1、第一章 静电场1.1 电 荷 及 其 守 恒 定 律 、 库 仑 定 律 、 电 场 强 度【学习目标】1、 了 解 元 电 荷 的 含 义 ， 理 解 电 荷 守 恒 定 律 的 不 同 表 述 。2、 掌 握 库 仑 定 律 ， 能 够 解 决 有 关 的 问 题 。3、 理 解 电 场 强 度 及 其 矢 量 性 ， 掌 握 电 场 强 度 的 叠 加 ， 并 进 行 有 关 的 计 算 。4、 知 道 用 电 场 线 描 述 电 场 的 方 法 。 理 解 引 入 电 场 线 的 意 义 。【自主学习】一 、 电 荷 及 电 荷 守 恒1、 自 然 界 中 存 在 电 荷 ， 正 电
2、荷 和 负 电 荷 ， 同 种 电 荷 相 互 ， 异 种 电 荷 相 互 。电 荷 的 多 少 叫 做 ， 单 位 是 库 仑 ， 符 号 是 C。所 有 带 电 体 的 带 电 量 都 是 电 荷 量e= 的 整 数 倍 ， 电 荷 量 e称 为 。2、 （ 1） 点 电 荷 是 一 种 模 型 ， 当 带 电 体 本 身 和 对 研 究 的 问 题 影 响 不 大 时 ， 可 以 将 带 电 体 视 为 点 电 荷 。 真 正 的 点 电 荷 是不 存 在 的 ， 这 个 特 点 类 似 于 力 学 中 质 点 的 概 念 。3、 使 物 体 带 电 有 方 法 ：摩 擦 起 电 、 感
3、 应 起 电 、 接 触 起 电 ， 其 实 质 都 是 电 子 的 转 移 。4、 电 荷 既 不 能 ， 也 不 能 ， 只 能 从 一 个 物 体 到 另 一 个 物 体 ， 或 从 物 体 的 转 移 到 ， 在 转 移 的 过 程 中 ， 电 荷 的 总 量 ， 这 就 是 电 荷 守 恒 定 律 。二 、 库 仑 定 律1、 真 空 中 两 个 之 间 的 相 互 作 用 力 F的 大 小 ， 跟 它 们 的 电 荷 量Q1、 Q2的 乘 积 成 ， 跟 它 们 的 距 离 r的 成 反 比 ， 作 用 力 的 方向 沿 着 它 们 的 。公 式 F= 其 中 静 电 力 常 量
4、k 适 用 范 围 ： 真 空 中 的 。4、 库 仑 定 律 与 万 有 引 力 定 律 的 比 较 如 下 表 ：定 律 共 同 点 区 别 影 响 大 小 的 因 素万 有 引 力 定 律 与 两 个 物 体 、 有 关 ， 只 有 力 m1， m2， r库 仑 定 律（ 1） 都 与 距 离 的 二 次 方 成 反 比（ 2） 都 有 一 个 常 量 与 两 个 物 体 、 有 关 ， 有 力 ， 也 有 力 Q1， Q2， r三 、 电 场 强 度1、 电 场 和 电 场 强 度电 场 电 场 是 电 荷 之 间 发 生 相 互 作 用 的 媒 介 物 质 ， 周 围 存 在 电 场
5、 ，放 入 电 场 中 某 点 的 电 荷 所 受 的 跟 该 电 荷 所 带 的 比 值 叫 做 该 点 的 电 场 强 度电 场 强 度 和 定义 式 公 式 ： ， 单 位 ： ， 或 V/m物 理 意 义 是 描 述 电 场 力 的 性 质 的 物 理 量 ， 能 够 反 映 电 场 的强 弱相 关 因 素 E的 大 小 和 的 大 小 无 关 ， 是 由 电 场 决 定 的 ， 只 与 形 成 电 场 的 电 荷 和 该 点 有 关 ， 与 试 探电 荷 无 关矢 标 性 电 场 强 度 的 方 向 与 该 点 所 受 电 场 力 的 方 向 相 同 ， 与 受 电 场 力 的 方
6、向 相 反 ， 几 个 场 强 叠 加时 ， 需 按 矢 量 的 运 算 法 则 ， 即 定 则 。2、 电 场 强 度 的 几 个 公 式（ 1） 是 电 场 强 度 的 定 义 式 ， 适 用 于 的 静 电 场 。FEq（ 2） 是 点 电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。2Qkr+Q +2QA C D B（ 3） 是 匀 强 电 场 中 场 强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须是沿 的距离。UEd3、 电 场 的 叠 加电 场 需 按 矢 量 的 运 算 法 则 ， 即 按 平 行 四 边 形 定 则 进 行 运 算 。四 、 电 场 线（ 1）
