中受力与电场的力的性质
第八章电场
考试内容和要求
一．电荷在电场中受力与电场的力的性质
1．电荷
自然界只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电荷带电量的多少叫做电量。点电荷是电荷的理想化模型，如果带电体间的距离比带电体本身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看成是点电荷。
基本（元）电荷
既不是电子，也不是质子，而是最小的电量单位，任何带电体的带电量都是这个最小电量的整数倍。e＝库仑。
2．库仑定律
F ＝k q 1q 2r 2
：静电力、库仑力、电场力 k ：静电力恒量k ＝9.0×109牛·米2/库2
【注意】
①库仑定律适用条件：真空中、点电荷。
②在应用库仑定律求力的大小时，只用电量的绝对值进行计算，然后根据两电荷的电性，确定作用力是引力还是斥力再确定力的方向。
【典型例题】
1．在光滑绝缘水平面上，有一个不导电的弹簧，其两端分别与两个金
属球相连，如图所示，如果让两球带上电荷，此时弹簧的伸长量为L ，
如果两金属球上的电量都慢慢减少到原来的一半，则弹簧的伸长量将
（ ）
（A ）减小到L/4
（B ）减小到大于L/4的某一值
（C ）减小到小于L/4的某一值
（D ）减小到L/2
2．有两个完全相同的绝缘导体球A 、B ，A 带有正电荷q 1，B 带有负电荷－q 2，两者相距为r 时，相互作用力为F ，现使两球接触，然后再将它们放回原处，则两球间的相互作用力（ ）
（A ）增大 （B ）减小 （C ）不变 （D ）都有可能
3．电场、电场强度
（1）电荷之间的相互作用是通过 发生的。电场的基本性质是对放入其中的电荷有 的作用，因此电场强度是描写电场的 的性质的物理量。
（2）电荷在电场中某一点所受的电场力与该电荷电量的比值叫做这一点的电场强度，简称“场强”。电场强度是矢量。
大小：E ＝F/q ，单位：牛/库，伏/米。方向： 。电场强度描述的是电场的 。电场中某点处场强的大小、方向，仅由 所确定。
点电荷的场强公式：E ＝k Q r 2 （3）电场的叠加：电场的叠加符合平行四边形定则。
【典型例题】
3．（2003全国）如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c
位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所
带电量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用
图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（）
（A）F1（B）F2（C）F3（D）F4
4．（2005上海）如图，带电量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距
为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处
的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场
强度大小为，方向。（静电力恒量为k）
5．如图所示，A、B两小球用等长的丝线悬挂，他们的带电量Q A＝2.0
×10－8C，Q B＝－2.0×10－8C，A、B相距3cm，在水平方向的外界匀强
电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向，由此可知外电场的
场强大小是，方向。A、B中点处总场强大小
是，方向。
6．两个完全相同的带电金属小球A和B，电量分别为q A＝6Q，q B＝－Q，相距r（r远大于小球半径）放置时，两球球心连线中点处合场强大小为E，另有一与A、B相同的不带电的金属小球C，若让C先与A接触，然后再与B接触之后移走，则A、B连线中点处合场强大小为。
4．电场线
电场线是人们假想出来的用来形象地描述电场分布的一族曲线。在静电场中，电场线起始于，终止于，不．形成闭合曲线。电场线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。电场线密处电场强度，电场线疏处电场强度。电场线在空间不相交。
孤立正点电荷孤立负点电荷等量异种电荷
等量同种电荷匀强电场
5．匀强电场
在电场的某一区域里，如果各点的场强的大小相等、方向相同，这个区域的电场就叫做匀强电场，匀强电场中的电场线分布特点是。
【典型例题】
7．（1996全国）如图a，b，c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b 间的距离等于b、c间的距离。用φ
a
、φb、φc和E a、E b、E c分别表
示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定（）
（A）φa＞φb＞φc（B）E a＞E b＞E c
（C）φa－φb＝φb－φc（D）E a＝E b＝E c
二．在电场中移动电荷做功与电场的能的性质6．电势能和电势、电势差
电荷在电场中具有的势能叫做电势能ε。
电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值，叫做这一点的电势φ。电势是标量。φ＝ε
q 电势单位：，单位国际符号：，1伏＝1焦/库
在理论研究中，通常取的电势为零，实际应用中，通常取的电势为零。
电场中两点间电势的差值叫做电势差，有时又叫做电压。U AB＝φA－φB
顺着电场线方向电势降低，电场线的方向是电势降低最快的方向。
7．等势面
等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷时不需要做功；等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
【典型例题】
8．（1999全国）如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方
形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15V，φB
＝3V，φC＝－3V。由此可得D点电势φD＝V。
9．（2003全国）如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，
相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零。带正电
的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV
和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能为－8eV，则它的
动能应为（）
（A）8eV （B）13eV
（C）20eV （D）34eV
8．匀强电场中电场强度与电势差之间的关系
U AB＝Ed AB（d为两点间沿电场线方向的距离）
【典型例题】
10．如图所示为一组方向未知的电场线，AB＝8cm，将q＝1.0×10
－7C的点电荷放在A点时，电势能为4.0×10－4J，将q′＝－1.0×10
－7C的点电荷放在B点时，电势能为2.0×10－4J，则U
＝V，
AB
场强E＝N/C，场强方向。
11．如图所示，匀强电场中有M、N、P三点，连成一个直角三
角形，MP＝4cm，MN＝5cm。将一带电量为2×10－8C的检验
电荷从M点移到P点，电场力做功8×10－6J，从M点移到N
点电场力做功也是8×10－6J，则匀强电场的方向是由点
指向点，场强大小为N/C。
9．电场力做功与电势能变化之间的关系
电场力做正功，电势能，克服电场力做功，电势能，电场力做功的大小等于电势能改变量的大小。即W电＝－Δε。
推广形式：W AB＝－（εB－εA）＝εA－εB＝qφA－qφB＝qU AB
人们在研究原子，原子核，基本粒子等微观世界的时候，常用电子伏特（eV）作为能量的单位。1电子伏特就是在电压1伏特的两点间移动电子时电场力所做的功。
简称：电子伏，国际符号：eV，1电子伏＝1.60×10－19焦。
【典型例题】
12．（2008上海）1911年卢瑟福依据 粒子散射实验中α粒子发生了（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，其速度约为m/s。（质子和中子的质量均为1.67×10－27kg，1 MeV＝106eV）
13．（2000上海）如图，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、
B两点，边线AB与电场线的夹角为θ，将一电量为q的正电荷从A
点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1
＝；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2
＝；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3
＝，由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是：。
14．在一点电荷Q的电场中有一点P。现将另一点电荷q＝－2.0×10－6库从无穷远处移至P点，电场力做了2.0×10－4焦的功。设无穷远处电势为零，则P点的电势为伏，场源电荷Q的电性为电荷。
15．如图所示，虚线为等势面，实线为一电子仅在电场力作用下的运
动轨迹，则A、B两点的电势φAφB（填“＞”、“＝”或“＜”），
