1、静电场复习,本章知识结构,电场,电场“能”的性质,库仑定律,电荷守恒定律,电容器,两个性质,两个定律,带电粒子在电场中的运动,平衡,加速,电场“力”的性质,偏转,电势差,电势,电场线,电场强度,电场,描述电场性质的物理量,场强:描述电场力学性质的物理量,电势（电势差）:描述电场能的性质的物理量,描述放入电场中的电荷的物理量,电场力:电场对放入其中的电荷的作用力,电势能:电场给予电荷的能量,+q,电场学习的总思路,场强E与电势 场强与电势差 电场强度E和电场力F 电势与电势能=q 电荷运动轨迹与电场线 电场力做功W和电势能EP的变化 电场线与等势面的关系 场强方向和电势降低的方向,易混淆的几个概
2、念的区别与关系,概念和规律是非题,1、 若将放在电场中某点的电荷q改为q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。 2、若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。 3、沿电场线方向，场强一定越来越小。 4、若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则A点电场强度一定比B点的大。 5、电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向。 6、无论什么电场，场强的方向总是由高电势指向低电势。 7、已知A、B为某一电场线（直线）上的两点，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但EA和EB的大小无法比较。,8、在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 9、若某区域内各点的电场强度均相等
3、，则此区域内各点的电势一定相等。 10、原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电势高处向电势低处运动。 11两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。,12、电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。 13检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在 该点具有的电势能也一定大。 14、把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。,15、若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。 16、将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 17、电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小
4、。 18、电容器极板上的电荷数量越多，电容器的电容就越大 19、静电平衡导体内部的场强为零，电势也为零 20、只在电场力作用下，电场力一定对电荷做功。,一、基本概念,1、起电方式,摩擦起电,接触起电,感应起电,2、元电荷：,1e=1.61019 C,3、比荷：,物体所带电量与物体质量的比值 q / m,4、点电荷：,有带电量而无大小形状的点,是一种理想化模型,电荷既不能创造，也不能消失，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的这一部分转移到另一部分，在转移过程中总电荷量不变。,二、电荷守恒定律,2、公式：F = k Q1 Q2 / r2,k=9109Nm2/c2静电力常量,Q1 、Q2两个
5、点电荷带电量的绝对值, r两个点电荷间的距离,3、适用条件：真空中的点电荷,4、对库仑定律的理解：,三、库仑定律,1、内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷 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。, 两电荷间的库仑力是一对作用力和反作用力, r 0时，F,例1两个完全相同的金属小球带有正、负电荷，相距一定的距离，先把它们相碰后置于原处，则它们之间的库仑力和原来相比将 D A变大 B变小 C不变 D以上情况均有可能,变式训练:两相同小球带电量分别为9Q和-Q,相距R时,它们之间的库仑力为F;把它们相碰后再,放到原位置,则它们之间的库仑力为多大?,例2
6、 两个直径为r的金属带电球，当它们相距100r时的作用力为F。当它们相距为r时的作用力 A、F/100 B、104F C、100F D、以上答案均不对,说明： 库仑定律只适于点电荷间的互相作用点电荷是在研究电荷之间相互作用时抽象出来的理想化的物理模型，即体积不计的带电体当带电体的大小和带电体间的距离不可比拟以至于带电体的形状、大小对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可视为点电荷均匀的带电球体也可视为点电荷，电荷集中在球心,例3如图所示，A、B两个点电荷，质量分别为m1、m2，带电量分别为q1、q2。静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为1、2，且A、B恰好处于同一水平面上，则 A、
7、若q1=q2，则1 = 2 B若q1q2，则1 2 C、若m1=m2，则1 = 2 D若m1m2，则1 2,能力提升 若两悬线长度相同， 1 =300， 2 600，则m1：m2？m1：m2 Tan1/tan2,tan=F/mg mg.tan=F,二、电场、电场强度,1、电场是客观存在的一种物质, 、电场的基本性质：对放入其中的带电体有力的作用,3、电场强度： 矢量,大小： E=F/q 定义式 普适 E= kQ/r2 计算式 适用于真空中点电荷电场 E=U/d 计算式 适用于匀强电场,方向：,正电荷所受电场力方向 电场线方向,矢量叠加 ：,平行四边形定则,三、电场线,1、由来：电场线是人们为了