7、电 场 线 ： 在 电 场 中 画 出 一 些 曲 线 ， 使 曲 线 上 每 一 点 的 方 向 都 跟 该 点 的 方 向 一 致 ， 这 样 的 曲 线 就 叫 做 电 场 线 。 电 场 线 是人 们 为 了 描 述 而 人 为 地 画 出 来 的 ， 电 场 中 并 非 真 正 存 在 着 这 样 一 些 曲 线 。 它 可 以 形 象 直 观 地 反 映 电 场 的 和 。（ 2） 电 场 线 的 性 质 ： 电 场 线 起 始 于 （ 或 无 穷 远 处 ）； 终 止 于 （ 或 无 穷 远 处 ）。 其 上 每 一 点 的 切 线 方 向 和 该 点 的 方 向 一 致 。疏
8、密 程 度 反 映 了 电 场 的 ， 电 场 线 密 集 的 地 方 场 强 ； 电 场 线 稀 疏 的 地 方 场 强 。 在 没 有 电 荷 的 空 间 ， 电 场 线 不 能 ， 两 条 电 场 线 不 能 。（ 3） 与 电 势 的 关 系 ： 在 静 电 场 中 ， 电 场 线 和 等 势 面 且 由 电 势 较 的 等 势 面 指 向 电 势 较 低 的 等 势 面 。 顺 着 电 场 线 的 方 向 电 势 越 来 ， 但 顺 着 电 场 线 的 方 向 场 强 越 来 越 小 。（ 4） 电 场 线 和 电 荷 在 电 场 中 的 运 动 轨 迹 是 的 ， 它 们 只 有
9、在 一 定 的 条 件 下 才 能 重 合 。 即 ： 电 场 线 是 。 电 荷 的 初 速 度 为 零 或 不 为 零 ， 但 速 度 方 向 和 电 场 线 。 电 荷 仅 受 电 场 力 作 用 或 受 其 他 力 的 方 向 和 电 场 线 平 行 。只 有 同 时 满 足 这 三 个 条 件 ， 轨 迹 才 和 电 场 线 重 合 。【典型例题】例 1： 如 图 1-1所 示 ， 有 两 个 带 电 小 球 ， 电 量 分 别 为+Q和 +9Q， 在 真 空 中 相 距 0.4m。 如 果 引 进 第 三 个 带 电 小 球 ， 正 好 使 三 个 小 球 都 处于 平 衡 状 态
10、 ， 第 三 个 小 球 带 的 是 哪 种 电 荷 ？ 应 放 在 什 么 地 方 ？ 电 量 是Q的 几 倍 ？Q q 9QA C B （ 图 1-1）（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： （ 2004广 西 模 拟 ） 如 图 1-2所 示 ，初 速 度 为 的 带 电 粒 子 ， 从 A点 射 入 电 场 ，沿 虚 线 运 动 到 B点 ， 判 断 ：（ 1） 粒 子 带 什 么 电 ？（ 2） 粒 子 加 速 度 如 何 变 化 ？（ 3） 画 出 A、 B两 点 的 加 速
11、度 方 向 。 图 1-2（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 3： 如 图 1-3所 示 ， A、 B两 点 放 有 电 荷 量 +Q和 +2Q的 点 电 荷 ， A、 B、 C、 D四 点 在 同 一 直 线 上 ， 且 AC=CD=DB， 将 一 正 电 荷 从 C点 沿 直 线移 到 D点 ， 则 （ ）A、 电 场 力 一 直 做 正 功B、 电 场 力 先 做 正 功 再 做 负 功C、 电 场 力 一 直 做 负 功 图 1-3D、 电 场 力 先 做 负 功 再 做 正 功（1
12、）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）a bA P BA c d B（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【针对训练】1、 真 空 中 有 两 个 相 同 的 金 属 小 球A和 B， 相 距 为 r， 带 电 量 分 别 是 q和 2q， 但 带 何 种 电 荷 未 知 ， 它 们 之 间 的 相 互 作 用 力 大 小 为F， 有 一 个跟 A、 B相 同 的 不 带 电 的 金 属 球 C， 当 C跟 A、 B依 次 各 接 触 一 次 后 移 开 ， 再 将A、 B间 距 离 变 为 2r， 那 么 A、 B间 的 作 用 力 大