经过A、B两点时的运动速度v A v B，场强方向。
16．（2005天津）一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线
所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到
b的过程中，能量变化情况为（）
（A）动能减小（B）电势能增加
（C）动能和电势能之和减小（D）重力势能和电势能之和增加
17．（2005上海）在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的物体以某一初
速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动S距离时速度变为零。则（）
（A）物体克服电场力做功qES
（B）物体的电势能减少了0.8qES
（C）物体的电势能增加了qES
（D）物体的动能减少了0.8qES
18．如图所示，在电场中，一个负电荷在外力作用下由A点运动到B点，不计重力，则下列说法中正确的是（）
（A）电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量
（B）外力所做的功等于电荷电势能与动能增量之和
（C）外力与电场力做功之和等于电荷动能的增量
（D）外力与电场力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和
三．典型应用
10．带电粒子在电场中的平衡
19．（1991上海）如图所示三个点电荷q1、q2、q3固定在
一直线上，q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍，每个电
荷所受的静电力的合力均为零。由此可以判定，三个电荷的电量之比q1∶q2∶q3为（）
（A）－9∶4∶－36 （B）9∶4∶36
（C）－3∶2∶－6 （D）3∶2∶6
20．如图所示，用长均为l的绝缘细线把两个质量均为m的带电小
球A、B悬挂于同一点，同样长的绝缘细线连接A和B，A、B带
电量均为q，A带正电，B带负电。把整个装置放在水平向左的匀
强电场中，要使平衡时AB水平伸直，场强E应满足什么条件？
21．如图所示，A为一固定于墙上带电小球，B带同种电荷，现通过接触使A
电量增加，则绳拉力如何变化？
22．均匀绝缘环，质量为M，半径为R，放在倾角α为37°的斜面
上。在圆环上嵌有一点电荷，电量为＋q，其质量不计。整个装置
都处在水平向右的匀强电场中，如图所示。已知绝缘环的重力大小
是点电荷所受电场力大小的2倍，环静止在斜面上，则点电荷与圆
环的圆心连线跟竖直方向的夹角θ为多少？
11．带电粒子在电场中的直线运动
23．板长为L的平行金属板与水平面成θ角放置，板间有匀强电
场．一个带负电电量为q质量为m的液滴，以速度v0垂直于电场
方向射入两板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动，两极板间
的电场强度E＝，液滴离开电场时的速度为。
24．如图所示，在匀强电场中，将一质量为m，带电量为q的带电小球，由
静止释放，带电小球运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，不能
忽略小球的重力，则匀强电场的场强大小为（）
（A）唯一值是mgtanθ/q （B）最大值是mgtanθ/q
（C）最小值是mgsinθ/q （D）最小值是mgcosθ/q
25．如图所示，在一个足够大的空间里有一匀强电场，
电场强度大小保持不变，方向可以变化。在第1秒内
其电场线如图所示，θ＝37°。第1秒末起，电场强度
方向突然改为竖直向上。一带电质点在t＝0时刻自A
点以某一初速度水平射出，恰沿X轴做匀变速运动，
且在第1秒末到达坐标原点O，AO相距3.75米。求
第2秒末带电质点所在处的坐标。
26．（1997上海）如图所示，A、B为平行金属板，两板
相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔
M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点
由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力
忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变，则（）
（A）把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落
后仍能返回
（B）把A板向下平移一小段距离，质点自P自由下落后将穿过N孔继续下落（C）把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
（D）把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
27．（全国1989）一个质量为m 、带有电荷－q
的小物体，可在水平轨道Ox 上运动。O 端有一
与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场
强大小为E ，方向沿Ox 轴正向，如图所示。小物
体以初速度v 0从x 0沿Ox 轨道运动，运动时受到
大小不变的摩擦力f 作用，且f ＜qE 。设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s 。
12．带电粒子在电场中的圆周运动
28．在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一
端连着一个质量为m 的带电小球，另一端固定于O 点。把小球
拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最
低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ（如图）。求小球
经过最低点时细线对小球的拉力。
29．（1995上海）如图所示，一绝缘细圆环半径为r ，其环面固
定在水平面上。场强为E 的匀强电场与圆环平面平行。环上穿有
一电量为＋q ，质量为m 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动。
若小球经A 点时速度v A 的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间
沿水平方向无力的作用，则速度v A ＝ 。当小球运
动到与A 点对称的B 点时，小球对圆环在水平方向的作用力N B
＝ 。
13．带电粒子在匀强电场中的偏转（类平抛）
30．（2006上海）如图所示，一束β粒子自下而上进入一水平方向的匀
强电场后发生偏转，则电场方向向 ，进入电场后，β粒
子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）。
31．（2004上海）光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为m ，带电量为q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的初速度v 0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）
（A ）0 （B ）12 mv 02＋12 qE l （C ）12 mv 02 （D ）12 mv 02＋23
qE l
32．（2001上海）一束质量为m 、电量为q 的带电粒子以平行于
两极板的速度v 0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为
U ，两极板间的距离为d ，板长为L ，设粒子束不会击中极板，则
粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 （粒
子的重力忽略不计）
33．（2007海南）一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方
向。两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子a
和b ，从电容器边缘的P 点（如图）以相同的水平速度射入两平行板
之间。测得a 和b 与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2。若不计重力，则a 和b 的比荷之比是（ ）
（A ）1∶2 （B ）1∶1 （C ）2∶1 （D ）4∶1
34．如图所示的偏转电场中，A 、B 两极长为L ，相距
为d ，两板间电势差为U ，一带电量为q 、质量为m 的
带正电粒子，以初速度v 0沿垂直于电场线方向飞入电
场。试求：
（1）粒子在电场中运动的时间t ；
（2）粒子飞出电场时，沿电场力方向上的位移y ；
（3）粒子飞出电场时的速率v t ；
（4）粒子飞出电场时，速度v t 与初速度v 0之间的夹角φ
35．α粒子和质子以同样初速度沿垂直于电场线的方向进入两平行金属板间的匀强电场中，当它们离开匀强电场时，沿场强方向的位移之比为 ，动能的增量之比为 。
36．一个电子以106m/s 的初速度水平射入两足够长的平行金属板间的匀强电场内，电场方向竖直向上，其场强大小为9.1×103N/C ，两极板相距1厘米，电子在两极板中间的中点
进入电场。求：（m e ＝9.1×10－31kg ）
（1）电子落到下极板上的时间；
（2）落到下极板上时，电子沿水平方向前进的距离；
（3）落到下极板上时，电子的动能大小。
