1、电场,韩瑛 高级教师,2003年名师课堂辅导讲座高中部分,教学要求（A:较低要求，B:较高要求）,必修,必修加选修,知识网络,电荷相互作用,电场,电荷守恒定律,性质,力的性质,能的性质,电场强度,电势差U，电势,电场线,等势面,电场力做功引起电势能,变化W=Uq=,U=Ed,互相垂直,沿着电场线电势降落,应用,带电粒子在电场中的运动,电容器,静电屏蔽,加速,偏转,示波器 示波管,电容,平行板电容器,常用电容器,高考探测电场这一章在高中物理中占有重要地位，从近十年来的高考试题内容看，电场部分题量和分值分别占总题量和总分值的10%左右。本章涉及的物理概念较多，学生在学习中往往感到零乱无序。所以，在
2、学习中对场强、电势差、电势、电势能、电场力做功重在理解其物理意义，以及它们之间的内在联系。带电粒子在电场中的运动多数是力学知识的扩展与延伸，要求学生将力学中的研究方法迁移到电场中。,解决问题的思路仍然遵循牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、能的转化和守恒定律等基本规律。抓住电场力做功与路径无关这一特点，往往使问题迎刃而解。未来的高考是以考查学生的灵活掌握知识的能力和解决实际问题的能力为主。所以，学习中要注重基本概念，基本规律的掌握，以及提高各部分内容的综合应用能力。,知识点解析 1、自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。 2、元电荷：电量为1.610-19C的电荷叫做元电荷，任何带电体
3、的电量是元电荷的整数倍。,3、电荷守恒定律：电荷即不能被创造，也不能被消灭，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，系统的电荷代数和不变。 4、电子的比荷：电子的电荷量和它的质量之比 =1.761011c/kg。 5、点电荷：如果带电体间的距离比它们自身尺寸大的多，以致于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略，这样的带电体就可以看作点电荷。,6、库仑定律：在真空中，两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 (k=9109Nm2c-2，叫静电力恒量) 注意：库仑定律适用于真空中，点电荷间作用力。 7
4、、电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体。电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性。,8、电场强度：反映了电场的固有属性。 是矢量，其方向与正电荷在该点的受力方向相同。 对三个计算公式的理解： i 是定义式，适用于任何电场，E的大小，方向与检验电荷q无关，检验电荷q只充当测量工具的作用。,ii 是真空中点电荷所形成的电场的决定式，E由场源电荷Q的场电荷到某点的距离r决定。 iii 是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意式中的d 为两点间沿电场方向的距离。 电场强度的叠加：电场强度是矢量，叠加时注意是矢量合成。,9、电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止
5、的曲线，使曲线上任意一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。曲线的疏密表示该点的场强大小，这些曲线叫做电场线。,注意：电场线是起源于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）的一系列有方向的曲线，不闭合。 电场线的作用是反映场强的大小和方向。 电场线不相交。 电场线客观不存在。 电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹。,10、匀强电场：在电场中如果各点场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场。匀强电场的电场线是一组间距相等且互相平行的直线。 11、电势差：电荷在电场中两点移动时，电场力所做的功跟它的电荷量的比值，叫做这两点间的电势差。,12、电势：电场中某点的电势，等于该点与零电势点间的电
6、势差。令B=0，则A=UAB=A-B 13、电势能：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处（电势为零处）电场力所做的功=qU,注意：电势能是电荷与所在电场所共有的；电势、电势差是由电场本身因素决定的，与检验电荷无关。 电势能、电势具有相对性，与零电势点选取有关；电势能的改变，电势差具有绝对性，与零电势的选取无关。,14、电场力做功与电势能改变的关系 电场力对电荷做正功，电势能减少，否则相反。电场力做功是电势能变化的原因和量度。 15、电场强度与电势的关系 电势反映了电场能的属性，而电场强度反映电场力的属性。 电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量，不具有相对性，两者
7、各自叠加时，运算法则不同。 电势的正负表示大小，电场强度的正负表示方向。,电势与电场强度的大小之间没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度不一定为零，反之亦然。 电势与电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关。 电场强度与电势差间有关系，对于匀强电场U=Ed，d表示两点沿电场线方向上的距离。对于非匀强电场，由此公式可以定性分析E与U间关系的问题。,16、等势面与电场线的关系 电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。 电场线越密的地方，等势面也越密。 沿等势面移动电荷，电场力不做功。 电场线和等势面都是人们虚拟出来的，是用来形象描述电场的工具。 实际应用中测量等电势点较容易，
8、所以往往通过描绘等势面来确定电场线。,17、带电粒子在电场中加速 若不计粒子的重力 在匀强电场中在非匀强电场中,18、带电粒子在电场中的偏转 带电粒子以垂直匀强电场的场强方向射入电场，若不计粒子的重力，则做类似平抛运动。,19、静电屏蔽 放在电场中的导体壳可以保护所包围的区域。使这个区域不受外部电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。 20、电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体构成一个电容器。,21、电容：表示电容器容纳电荷本领的物理量。定义式 22、常见电容器：纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“+”、“-”极。平行板电容器,典例点析与巩固练习 1、下列说法正