13、 小 可 能 是 （ ）A、 5F/64 B、 5F/32 C、 3F/64 D、 3F/162、 如 图 1-4所 示 ， 绝 缘 的 细 线 上 端 固 定 ， 下 端 悬 挂 一 个 轻 质 小 球a， a的 表 面 镀 有 铝 膜 ， 在 a的 近 旁 有 一 绝 缘 金 属 球b， 开 始 时 ， a、 b都 不 带 电 ， 如 图 所 示 ， 现 使b带 电 则 （ ）A、 a、 b间 不 发 生 相 互 作 用B、 b将 吸 引 a， 吸 住 后 不 放 开C、 b立 即 把 a排 斥 开D、 b先 吸 引 a， 接 触 后 又 把 a排 斥 开3、 有 关 电 场 强 度 的
14、理 解 ， 下 述 正 确 的 是 （ ）A、 由 可 知 ， 电 场 强 度 E跟 放 入 的 电 荷 q所 受 的 电 场 力 成 正 比 。FEqB、 当 电 场 中 存 在 试 探 电 荷 时 ， 电 荷 周 围 才 出 现 电 场 这 种 特 殊 的 物 质 ， 才 存 在 电 场 强 度C、 由 E=Kq/r2可 知 ， 在 离 点 电 荷 很 近 ，r接 近 于 零 ， 电 场 强 度 达 无 穷 大D、 电 场 强 度 是 反 映 电 场 本 身 特 性 的 物 理 量 ， 与 是 否 存 在 试 探 电 荷 无 关 。4、 一 半 径 为 R的 绝 缘 球 壳 上 均 匀 地
15、 带 有 电 荷 量 为Q的 正 电 荷 ， 另 一 电 荷 量 为q的 带 正 电 的 点 电 荷 放 在 球 心O上 ， 由 于 对 称 性 ， 点 电 荷的 受 力 为 零 ， 现 在 球 壳 上 挖 去 半 径 为r 的 小 圆 孔 ， 则 此 时 置 于 球 心 的 点 电 荷 所 受 力 的 大 小 为 （ 已 知 静 电 力 常 量 为 k） ， 方 向 【能力训练】1、 如 图 1-5所 示 为 电 场 中 的 一 根 电 场 线 ， 在 该 电 场 线 上 有a、 b两 点 ， 用 Ea、 Eb分 别 表 示 两 处 场 强 的 大 小 ， 则 （ ）A、 a、 b两 点 的
16、 场 强 方 向 相 同B、 因 为 电 场 线 由 a指 向 b， 所 以 Ea EbC、 因 为 电 场 线 是 直 线 ， 所 以Ea=Eb 图 1-5D、 因 为 不 知 道 a、 b附 近 的 电 场 线 分 布 情 况 ， 所 以 不 能 确 定Ea、 Eb的 大 小 关 系 。2、 在 x轴 上 有 两 个 点 电 荷 ， 一 个 带 正 电Q1， 另 一 个 带 负 电 -Q2， 且 Q1=2Q2， 用 E1和 E2分 别 表 示 两 个 点 电 荷 所 产 生 的 场 强 大 小 ， 则 在x轴上 （ ）A、 E1=E2之 点 只 有 一 个 ， 该 处 的 合 场 强 为
17、零B、 E1=E2之 点 共 有 两 处 ， 一 处 合 场 强 为 零 ， 另 一 处 合 场 强 为2E2C、 E1=E2之 点 共 有 三 处 ， 其 中 两 处 合 场 强 为 零 ， 另 一 处 合 场 强 为2E2D、 E1=E2之 点 共 有 三 处 ， 其 中 一 处 合 场 强 为 零 ， 另 两 处 合 场 强 为2E23、 如 图 1-6所 示 ， 用 两 根 细 绳 把 两 个 带 同种 电 荷 的 小 球 悬 挂 在 一 点 ，A球 质 量 大 于B球 的 质 量 ， A球 所 带 的 电 荷 量 大 于 B球所 带 的 电 荷 量 。 两 球 静 止 时 ，A、 B
18、两 球处 在 同 一 水 平 面 上 ， 悬 线 与 竖 直 线 的 偏 角 分 别 为 和 ， 则 （ ）A、 B、 C、 = D、 无 法 确 定4、 如 图 1-7所 示 ， 直 线 A、 B是 一 条 电 场 线 ， 在 其 上 某 点P处 由 静 止 开 始 释 放 一 负 试 探 电 荷 时 ， 它 沿 直 线 向B处 运 动 ， 对 此 现 象 ， 下 列判 断 正 确 的 是 （ 不 计 电 荷 重 力 ）A、 电 荷 一 定 向 B做 匀 加 速 运 动B、 电 荷 一 定 向 B做 加 速 度 越 来 越 小 的 运 动C、 电 荷 一 定 向 B做 加 速 度 越 来 越
19、 大 的 运 动 图 1-7D、 电 荷 向 B做 加 速 运 动 ， 加 速 度 的 变 化 情 况 不 能 确 定 。 5、 如 图 所 示 ， A、 B为 带 电 量 分 别 是 Q和 -Q的 两 个 等 量 异 种 点 电 荷 ，c、 d为 A、B连 线 上 的 两 个 点 ， 且 Ac=Bd， 则 c、 d 图 1-8两 点 电 场 强 度 6、 如 图 1-9所 示 ， 半 径 为 r的 圆 与 坐 标 轴 的 交 点 分 别 为a、 b、 c、 d， 空 间 有 与 x轴 正 方 向 相 同 的 匀强 电 场 ， 同 时 ， 在 0点 固 定 一 个 电 荷 量 为 +Q的 点