37．长为l 的平行板电容器的A 、B 两极板水平放置，
其间有从A 板指向B 板的匀强电场。一个电量为q ，
质量为m 的带电粒子以初速v 0紧贴A 板沿水平方向
射入电场，从B 板右边缘离开电场区时，速度方向
与水平方向成30°角，如图所示。求两板间距离d
和
场强的大小。
38．由图所示，一个电子通过电压U1＝6000V的加速
电场后获得速度，沿水平方向飞入方向竖直向下、电场
强度大小E＝2×105V/m的匀强电场中。电子从进入电
场的A点到达另一点B时电子的速度方向向上偏转了
30°（不计电子的重力）。求：
（1）AB两点沿电场强度方向的距离是多少？
（2）AB两点的电势差是多少？
（3）AB两点处电子的动能变化是多少？
39．水平放置两块足够长的平行金属板A、B，两
极间距离为0.02m，两板间接入电压为182V的稳
压电源，一个电子以v0为4×107 m/s的水平速度，
紧靠板A射入电场，如图所示。试求：
（1）电子在电场中的最大水平位移。
（2）如果两板长度各为0.4m，那么为了使电子能
飞出两板间的电场，至少需把板B向下移距离Δd′
为多大？
40．如图所示，质量为m、电量为q的带电粒子静
止放入电压为U1的加速电场，然后垂直电场强度方
向进入长为L、两极距离为d、电压为U2的偏转电
场。求：
（1）粒子经过偏转电场的时间；
（2）粒子离开偏转电场时的侧向移动距离y；
（3）粒子离开偏转电场时的速度v；
（4）粒子飞出电场时，速度v t与初速度v0之间的夹角φ
41．如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，
进入偏转电场。若加速电压为U1，偏转电压为U2，要
使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，可选方
法有（）
（A）使U1减小为原来的1/2
（B）使U2增大为原来的2倍
（C）使偏转电场极板长度增大为原来的2倍
（D）使偏转电场极板间的距离减小为原来的1/2倍
42．质子和α粒子由静止经相同加速电压加速后，又垂直进入同一匀强电场，出电场时，
求它们偏移距离之比和偏转角度之比分别为多少。
43．如图所示为示波管原理图，加速电压
U1＝1640伏，偏转板间距离d＝1厘米，偏
转板长l＝4厘米。电子加速后，从两偏转
板的中央沿板平行方向进入偏转电场后又
出电场，进而打到竖立的荧光屏上，求：
（1）电子束打在荧光屏上偏转距离最大时
的偏转电压U2；（2）如果L＝20厘米（偏
转板右端到荧光屏的距离），电子束最大偏
转距离y。
44．水平放置的两块平行金属板长l＝5cm，两板间距d
＝1cm，两板间电压为91V，且上板为正，一个电子沿
水平方向以速度v0 ＝2×107m/s，从两板中间射入，如
图所示，求：（1）电子偏离金属板时侧位移是多少？
（2）电子飞出电场时的速度是多少？
（3）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s＝10cm，
求OP之长
45．如图所示，一对平行板A、B，长L为4厘米，两
板相距1厘米，它右端有一荧光屏与平行板相距L′为12
厘米。当AB间不加电压时，由板间正中飞入的电子打
在荧光屏上的O点；当AB间加5伏电压时，在O点上
方1.2厘米处出现亮点。若亮点出现在O点上方1.8厘米处，则加在A、B板间的电压是多少？
46．（2007上海）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存
在着匀强电场．电量为q、动能为E k的带电粒子从a点沿ab方向
进入电场，不计重力。
（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电
场时的动能；
（2）若粒子离开电场时动能为E k′，则电场强度为多大？
备战2021届高考物理23个命题热点九电场中力和能的性质(解析版)
备战2021年高考物理23个命题热点巧练 热点九电场中力和能的性质 一、单选题 1.(2020·四川省攀枝花市第二次统考)如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是() A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右 【答案】B 【解析】根据等量异种点电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小，则电子所受电场力的大小先变大后变小，方向水平向左，则外力的大小先变大后变小，方向水平向右，故B正确，A、C、D错误． 2.(2020·贵州省黔东南州一模)如图，xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小为E.坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形．若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点时，C点处的电场强度恰好为零．则A处的点电荷在C点产生的电场强度大小为() A．E B. 3 3E C.3E D. 3 2E 【答案】B
【解析】 C 点三个电场方向如图所示， 根据题意可知E 1cos 30°＋E 2cos 30°＝E ，又E 1＝E 2，故解得E 2＝ 3 3 E ，B 正确． 3.(2020·山东省菏泽市上学期期末)如图所示，正方形线框由边长为L 的粗细均匀的绝缘棒组成，O 是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段，将其沿OA 连线延长线向上移动L 2的距离到B 点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O 点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( ) A ．k q L 2 B ．k 3q 2L 2 C ．k 3q L 2 D ．k 5q L 2 【答案】 C 【解析】 设想将线框分为n 个小段，每一小段都可以看成点电荷，由对称性可知，线框上的电荷在O 点产生的场强等效为与A 点对称的电荷量为q 的电荷在O 点产生的场强，故 E 1＝kq (L 2 )2＝4kq L 2 B 点的电荷在O 点产生的场强为 E 2＝kq L 2 由场强的叠加可知E ＝E 1－E 2＝3kq L 2. 4.(2020·江苏南通第三次调研)如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是 ( )
备战2020年高考物理一轮复习第1节 电场力的性质练习
课时跟踪检测（二十二）电场力的性质 [A级——基础小题练熟练快] 1．(2019·邢台模拟)关于静电场，下列结论普遍成立的是() A．电场强度为零的地方，电势也为零 B．电场强度的方向与等势面处处垂直 C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向 解析：选B电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零时，电场强度不一定为零，故A、C错误；电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故B正确；顺着电场线方向电势降低，但电势降低的方向并不一定是电场强度的方向，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D错误。 2.如图所示，固定一负电小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F。现将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时，电子秤示数为F1，若只将小球b的电性改为正电荷，电子秤示数为F2，则() A. F ＝F2 B. F1＋F2＝F C. 若小球b带负电，L增大，则F1也增大 D. 若小球b带正电，L减小，则F2也减小 解析：选D设两球间的库仑力为F′，则小球b带负电时：F＋F′＝F1；小球b 带正电时：F－F′＝F2；解得F1>F2；F1＋F2＝2F，选项A、B错误；若小球b带负电，L增大，则F′减小，则F1也减小，选项C错误；若小球b带正电，L减小，则F′变大，则F2减小，选项D正确。 3．(2018·无锡五校联考)对于如图所示四幅有关电场，下列说法正确的是() A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线 B．图乙离点电荷距离相等的a、b两点场强相同 C．图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点 D．图丁中某一电荷放在e点与放到f点，它们的电势能相同 解析：选D由题图可知，甲为等量异种电荷形成的电场线，故A错误；乙为正的点电荷所形成的电场线分布图，离点电荷距离相等的a、b两点场强大小相同，场强方向不同，故B错误；只有电场线为直线时，粒子才有可能沿着电场线运动，曲线电场线中，粒子不会沿着电场线运动，故C错误；图丁中e点与f点电势相同，同一电荷的电势能相同，故D正确。 4．(多选)(2019·威海调研)如图为静电除尘器除尘原理示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是()
库仑定律电场力的性质
