09秋季高三物理-第一讲电场913

09 秋季班 高三 物理 2009-9-13第一讲 电场一、知识清单：库仑定律、电场强度、电势能和电势、电势差、电势差和电场强度的关系、静电现象、电容器的电容带电粒子在电场中的加速、带电粒子在电场中的偏转、带电粒子在复合场中的运动、示波器原理二、重要题型：(一)、 库仑定律简单应用例：两个可视为点电荷的完全相同的小金属球的电荷量之比为5：1，它们在真空中相距一定距离时相互作用的库仑力为F 1，如果让它们接触后再放回各处原来的位置上，此时它们相互作用的库仑力变为F 2，则F 1∶F 2可能为（ ）A ．5∶2B ．5∶4C ．5∶6D ．5∶9巩固练习：真空A 、B 两个点电荷相距为L ，质量分别为m 和2m ，它们由静止起开始运动（不计重力），开始时A 的加速度大小为a ，经过一段时间后B 的加速度大小也为a ，此时A 、B 间的距离为多大？（二）、电场强度、电场线概念 1、电场强度定义式和计算式 例：下列说法中正确的是（ ）A ．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B ．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的C ．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的特性是对处在它里面的电荷有力的作用D ．以上说法都不正确巩固练习：电场强度E 的定义式为E =F q，下列说法正确的是 （ ） A ．这定义式只适用于点电荷产生的电场.B ．上式中,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.C ．上式中,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D ．在库仑定律的表达式F=kq 1q 2r 2中，kq 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小，而kq 1r2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的场强大小2．场强的叠加例：图中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、Q 2，MN 是ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点。

下列哪中情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧？（ ） A ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1<Q 2B ．Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1>|Q 2|C ．Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|<Q 2D ．Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|>|Q 2|巩固练习：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)3、电场线的概念例：列关于电场线的说法中，正确的是（ ）A ．电场线是电场中实际存在的线B ．电场中任意两条电场线不会相交C ．顺着电场线方向，电场强度一定越来越大D ．顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小巩固练习:关于电场线下列说法中，正确的是（ ）A ．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的加速度方向相同B ．同一电荷在电场线越密的地方所受的电场力越大C ．顺着电场线移动电荷，电荷受到的电场力一定不变D ．在电场中，凡是电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域上的点则无电场（三）、电荷（或带电物体）在外电场中受力平衡例：如图所示，在光滑水平面上放着A 、B 两个带电绝缘小球，A 带正电，B 带负电，带电量都是q ，它们之间距离为d ，在水平方向加一个匀强电场，使两小球在电场力作用下都处于静止状态，则在AB 连线的中点处场强大小是_______，方向是___________。

巩固练习：如图所示，绝缘细线一端固定于O 点，另一端接一带电量为-q 、质量为m 的带电小球，要使该带电小球静止时悬线与竖直方向夹θ角，可在空间加一匀强电场，则 （1）若所加的匀强电场是水平方向，问：场强E 大小多大，方向如何？MNPab左 右 d d dba +q B d + -A（2）当所加匀强电场的方向如何时可使所加的电场场强最小？最小的场强多大？（四）、电势、电势能、电势差、等势面 1、电势、电势能、电势差概念例：关于电势和电势能的关系，下列各种说法中正确的是（ ） A ．某点电势高，则该点的电势能大B ．某点电势高，则该点电场力做功本领强C ．若带电粒子在电场中移动时，电势能减少，则电势一定降低D ．电荷只受电场力作用由静止开始运动时，电势能一定减少巩固练习：关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（ ） A ．电场强度大的地方，电势一定高 B ．电场强度不变，电势也不变 C ．电场强度为零处，电势一定为零 D ．沿电场强度的方向电势一定降低 2．等势面概念及其分布规律例：一个点电荷，从静电场中 a 点移到b 点，其电势能的变化为零，则（ ） A ．a 、b 两点的场强一定相等 B ．该电荷一定沿等势面移动C ．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D ．a 、b 两点的电势一定相等巩固练习：两个固定的等量异种点电荷的中垂线为MN ，a 、b 是MN 上的两点，c 则是电场中另一个位置的一点，如图所示。

以下说法中正确的是（ ）A ．b 点电势比a 点电势高B ．c 点电势为负值C ．a 、b 两点的场强方向相同D ．负电荷q 由a 点经不同的路径到达c 点时，电场力总是做正功3、电场力做功和电势能变化的关系例：带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10-6J的功。

那么（ ）A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的场强D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能巩固练习：若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内( )。