20、电 荷 ， 如 果 把 一 个 带 电 量 为-q的 试 探 电 荷 放 在 c点 ， 则 恰 好处 于 平 衡 ， 那 么 该 匀 强 电 场 的场 强 大 小 为 ， a、 d两 点 的 合 场 强 大 小 分 别 为 、 。7、 （ 2004广 东 ） 已 经 证 实 ， 质 子 、 中 子 都 是 由 称 为 上 夸 克 和 下 夸 克 的 两 种 夸 克 组 成 的 ， 上 夸克 带 电 为 ， 下 夸 克 带 电 为 ， e为 电 子 所 带 电 荷 量 的 大 小 ， 如 果 质 子 是3e13 由 三 个 夸 克 组 成 的 ，且 各 个 夸 克 之 间 的 距 离 为L， L
21、=1.510-15m。 试 计 算 质 子 内 相 邻 两 个 夸 克 之 间 的 静 电 力 （ ）8、 两 个 质 量 都 为 m的 小 球 可 视 为 质 量 ， 用 长 度 都 是L的 绝 缘 细 线 悬 挂 在 同 一 点 ， 使 它 们 带 上 等 量 同 种 电 荷 ， 平 衡 时 两 悬 线 的 夹 角 为2 ，求 每 个 小 球 所 带 的 电 量 。9、 一 粒 子 质 量 为 m， 带 电 量 为 +q， 以 初 速 度 V， 跟 水 平 方 向 成 45角 斜 向 上 进 入 匀 强 电 场 区 域 ， 粒 子 恰 沿 直 线 运 动 ， 求 这 匀 强 电 场场 强
22、的 最 小 值 ， 并 说 明 其 方 向 。10、 用 三 根 长 均 为 L的 细 丝 线 固 定 两 个 质 量 为m、 带 电 量 分 别 为 q和 -q的 小 球 ， 如 图 1-10所 示 ， 若 加 一 个 水 平 向 左 的 匀 强 电 场 ， 使 丝线 都 被 拉 紧 且 处 于 平 衡 状 态 ， 则 所 加 电 场E的 大 小 应 满 足 什 么 条 件 ？1.2 电场能的性质【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
23、进行有关计算./ABBABUWq及6、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系 ABUEd7、会用 或 解决有关问题ABEd/ABd【自主学习】一、电势差、电势、电势能定义 电荷 q 在电场中的两点间移动时电场力所做的功 WAB与电荷量q 的比值公式 /,ABUW单 位 :伏 ,符 号 V电势差物理意义 描述电场能的性质，两点间的电势差在数值上等于在两点间移动单位正电荷时电场力的功定义 电场中某点的电势是指该点与零电势点之间的电势差，符号：物理意义 电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力的功，描述电场能的性质电势与电势差的关系ABBU类似于高度差和高度的关系电势能 定义 电荷在
24、电场中由其相对位置决定的能（类似重力势能）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=qEs（s 为电荷初末位置在电场方向上的位移）（2）由公式 （ 为电荷初末位置间电势差的大小）ABWqUAB（3）由电场力做功和电势能的变化的关系
25、： 分别是电荷电场中 A、B 两点的电势能）(.ABPBPAWE（4）由动能定理 K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
26、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 1.21 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
27、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 1.22 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=410-8C 的正电荷从 a 移到 b 电场力做功为 W1=1.210-7J 求：（1）匀强电场的场强 E=？（2）电荷从 b 移到 c，电场力做功 W2=？（3）a、c 两点的电势差 Uac=？分析：（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） （合理分段，画出示意