库仑定律 电场力的性质 一、库仑定律 电荷守恒定律 1．点电荷 有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型． 2．电荷守恒定律 (1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (2)带电实质：物体带电的实质是得失电子． (3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变． 3．库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与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)表达式：F ＝k q 1q 2 r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量． (3)适用条件：①真空中；②静止；③点电荷． [深度思考] 计算两个带电小球之间的库仑力时，公式中的r 一定是指两个球心之间的距离吗？为什么？ 答案 不一定．当两个小球之间的距离相对于两球的直径较小时，两球不能看做点电荷，这时公式中的r 大于(带同种电荷)或小于(带异种电荷)两个球心之间的距离． 二、电场、电场强度 1．电场 (1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质． (2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值． (2)定义式：E ＝F q ，q 为试探电荷． (3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
3．场强公式的比较 4．电场的叠加 (1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和． (2)运算法则：平行四边形定则． 5．等量同种和异种点电荷的电场强度的比较 连线上O点场强最小，指 1．定义 为了形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱． 2．电场线的三个特点 (1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处； (2)电场线在电场中不相交； (3)在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏． 1.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A
电场能的性质(讲解)
龙文教育学科导学案 教师: 肖武培学生: 年级: 日期:2013. 星期: 时段:: :00— :00 学情分析 课 题 电场能的性质电 学习目标与 考点分析 学习目标： 考点分析： 学习重点 学习方法 讲练说相结合 学习内容与过程 [知识提要] 一．静电力做功 1．静电力做功的特点 在任何静电场中，静电力对运动电荷所做的功只与始点和末点的位置有关，而与电荷运动路径无关。这一点与重力做功的情况很相似。 2．电场力做功的求法 （1） AB W = q AB U —— 适用于一切电场 （2） W = qEd ——适用于匀强电场 （3）AB W = –ΔE = A E –B E （4）电场力W +其他力W = ΔK E 二．电势能 1．定义 电荷在电场中所具有的能叫电势能，用E p 表示，单位为J 。 2．静电力做功与电势能变化的关系 静电力对电荷做正功，电荷的电势能减少，减少的电势能等于静电力所做的功；静电力对电荷做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能等于克服静电力所做的功。 其关系可以表示为：WAB ＝－ΔE p ＝PA E －PB E
如图丁所示。 (5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面如图戊所示(导体表面外侧的电场线跟导体表面垂直，导体是等势体，导体表面是等势面)。 3．等势面的特点 (1)在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。 根据 AB W＝q AB U，若A、B是同一个等势面上的点，则 AB U＝0，所以 AB W＝0。 (2)电场线一定处处与等势面垂直。 因为沿等势面移动电荷电场力不做功，一定是力和速度(或位移)的方向垂直，而电场线的方向即是静电力的方向(或反方向)，所以电场线一定和等势面垂直。 (3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．两个等势面永远不会相交。 因为如果相交，会出现两个电场方向，这是不可能的。 (4)相邻等势面电势差相等时，其间距越小电场强度越大，即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱。 五．电势差 1．定义 电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。 2．公式 AB U＝ A ?－ B ?或 BA U＝ B ?－ A ?，显然 AB U＝－ BA U 3．矢量性 电势差是标量，但有正负，正或负表示两点电势的高低。 BA U> 0， B ?高于 A ?。 4．电势差与电场力做功的关系 (1)公式 AB AB qU W=或 q W U AB AB = （2）说明：①由 q W U AB AB =可以看出， AB U在数值上等于单位正电荷由A点移到B点电场力所做 的功。②不能认为 AB U与 AB W成正比，与q成反比。电场中两点的电势差仅由电场本身决定。 5．电势φ与电势差 AB U的对比 相同点 说明由此性质，可以由等势面来绘制电场线．实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场。
电场力性质经典专题训练
电场力的性质---电场的叠加 一、夯实基础 1、把质量为M的正点电荷放在电场中无初速释放，不计重力，则以下说法正确的是：（） A、点电荷的运动轨迹一定和电场线重合 B、点电荷的速度方向总是与所在处的电场线方向一致 C、点电荷的加速度方向总是与它所在处的电场线的切线方向重合 D、点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动 2、关于电场，下列说法中正确的是：（） A、E=，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍 B、E=k中，E与Q成正比，而与r2成反比 C、在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各处的场强均相同 D、电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向 3、下列关于电场强度的两个表达式E=F/q和E=KQ/r2的叙述，正确的是：（） A、E=F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量。 B、E=F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量， 它适用于任何电场 C、F=KQ/r2是点电荷场强的计算公式，Q是产生电场的电荷电量，它不适用于匀强电场 D、从点电荷场强计算式分析库仑定律表达式F=K，式中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1 处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 4、以下的说法正确的有：( ) A．没有画电场线的地方一定没有电场线存在 B．正电荷只在电场力的作用下运动时一定沿着电场线的方向运动 C．正点电荷在电场中运动时加速度的方向必定和通过该点电场线的切线方向一致 D．静止的点电荷在电场中受到电场力作用运动时，轨迹可能与电场线重合 答案与解析 1、C 解析：本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件。仅当电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一直线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A错。 点电荷的速度方向不一定与所在处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错。 由牛顿第二定律知加速度方向与合外力方向一致，而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合，C对。 点电荷受电场力作用，由于电场不一定是匀强电场，其合力不一定为恒力，故不一定做抛物线运动，D错.故选C。 2、B解析：E=为场强的定义式，此式中E只是在数值上等于检验电荷q所受电场力与本身电量的
2012版物理一轮精品复习学案：6.1 电场力的性质的描述(选修3-1)