A ．一定沿电力线由高电势处向低电势处运动； B ．一定沿电力线由低电势处向高电势处运动；O - θ q 、m + - ab cM NP+ - C ．不一定沿电力线运动,但一定由高电势处向低电势处运动； D ．不一定沿电力线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动（五）定量计算场强、电势差、电势及功和能例：如图所示，在方向竖直向上、大小为E 的匀强电场中有相距为d 的A 、B 两点，AB 连线与场强方向成θ角，则U AB 为（ ）A ．EdB ．Ed sin θC ．Edc os θD ．-Ed sinθ巩固练习：如图所示，电源两极间电压为300V ，与两平行金属板M 、N 相连。

其中N 板接地，M 、N 两板间距D =3cm ，两板中有一P 点，到M 板的距离d =2cm ，问：⑴P 点的电势φP 为多大？将电子由P 点移到M 板过程中电场力做功W 为多少eV ？ ⑵现若改将M 板接地，则φP ′为多大？将电子由P 点移到M 板过程中电场力做功W ′为多少eV ？（六）、电容器、电容例：在右图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与一灵敏的静电计相接，极板B 接地。

若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )A ．两极板间的电压不变，极板上的电量变小B ．两极板间的电压不变，极板上的电量变大C ．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D ．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大巩固练习：一个平行电容器充电后与电源断开,负极板接地。

在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P 点，如图所示。

以E 表示两极板间的场强，U 表示电容器的电压，W 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极不动，将正极板移到虚线所示的位置，则（ ）A ．U 变小，E 不变B ．E 变大，W 变大C ．U 变小，W 不变D ．U 不变，W 不变，（七）、带电粒子在恒定电场中直线运动 例：如图所示，在纸面内有一匀强电场，一带正电的小球（重力不计），在一恒力F 作用下沿图中虚线由点A 至B 点做匀速运动。

已知力F 与AB 间夹角为θ，点A 、B 间距离为d ，小球带电荷量为q ，则下列说法正确的是（ ）A ．匀强电场的电场强度大小为E=F cos θqABθ dE P MN +- - - - + ++ + + Fθ ABB ．A 、B 两点间的电势差为-Fd cos θqC ．带电小球由点A 运动至B 过程中电势能增加了Fd cos θD ．若带电小球由点B 向点A 做匀速直线运动，则F 必须反向巩固练习1：如图所示,有一质量为m 、带电量为q 的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中，设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定 ( ).A ．油滴在电场中做抛物线运动B ．油滴在电场中做匀加速直线运动C ．油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离D ．油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还决定于油滴的荷质比巩固练习2：如图甲所示，AB 是某电场中的一条电场线，若在A 点放置一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下，沿AB 由A 运动到B 过程中的速度图像如图乙所示，下列关于A 、B 两点的电势φ和电场强度E 的判断正确的是（ ） A ．E A >E B B ．E A >E B C ．φA >φB D ．φA <φB（八）、带电粒子在电场中的曲线运动 1、带电粒子在恒定电场中的曲线运动例1：A 、B 两带电粒子电量之比为1︰2，质量之比为1︰4，现沿垂直于场强方向射入两带电平行金属板间的偏转电场，如图所示，已知两粒子的初速度之比为3︰1，则这两粒子飞出偏转电场时偏角的正切tan φ1︰tan φ2为（不计重力作用） （ ） A ．9︰2 B ．2︰9 C ．1︰3 D ．3︰1巩固练习1：一个不计重力的带电粒子质量为m ，带电量为q ，在匀强电场中运动，电场的场强方向水平向右，大小为E ，如图所示，某时刻粒子经过a 点，速度方向与电场线成60°角，经过时间t ，它恰好经过b 点，速度方向变为与电场线成30°角，求：（1）a 、b 间距离；（2）从a 到b 的过程中电场力对带电粒子所做的功。

+ m 、q - B A 甲O t v 乙 + -φ巩固练习2：质量为m =5×10-6kg 的带电微粒以v 0=2m/s 速度从水平放置的平行金属板A 、B 中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长l ＝10cm ，间距d ＝3cm ，当U AB 为1000V 时，带电微粒恰好沿直线穿过板间，问：当AB 间电压在什么范围内时，此带电微粒能从板间飞出？（g 取10m/s 2）2、示波管原理及类示波管粒子的运动例：质子和α粒子的质量之比为1∶4，电量之比为1∶2；设两种粒子由静止开始，经相同的加速电压加速后，又垂直进入同一匀强电场，飞出电场时，它们横向偏移量之比为________，在电场中经过时间之比为________。