28、图，并找出各段之间的连接点）(3)解题过程：例 3 1.23 如图所示，在场强 E=1.5103N/C的匀强电场中，有A、B、C 三点，AB 垂直于电场线， BC 平行于电场线，AB=3cm，BC=4cm，AC=5cm， A、B 的电势差 UAB=0，B、C 电势差 UBC与 A、C 电势差 UAC相等，U BC=UAC=60V，把一正电荷 放在 A 点，求：（1）电81.0q 荷 q 在 A 点受到的电场力为多大？方向怎样？（2）电荷 q 沿 路线到达 C 点，电场力各做了多少功？电场力做功有什么特点？电势能怎样变化？变化了多少？分析：（1） （写出或标明你认为的关键词、题中条件和所处状态及
29、过程）（2） （合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程：例 4 如图 1.24 所示，两平行金属板 A、B 间接有直流电源，一电子从 A 板附近无初速 释放，当电子到达 B 极板时速度为 V1，现将 B 板向左移动一段距离，使 A、B 间距离变 为原来的一半，仍让电子从 A 板附近无初速释放，当电子到达 B 板时速度为 v2，则有（ ）A、v 1=v2 B、v 1=2v2 C、 D、 12v1v分析（1） （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） （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：【针对训练】1、如图 1.25 所示，M、N 两
30、点分别放置两个等量异种电荷，A 为它们连线的中点，B 为连线上靠近 N 的一点，C 为连线中垂线上处于 A 点上方的一点，在 A、B、C 三点中（ ）A、场强最小的点是 A 点，电势最高的点是 B 点B、场强最小的点是 A 点，电势最高的点是 C 点C、场强最小的点是 C 点，电势最高的点是 B 点D、场强最小的点是 C 点，电势最高的点是 A 点2、如图 1.26 所示，Q 是带正电的点电荷，P1、P 2为其电场中的两点，若 E1、E 2为 P1和 P2两点的电场强度的大小， 、 为 P1和 P2两点的电势，则（ ）12A、 12,EB、 C、 12,D、 E3、如图 1.27 所示为某一电
31、场的电场线和等势面，已知 ，则（ ）5,3,acVabcA、 B、4bC、 D、上述三种情况都有可能4、在静电场中，将一电子从 A 点移到 B 点，电场力做了正功，则（ ）A、电场强度的方向一定是由 A 点指向 B 点B、电场强度的方向一定是由 B 点指向 A 点C、电子在 A 点的电势能一定比在 B 点高D、电子在 B 点的电势能一定比在 A 点高5、某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，电场线、粒子在 A 点的初速度及运动轨迹如图 1.28 所示，可以判定（ ）A、粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度B、粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能C、粒子在 A 点的
32、电势能小于它在 B 点的电势能D、电场中 A 点的电势低于 B 点的电势【能力训练】1、如图 1.29 所示，在真空中有两个带相等电荷量的正电荷 q1 和 q2，它们分别固定在 A、B两点，DC 为 AB 连线的中垂线，现将正电荷 q3由 C沿 CD 移至无穷远处，在此过程中（ ）A、q 3的电势能逐渐增加B、q 3的电势能先逐渐增加，后逐渐减少C、q 3受到电场力逐渐减小D、q 3受到电场力先逐渐增大，后逐渐减小2、如图 1.210 所示，在某电场中，沿 ABCDA移动一负电荷，电场力分别做功为 4,2,3.ABBCCDWeVeWV则以下判断正确的是A、D 点的电势最高，且 ABB、C 点的