第1节电场力的性质的描述 【高考目标导航】 【考纲知识梳理】 一、电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量。 说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。 4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的． 注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。 二、库仑定律 1．内容：真空中两个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，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。 2．公式：F=kQ1Q2／r2k＝9．0×109N·m2／C2 3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷． 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）。
点电荷很相似于我们力学中的质点． 注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律 ②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。 三、电场 1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。 2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。 3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。 四、电场强度 1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱 2．表达式：E＝F/q 单位是：N/C或V/m； E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷） E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离） 3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直． 4．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，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． 5、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） 6、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， 五、电场线： 是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在． 1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向． 2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小． 4．匀强电场的电场线平行且距离相等． 5．没有画出电场线的地方不一定没有电场． 6．顺着电场线方向，电势越来越低． 7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．
2020届高考物理一轮复习讲义：第七章 第2讲 电场能的性质的描述(含答案)
第2讲电场能的性质的描述 板块一主干梳理·夯实基础 【知识点1】电势能Ⅰ 1．静电力做功 (1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 (2)计算方法 ①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离，计算时q不带正负号。 ②W AB＝qU AB，适用于任何电场，计算时q要带正负号。 2．电势能 (1)定义：电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有的与其相对位置有关的能量叫做电势能，用符号E p表示。 (2)静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB＝E p A－E p B。 (3)大小：电荷在某点的电势能，等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功。[特别提醒](1)电势能由电场和电荷共同决定，属于电场和电荷系统所共有的，我们习惯说成电场中的电荷所具有的。 (2)电势能是相对的，与零势能位置的选取有关，但电势能的变化是绝对的，与零势能位置的选取无关。 (3)电势能是标量，有正负，无方向。电势能为正值表示电势能大于在参考点时的电势能，电势能为负值表示电势能小于在参考点时的电势能。 (4)零势能位置的选取是任意的，但通常选取大地或无穷远处为零势能位置。 【知识点2】电势Ⅰ 1．电势 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能E p与它的电荷量q的比值。 (2)定义式：φ＝E p q。 (3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。 (4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势与选取零电势点的位置有关。一般选取无穷远处为零电势点，在实际应用中常取大地的电势为零。 2．等势面 (1)定义：电场中电势相同的各点构成的面。 (2)四个特点 ①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。 ②等势面一定与电场线垂直。 ③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。 [特别提醒]电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电性、电荷量及电势能均无关。 【知识点3】电势差Ⅱ
电场力的性质知识点和联系
匀强电场 － － － － 点电荷与带电平板 + 等量异种点电荷的电场 等量同种点电荷的电场 孤立点电荷周围的电场 电场力的性质 知识目标 一、电荷、电荷守恒定律 1、两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 2、元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C ，是一个电子所带的电量。 说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。 3、起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种①摩擦起电，②接触起电，③感应起电。 4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的． 注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。 二、库仑定律 1． 内容：真空中两个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，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。 2． 公式：F=kQ 1Q 2／r 2 k ＝9．0×109N ·m 2／C 2 3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷． 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 ）。点电荷很相似于我们力学中的质点． 注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律 ②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定。 【例1】在光滑水平面上，有两个带相同电性的点电荷，质量m 1＝2m 2，电量q 1=2q 2，当它们从静止开始运动，m 1的速度为v 时，m 2的速度为 ；m 1的加速度为a 时，m 2的加速度为 ，当q 1、q 2相距为r 时，m 1的加速度为a ，则当相距2r 时，m 1的加速度为多少？ 解析：由动量守恒知，当m 1的速度为v 时，则m 2的速度为2v ，由牛顿第二定律与第三定律知：当m 1的加速度为 a 时，m 2的加速度为2a ． 由库仑定律知：a=221r q kq ／m ，a /=2214r q kq ／m,由以上两式得a /=a/4 答案：2v ，2a ，a/4 点评：库仑定律中的静电力（库仑力）是两个电荷之间的作用力，是作用力与反作用力，大小相同，方向相反，在同一直线上，作用在两个物体上，二力属同种性质的力，而且同时产主同时消失。 三、电场： 1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。 2、电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。 3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。 四、电场强度 1．定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电量q 的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱 2．