9、确的是（ ） A.点电荷就是体积很小的带电体 B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C.据 可知，当r0时，F D.静电力常量的数值是由实验得出的,D,2、在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=F/q，那么下列说法正确的是（ ） A.若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零 B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的场强就变为E/2 C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向 D.若在该点放一个电量为- 的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的场强方向,D,3、对
10、于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是（ ） A.电场强度的表达式仍成立，即E=F/q，式中的q就是产生电场的点电荷 B.在真空中，电场强度的表达式为E=KQ/r2，式中Q就是产生电场的点电荷 C.在真空中E= 式中Q是检验电荷 D.上述说法都不对,B,4、图中画了四个电场的电场线，其中A图中小圆圈表示一个点电荷，虚线是一个圆；B图中几条直线间距相等且互相平行，则在图A、B、C、D中M、N处电场强度相同的是（ ）,B,A B C D,5、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的切线方
11、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，作抛物线运动,C,6、如图所示，AB是某个点电荷电场中的一根电场线，在线上O点放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动，下列判断正确的是（ ） A.电场线由B指向A，该电 荷作加速运动，加速度越来越小 B.电场线由B指向A，该电荷作加速运动，其加速度大小的变化由题设条件不能确定 C.电场线由A指向B，电荷作匀加速运动 D.电场线由A指向B，电荷作加速运动，加速度越来越大,A,O,B,B,7、关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是（ ） A.在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 B
12、.正电荷沿电场线移动，电势能总增大 C.负电荷沿电场线移动，电势能一定增大 D.电荷沿电场线移动，电势能一定减小,C,8、下列说法正确的是（ ） A.匀强电场中各处场强相等、电势也相等 B.电场中电势相等的两点、场强也相等 C.沿电场线方向电场强度一定越来越小 D.在匀强电场中，电势降落最快的方向就是电场强度的方向,D,9、如图所示，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a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（ ）A.abc B.EaEbEcC.a-b=b-c D.Ea=Eb=Ec,A,10、一带电粒子
13、射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图中虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断（ ） A.粒子受到静电排斥力的作用 B.粒子速度vbva C.粒子动能Eka=Ekc D.粒子电势能EbEa,A C D,11、如图所示，M和N是某一电场中的两个等势面，PQ直线是其中一条电场线，下述说法正确的是（ ） A.P点的电场强度一定小于Q点的电场强度 B.对于正电荷置于P点时的电势能大于置于Q点时的电势能 C.对于负电荷置于Q点时的电势能大于置于P点时的电势能 D.P点电势高于Q点电势,A B C D,12、在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做功为5eV，
14、下列判断正确的是（ ） A.电场强度的方向一定由b点指向a点 B. a-b=5V C. a-b= - 5V D.因零电势点未确定，故a、b各点的电势没有确定值,C D,13、如图所示，实线为电场线，虚线表示等势面，相邻两个等势面之间的电势差相等，有一个运动的正电荷在等势面L3上某点的动能为20J，运动至等势面L1上的某一点时的动能变为零，若取L2为零等势面，则此电荷的电势能为4J时，其动能为（ ） A.16J B.10J C.6J D.4J,C,14、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（ ） A.将两板块的间距加大，电容将增大 B.将两极板平行错开，电容将减小 C.在下板的内表面上放
15、置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 点拨：,B C D,15、一个电容器的规格是“10F、50V”，则（ ） A.这个电容器加50V电压时，电容才是10F B.这个电容器的最大电容为10F，当带电量较少时，电容小于10F C.这个电容器上加的电压不能低于50V D.这个电容器的电容总等于10F,D,16、一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比（ ） A.电容器所带的电量增大 B.电容器的电容增大 C.两极板间各处电场强度减小 D.
16、两极板间的电势差减小 点拨：,A B,17、如图是一个电池 ，电阻R与平行板电容器组成的电路。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.电容器的电容变小 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 点拨：,B C,18、下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是（ ） A.质子（ H） B.a粒子（ He） C.核（ H） D.钠离子（ Na+） 点拨：,A,19、如图所示，平行金属板板长为L，相距为d，两板电势差U，带电量为q，质量为m的粒子以速度v垂直板间电场方向进入板间电场区，并飞离出电场区域。则其侧移量（即出射点与入射点间沿场强
17、方向的距离）y的大小为（ ） A.与板长L成正比 B.与板间距离d成反比 C.与两板间电势差U成正比 D.与粒子初速度v成正比 点拨：,B C,20、三个电荷量和质量都相同的正离子，由同一点垂直射入平行板电容器的匀强电场中，分别打在负极板的a、b、c三点上，如图所示，若不考虑重力影响，且在真空环境中，下面哪个说法正确？（ ） A.三个离子进入电场时的速度vavbvc B.三个离子从进入电场到接触负 极板过程中的加速度大小相同、 方向相同 C.三个离子从进入电场到接触 负极板过程中所经历的时间相等 点拨： D.三个离子在电场内运动过程中 动能的增加量EkaEkbEkc,A B C,21、如图所示，水平放置的充电平行金属板相距为d其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴质量为m，带电量为q，则（ ） A.场强方向竖直向上 B.场强方向竖直向下 C.两极板间的电势差为mgd/q D.油滴的电势能增加了mgd 点拨:油滴受重力向下，电场力必向上,A C,谢谢,