33、电势最高，且C、B 点的电势最高，且 ADD、A 点的电势最高，且 B3、如图 1.211 所示，虚线 a、b 和 C 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 、 和 一带ab,.Cabc正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示，由图可知（ ）A、粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功B、粒子从 L 从 M 的过程中，电场力做负功C、粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加D、粒子从 L 到 M 的过程中，动能减少4、一带电粒子射入一固定在 O 点的点电荷电场中，粒子运动轨迹如 1.212 图中细线 abc 所示，图中粗线是同心圆弧，表示电场等势面，不计重力，则以下判断正
34、确的有（ ）A、此粒子一直受静电斥力作用B、粒子在 b 点的电势能一定大于 a 点的电势能C、粒子在 b 点的速度一定和在 c 点的速度大小相等D、粒子在 a，c 两点的动能、速度大小相等5、如图 1.13 中虚线表示等势面相邻两等势面间电势差相等，有一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在 a 点的动能为 20eV，运动到 b 点时的动能为2eV，若取 c 点为零势点，则当粒子的电势能为6eV 时，它的动能是（ ）A、16eV B、14eV C、6ev D、4ev6、 （山东济南联考题）如图 1.214 所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面
35、，且相邻等势面间的电势差相等，一正电荷在等势面 A 处的动能为 20J，运动到等势面 C 处动能为零，现取 B 等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为 2J 时的动能是 J，（不计重力和空气阻力）7、 （2005湖北宜昌模拟）图 1.215 中的虚线a、b、c、d 表示匀强电场中的 4 个等势面，两个带电粒子 M、N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中 MPN和 NQM 所示，已知 M 是带正电的带电粒子，则下列说法中正确的是（ ）A、N 一定也带正电B、a 点的电势高于 b 点的电势，a 点的场强大于 b 点的场强C、带电粒子 N 的动能减小，电势能增大D、带
36、电粒子 N 的动能增大，电势能减小8、如图 1.216 所示，带电体 Q 固定，带电体P 的电荷量为 q，质量为 m，与绝缘的水平面间的动摩擦因数 ，将 P 在 A 点由静止放开，则在 Q 的排斥下运动到 B点停下，A、B 相距为 s，下列说法正确的是（ ）A、若将 P 从 B 点由静止拉到 A 点，水平拉力至少做功 2mgsB、若将 P 从 B 点拉到 A 点，水平拉力至少做功C、P 从 A 点运动到 B 点，电势能增加 gsD、P 从 A 点运动到 B 点，电势能减少9、图中虚线 1.217 所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为 0
37、。一 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，其电热能变为8eV 时，它的动能为多大？10、一端固定的长为 L 的绝缘线，另一端拴住质量为m 带电荷量为 q 的小球，放在水平向右的匀强电场中，如图 1.218 所示，把细线拉至水平，将小球从 A 点由静止释放，当小球向下摆过 60角达 B 的位置时速度恰好为零，求：（1）A、B 两点间的电热差（2）匀强电场的场强1.3 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动【学习目标】1、了解电容器及电容的概念，常握平行板是容器的电容问题分析方法，认识常用电容的结构。2、掌握带电粒子
38、在电场中加速和偏转问题的处理方法，了解示波器的原理及应用。【自主学习】一、电容器与电容1、电容器、电容（1）电容器：两个彼此 又互相 的导体都可构成电容器。（2）电容：物理意义：表示电容器 电荷本领的物理量。 定义：电容器所带 （一个极板所带电荷量的绝对值）与两极板间 的比值叫电容器的电容。定义式： QCUA2、电容器的充放电过程（1）充电过程特点（如图 1.31）充电电流：电流方向为 方向，电流由大到小；电容器所带电荷量 ；电容器两板间电压 ；电容中电场强度 ；当电容器充电结束后，电容器所在电路中 电流，电容器两极板间电压与充电电压 ；充电后，电容器从电源中获取的能量称为 （2）放电过程特点