表达式：E ＝F/q 单位是：N/C 或V/m ； E=kQ/r 2（导出式，真空中的点电荷，其中Q 是产生该电场的电荷） E ＝U/d （导出式，仅适用于匀强电场，其中d 是沿电场线方向上的距离） 3．方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直． 4．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，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． 5、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） 6、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， 五、电场线： 是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在． 1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向． 2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止． 3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小． 4．匀强电场的电场线平行且距离相等． 5．没有画出电场线的地方不一定没有电场． 6．顺着电场线方向，电势越来越低． 7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直． 8．电场线永不相交也不闭合， 9．电场线不是电荷运动的轨迹． 【例2】在匀强电场中，将质量为m ，带电量为q 的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则电场强度的大小为（ B ） A ．有唯一值mgtan θ／q ； B ．最小值是mgsin θ／q ； C ·最大值mgtan θ／q ； D ·mg/q 提示：如附图所示，利用三角形法则，很容易判断出AB 跟速度方向垂直．
电场力性质练习题已用
电场力性质练习题 1.用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是 A ．摩擦使笔套带电 B ．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷 C ．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D ．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 2 如图所示，光滑水平桌面上有A 、B 两个带电小球(可以看成点电荷)，A 球带电量为＋2q ，B 球带电量为－q ，由静止开始释放后A 球加速度大小为B 球的两倍．现在AB 中点固定一个带电C 球(也可看作点 电荷)，再由静止释放A 、B 两球，结果两球加速度大小相等．则C 球带电量为 A.q/10 B. q/9 C. q/6 D. q/2 3.如图所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上。a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电量的大小比b 的小。已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 A ．F 1 B ．F 2 C ．F 3 D ．F 4 4.如图所示，质量、电量分别为m 1、m 2、q 1、q 2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则 A.若m 1=m 2，q 1β C ．若q 1=q 2，m 1>m 2，则α>β D ．若m 1>m 2，则α<β,与q 1、q 2 是否相等无关 5.三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小 球的直径。球1的带电量为q ，球2的带电量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F 。现使球3先与球2接触，再与球1 接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变。由此可知 A..n=3 B..n=4 C..n=5 D.. n=6 6.如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q ()0>q 的相同小球，小球之间用劲度系数均为0k 的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为0l 已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 A ．20225l k kq l + B ．202l k kq l - C ．20245l k kq l - D ．20225l k kq l - 7.如图所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A 。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B 。当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电量分别为q 1和q 2， θ分别为30°和45°。则q 2/q 1为 A ．2 B ．3 C ．23 D ．33 8．在静电场中，有关电场线的下列说法中，正确的是 A ．初速度为零的点电荷，在电场中只受电场力作用，则它的运动轨迹可能与电场线重合 B ．电场线通过的地方有电场，电场线不通过的地方没有电场 C ．点电荷在电场中所受的电场力方向可能与电场线垂直 D ．电场线的分布可以用实验来模拟，表明在电场中确实存在电场线 9.如图所示，把一个带正电的小球a 放在光滑的绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，现在直线MN 上放一个带电小球b ，则b 可能 A.带正电，放在A 点 B.带正电，放在B 点 C.带负电，放在C 点 D.带负电，放在D 点 10.真空中，A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ，则A 、B 两点的电场强度大小之比为 A ．3∶1 B ．1∶3 C ．9∶1 D ．1∶9 11.图表示一个电场中a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像，那么下列说法中正确的是 A ．该电场是匀强电场 B ．这四点场强的大小关系是E d ＞E a ＞E b ＞E c C ．这四点场强的大小关系是E a ＞E b ＞E c ＞E d D ．无法比较这四点场强大小关系 12.如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点。已知在P 、Q 连线至某点R 处的电场强度为零，且PR=2RQ 。则 A ．q 1=2q 2 B ．q 1=4q 2 C ．q 1=-2q 2 D ．q 1=-4q 2 m m 2 α β B O θ q 1 q 2
第1节电场力的性质无答案
第1节电场力的性质 ［物理学史链接］ （1）1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律一一库仑定律。 （2）1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。 （3）1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。 要点一库仑定律的理解与应用 1 . （2015金陵中学模拟）如图6-1-1所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定 距离，两球之间相互吸引ss力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接 触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（） A B Q C 一十A? 1 B . 4 C. 3F 8 D . 3F 4 要点二库仑力作用下的平衡问题 3. （2015湖南怀化调研）如图6-1-6所示，A、B两小球带等量同号电荷， A固定在竖直放置的 L = 10 cm 长的绝缘支柱上，B受A的斥力作用静止于光滑的绝缘斜面上与A等高处，斜面倾角为 0= 30° B的质量 为m = 10 ,3X 10 3 kg。求：（1）B球对斜面的压力大小。（2）B球带的电荷量大小（g取10 m/s2,静电力常量 k= 9.0 X109 N m2/C2，结果保留两位有效数字）。 侈选）（2014浙江高考）如图6-1-3所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为 0 一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球质 量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球静电力 常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球 A .小球A与B之间库仑力的大小为kq2 B .当加“；覽0时，细线上的拉力为0 C .当d = ?:哑1晋时，细线上的拉力为0 D ?当q = ' $七时，斜面对小球 A的支持力为0 d v k tan 0 要点三电场强度的叠加问题 （2013全国卷I ）如图6-1-7, 一半径为 R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过 圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为 R,在a点处有一电荷量为 q（q A，细线与斜面平行。小球 A的 B,两球心的高度相同、间距为do A静止在斜面上，则（）