39、（如图 1.32）：放电电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小；开始时电流最大电容器电荷量 ；电容器两极板间电压 ；电容器中电场强度 ；电容器的 转化成其他形式的能注意：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程， 当放电结束时，电路中无电流。3、平等板电容器（1）平行板电容器的电容计算式 （即电容与两板的正对面积成正比，与两板间距离成为反比，与介质的介电常数成正比）（2）带电平行板电容器两板间的电场可以认为是匀强电场，且 E= 4、测量电容器两极板间电势差的仪器静电计电容器充电后，两板间有电势差 U，但 U 的大小 用电压表 去测量（因为两板上的正、负电荷会立即中和掉） ，但可以
40、用静电计测量两板间的电势差，如图 1.33 所示静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由 的两部分构成，静电计与电容器的两部分分别接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的 ，U 的大小就从静电计上的刻度读出。注意：静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容 C 很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变。5、关于电容器两类典型问题分析方法：（1）首先确定不变量，若电容器充电后断开电源，则 不变；若电容器始终和直流电源相连，则 不变。（2）当决定电容器大小的某一因素变化时，用公式 判断电容的变化。（3）用公式 分析 Q 和 U 的变化。（4
41、）用公式 分析平行板电容两板间场强的变化。二、带电粒子的加速和偏转1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即2201qUmv20/vqUm2、 （1）带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。求出运动时间 ，离开电场时的偏转量 ，离开电场时速度的大小 以及离开电场时的偏转角 （2）若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则 y= （U 1为加速电压，U 2为偏转电压）tan3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法（1）等效法：带电粒子在匀强电场中运动，若不能忽略重力时，可把电场和重力看作等效重力，这样处理起来更容易理解 ，显得方便简捷。（2
42、）分解法：带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动来分析、处理。【典型例题】例 1电容器 C、电阻器 R 和电源 E 连接成如图 1.34 所示的电路，当把绝缘板P 从电容器极板 a、b 之间拔出的过程中，电路里A、没有电流产生B、有电流产生，方向是从 a 极板经过电阻器 R 流向 b 极板C、有电流产生，方向是从 b 极板经过电阻器 R 流向 a 极板D、有电流产生，电流方向无法判断（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
43、图 1.35 所示的电路中，电容器的 N 板接地，在其两板间的P 点固定一个带负电的点电荷，求以下过程后，电容器的带电荷量 Q、两极间的电压 U、两极间的场强 E，P 点的电势 、负电荷在 P 点的电势能 EP各如何变化？（1）S 接通后再将 M 板上移一小段距离。（2）S 接通后再断开，再将 N 板上移一小段距离。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）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程例 3为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明的机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2金属板，间距 L=0.05m,当连接到 U=2500V