高中x1-2电场能的性质学案教案
【学习目标】 1、理解电场力做功特点，掌握电场力做功和电势能的变化的关系 2、理解电势能、电势的概念及相互关系。 3、理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。 4、理解电势差的定义及正负值的定义。 5、会用./AB A B AB U W q ??=-=AB 及U 进行有关计算 6、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系AB U Ed = 7、会用AB U Ed =或/AB E U d =解决有关问题 【自主学习】 一、电势差、电势、电势能 2、（1）电场中确定的两点间的电势差是 的，和零电势参考点（标准点）的选取 。 （2）电势是相对量，它的大小和电势零点选取 （3）在选取了参考点以后，在确定的电场中的确定点的电势是 ，和该点有无试探电荷无关。 （4）正电荷由静止开始仅在电场力作用下一定由 电势处向 电势处运动；负电荷由静止开始仅在电场力的作用下一定由 向 运动。 二、电场力的功 1、特点 电场力做功与路径 ，只与 有关。 2、计算方法 （1）由公式W=qE·s（s 为电荷初末位置在电场方向上的位移） （2）由公式AB AB W qU =（AB U 为电荷初末位置间电势差的大小） （3）由电场力做功和电势能的变化的关系： (.AB PA PB PA PB W E E E E =-分别是电荷电场中A 、
B 两点的电势能） （4）由动能定理K W W E +=V 电场力其他力 三、等势面 1、定义：电场中 构成的面叫等势面。 2、等势面与电场线的关系 （1）电场线总是与等势面垂直，且从 等势面指向 等势面。 （2）电场线越密的地方，等势面也 。 （3）沿等势面移动电荷，电场力 做功，沿电场线移动电荷，电场力 做功。 （4）电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具 （5）实际中测量等电势点较容易，所以往往通过描绘等势线来确定电场线。 四、电势差与电场强度的关系 1、匀强电场中电势差U 和电场强度E 的关系式为U= 2、说明 （1）U=Ed 只适用匀强电场的计算，对非匀强场可以用来定性分析，如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时，E 越大处，d ，即等势而越 （2）式中d 的含义是某两点 距离或两点所在等势面间的距离。由此可知电场强度的方向是电势降落最 的方向。 （3）匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落 【典型例题】 例1 图—1中，a 、b 为竖直向上的电场线上的两点， 一带电质点在a 点由静止释放，沿电场线向上运动，到 b 点恰好速度为零，下列说法中正确的是（ ） A 、带电质点在a 、b 两点所受的电场力都是竖直向上的 B 、a 点的电势比b 点的电势高 C 、带电质点在a 点的电势能比在b 点的电势能小 D 、a 点的电场强度比b 点的电场强度大 （1）审题 （写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及过程） （2）分析 （合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点） （3）解题过程 例2 如图—2所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三点， ab=5cm ，bc=12cm ，其中ab 沿电场方向，bc 和电场方向成 60°角，一个电量为q=4×10-8C 的正电荷从a 移到 b 电场力做功为W 1=×10-7J 求： （1）匀强电场的场强E=？ （2）电荷从b 移到c ，电场力做功W 2=？ （3）a 、c 两点的电势差U ac =？
微型专题01 电场力的性质(练习题)(原卷版)
第九章 静电场及其应用 微专题1 电场力的性质 一、单选题： 1.如图所示，两个电荷量均为＋q 的小球用长为l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径r ?l ，k 表示静电力常量，则轻绳的张力大小为( ) A ．0 B.kq 2l 2 C.2kq 2l 2 D.kq l 2 2.一带负电荷的质点，只在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，图中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( ) 3.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P 和Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( ) A.P 和Q 都带正电荷 B.P 和Q 都带负电荷 C.P 带正电荷，Q 带负电荷 D.P 带负电荷，Q 带正电荷 4.如图所示，a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q 和－Q ，c 是线段ab 的中点，d
是ac的中点，e是ab的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为F d、F c、F e，则下列说法中正确的是( ) A．F d、F c、F e的方向都是水平向右 B．F d、F c的方向水平向右，F e的方向竖直向上 C．F d、F e的方向水平向右，F c＝0 D．F d、F c、F e的大小都相等 5.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则( ) A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增大 C．a的加速度将减小，b的加速度将增大 D．两个粒子的动能，一个增大一个减小 6.如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OA为2l，O点到B点的距离为l，平衡时A、B两带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k.则( )
2020年高考物理大一轮复习第7章静电场第1节电场力的性质课时规范训练202010121111
第1节 电场力的性质 课时规范训练 [基础巩固题组] 1．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说，但下列不属于静电现象的是( ) A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B ．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C ．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D ．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉 解析：选C.用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A 属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B 属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C 不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D 属于静电现象． 2．关于电场强度的概念，下列说法正确的是( ) A ．由E ＝F q 可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比 B ．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关 C ．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 D ．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 解析：选 C.电场中某点场强的大小由电场本身决定，与有无试探电荷、试探电荷的受力情况及所带电荷性质无关，A 、B 、D 错误，C 正确． 3. 如图所示，电量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有 ( ) A ．体中心、各面中心和各边中点 B ．体中心和各边中点 C ．各面中心和各边中点 D ．体中心和各面中心 解析：选D.根据点电荷场强公式E ＝kQ r 2及正方体的对称性可知正方体的体中心点及各面的中心点处场强为零，故答案为D.
经典课时作业 电场力的性质的描述
经典课时作业 电场力的性质的描述 （含标准答案及解析） 时间：45分钟 分值：100分 1.如图所示带正电的金属圆环竖直放置,其中心处有一电子,若电子某一时刻以初速度v 0从圆环中心处水平向右运动,则此后电子将( ) A.做匀速直线运动 B.做匀减速直线运动 C.以圆心为平衡位置振动 D.以上选项均不对 2.如图所示,两个完全相同的绝缘金属壳a ?b 的半径为R,质量为m,两球心之间的距离为l=3R.若使它们带上等量的异种电荷,电荷量为q,那么两球之间的万有引力F 引,库仑力F 库分别为( ) 22 22222222 222222A.F ,F B.F ,F k C.F G F k D.F G ,,F k m q m q G k G l l l l m q m q l l l l ==≠≠≠==≠引引库库引引 库库 3.带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:①在电场线上运动,②在等势面上做匀速圆周运动.该电场可能由( ) A.一个带正电的点电荷形成 B.一个带负电的点电荷形成 C.两个分立的带等量负电的点电荷形成 D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 4.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M 点,再经过 N 点,可以判定( )
A.M点的电势大于N点的电势 B.M点的电势小于N点的电势 C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 5.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的v-t图象如图所示,则A?B两点所在区域的电场线分布情况可能是( ) 6.如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0,使其在水平桌面上运动,则( ) A.若A?B为同种电荷,B球一定做速度变大的曲线运动 B.若A?B为同种电荷,B球一定做加速度变大的曲线运动 C.若A?B为异种电荷,B球可能做加速度?速度都变小的曲线运动 D.若A?B为异种电荷,B球速度的大小和加速度的大小可能都不变 7.竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O 点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E.已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力.现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其竖直方向上的速度突变为零,水平方向分量没有变化,则小球到达与P1点等高的P2时线上张力T为( ) A.mg B.2mg C.3mg D.4mg 8.如图,M?N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°,电荷量相等?符号相反的两个点电荷分别置于M?N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将
人教版高三物理小专题复习 21电场能的性质的描述
21.电场能的性质的描述 一、单项选择题(每小题6分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的) 1.如图所示,电场中的一簇电场线关于y轴对称分布,O点是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则() A.M点电势比P点电势高 B.OM间的电势差等于NO间的电势差 C.一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能 D.将一负电荷从M点移到P点,电场力做正功 【解析】选D 2.在光滑绝缘的水平桌面上,存在着方向水平向右的匀强电场,电场线如图中实线所示。一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动,到C点时,突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点,其运动轨迹如图中虚线所示,v表示小球在C点的速度。则下列判断中正确的是() A.小球在A点的电势能比在B点的电势能小 B.恒力F的方向可能水平向左 C.恒力F的方向可能与v方向相反 D.在A、B两点小球的速率不可能相等 【解析】选B 3.如图所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴。理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,则()
A.x2处场强大小为 B.球内部的电场为匀强电场 C.x1、x2两点处的电势相同 D.假设将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处和从R移到x2处电场力做功相同 【解析】选A 4.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上有B、C两点,则下列说法中正确的有() A.B点的场强小于C点的场强 B.同一试探电荷在B、C两点的电势能可能相同 C.负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中,电势能先减小后增大 D.B点电场强度沿x轴的分量与C点电场强度沿x轴分量方向相同 【解析】选C 5.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则() A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ
电场力和能的性质总结
电场巩固总结 基本知识： 1.电场强度E的计算方法： 2.电势差U的计算方法： 3.电势 的计算方法： 4.电势能Ep的计算方法： 5.电场力做功的计算方法： ①匀强电场中W= ②由功能关系W= ③与电势差关系W= ④多个力做功（变力）W= 6.高中阶段的几个功能关系 ①重力做功与重力势能： ②弹力做功与弹性势能： ③电场力做功与电势能： ④合外力做功与动能： ⑤其他力做功与机械能： 7.能量守恒定律的应用 类型一：电场线与轨迹问题 1.如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是() A．三个等势面中，a的电势最高 B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大 C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大 D．带电粒子由M运动到N时，加速度增大 2.一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有() A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度先不变，后变小 C．粒子的速度不断增大 D．粒子的电势能先减小，后增大 3.如图中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。
现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则( ) 带负电荷，N带正电荷 带正电荷，N带负电荷 在从O点运动至a点的过程中电势降低 在O点和b点电势能相同 类型二：几种功能关系的应用 1. 带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为3 J，电场力做功1 J，克服空气阻力做功为J，则在A点的() A．重力势能比B点大3 J B．电势能比B点小1 J C．动能比B点小J D．机械能比B点小J 2.质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中( ) A.小球的重力势能减少了2mgh B.小球的动能减少了2mgh C.电场力做负功2mgh D.小球的电势能增加了3mgh 3.如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC＝30°，A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v，试求： (1)小球通过C点的速度大小。 (2)小球由A到C的过程中电势能的增加量。 类型三：电场中的图像类问题 1.电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v -t图像可能是下列各图中的() 2.如图甲所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，现将正点电荷从A点静止释放，仅在电场力作用下运动一段距离到达B点，其电势能E p随位移x的变化关系如图乙所示。从A到B过程中，下列说法正确的是()