44、 的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,如图所示,现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒 个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电量为 ,13017.0qC质量为 ,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力,求合上电键后:152.0mkg(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附?(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功?(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?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）分析（合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点）解题过程例 4如图 A 所示为示波管的原理图,图 b
45、 表示荧光屏的界面,从发热的灯丝射出的电子初速度很小,可视为零,在灯丝和极板 p 之间所加电压为 U1,在两对偏转电极 XX和 YY上所加的电压分别为 U2和 U3,若 U10,U 2=U3=0,则经过加速后的电子束将打在荧光屏的中心 0 点,如果 U3=0, U2的大小随时间变化,其规律如下图 C 所示,则屏上将出现一条亮线,已知 U1=2500V,每块偏转极板的长度 l 都等于 4cm,两块正对极板之间的距离 d=1cm,设极板之间的电场是匀强电场,且极板外无电场,在每个电子经过极板的极短时间内,电场视为不变,X,X极板的右端到荧光屏的距离 L=8cm,荧光屏界面的直径 D=20cm,要使
46、电子都能打在荧光屏上,U 2的最大值是多少伏?（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【针对训练】1、图 1.38 所示是一个由电池、电 阻 R、电键 S 与平板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）A、电阻 R 中没有电流B、电容器的电容变大C、电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D、电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 2、如图 1.3-9 所示，两板间距为 d 的平行板电容器与一电源连接，开关 S 闭合，电容器两板间有一质量为 m，带电荷量为 q 的微粒静止
47、不动，下列叙述中正确的是（ ）A、微粒带的是正电B、电源电动势的大小等于mgdqC、断开开关 S，微粒将向下做加速运动D、保持开关 S 闭合，把电容器两极板距离增大微粒将向下做加速运动 3、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容 器，与它相连接的电路如图所示，接通开关 K，电源即给电容器充电。 （ ）A、保持 K 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B、保持 K 接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小C、断开 K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D、断开 K，在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大4、 粒子的质量是质子的 4 倍，电荷量是质子的 2 倍，它们从静止开始经同一电场加速后，获得的速度大小之比为（ ）A、1：2 B、 C、 D、2：1 1:2:5、如图 1.3-11 所示,平行金属板内有一匀强电场,一个带电荷量为 q、质量为 m 的带电粒子以 从 A 点水平射入0v电场,且刚好以速度 v 从 B 点射出,则（ ） 。A、若该粒子以速度 “-”从 B 点射入，则它刚好以速度 “- 0”从 A 点射出B、若将 q 的反粒子（-q、m）以速度 “-”从 B 点射入，则它刚 好以速度 “- 0”从 A 点射出C、若将 q 的反粒子（-q、m）