8、形象地描述电场而假想出来的。 类比重力场：重力场线,2、电场线的特点：,不存在,疏密程度表示场强的大小，切线方向表示场强的方向,不相交 、不相切,沿电场线方向电势降低最快,不闭合,不表示试探电荷的运动轨迹,电势能,电场力对电荷做功为：,WAB= q UAB,电势能大小等于把电荷移动到 无穷远处电场力做功的多少,电势,1、电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值 2、公式：,3、单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V1V=1J/C,电势,沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低 如何确定电场中某点的电势呢？ 5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势
9、为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零） 6、电势是标量，只有大小，没有方向。(负电势表示该处的电势比零电势处电势低。),思考,沿着电场线方向，电势能， 电场强度 与电场线有什么关系,正电荷沿着电场线的方向，电势能越来越低 负电荷沿着电场线的方向，电势能越来越高,电场线密集的地方电场强度较大 电场线稀疏的地方电场强度较小 电场强度方向沿着电场线切线方向,如图所示是一条电场线上的三点，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 、 、 和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定：,电势,等势面,等 势 面,点电荷
10、势场,电偶极势场,电容器势场,电导块势场,综合势场图,等势面,如图所示，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 ，一带正电粒子射入电场中，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到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,等势面,如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：,电势差与电势的关系,1、电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电压,则有,或者表示成,显然,思考
11、,1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？,2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？,表示两点电势高低,无关 与重力势能相似,静电力做功与电势差的关系,电荷q从电场中A点移到B点，,即,或,应用公式 , 时应注意各物理量都有符号,计算时可代入符号进行运算,结果的正负就说明所求物理量的大小高低和正负,也可将各物理量均取绝对值代入,然后再由题意分析判断两点间的电势高低关系或其他问题.,匀强电场中电势差与电场强度之间的关系： U=Ed 或者 E=U/d（场强的单位：V/m）（1）在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势
12、差等于场强与这两点的距离的乘积。（2）在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。（3）在匀强电场中，某一线段上的等分点之间的电势差必然相等。,四、 静电屏蔽,导体处在外加电场中时，内部场强处处为零，这种现象叫做静电屏蔽。这是外加电场与导体自身感应电场叠加后为零的结果。,如图所示，求导体中的感应电荷在其内部o点处产生的场强。,E感=kQ/(L2+R2),五、电势能、电势差、 电势、等势面,如图所示，实线为电场线，电子仅在电场力作用下沿虚线轨迹自M点至N点经过电场。请比较M、N两点的电势高低、场强大小、电子在两点的电势能大小、动能大小。,EMEN,MN,MN,EkMEkN,六、
13、电容器的电容,1、公式：,C= Q/U 定义式 普适,C= S / 4 kd 计算式 适用于平行板电容器,二式联立可得平行板电容器场强计算式：E= 4 kQ/ S,2、平行板电容器的常见变化：,开关接通在电源上，改变d、S、， 特点：两板间电压U不变,开关从电源上断开，改变d、S、， 特点：两板间带电量Q不变,二、电容器、静电平衡状态下的导体,平行板电容器,两个要点: U不变还是Q不变. 三个关系: 1. C=S/4kd 2. CQ/U 3. E=U/d,Q不变. 1. d C UE不变. 2. S CU E. 3. C UE.,U不变. 1. d C E Q. 2. S C E 不变Q. 3
14、. C E不变Q .,例、一平行板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表示两板间的场强，U表示电容器的电压，表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则（ ）,A、U变小，E不变,B、E变大，变大,C、U变小，不变,D、U不变，变小,选A、C,七、电粒子在匀强电场中的运动,例、如图所示匀强电场中，电量为+q、质量为m的粒子由静止开始，仅在电场力的作用下，由正极板加速到负极板，求它获得的速度v.,1、加速,解法一：(牛顿运动定律),解法二：（动能定理）,-q,F,1.加速度:,2.飞行时间:,3.侧移距离
15、:,4.偏角:,带电粒子在电场中的偏转,v0,vy,+,_,三、 加速和偏转一体,例、一个初动能为Ek的带电粒子，以速率v垂直电场线方向飞入带电的平行板电容器（不计重力） ，飞出时带电粒子的动能为飞入时动能的2倍，如果使粒子射入电场的初速度变为原来的2倍，那么，它飞出电容器的时刻动能为Ek的（ ）,A、4倍 B、4.25倍 C、5倍 D、8倍,例3、如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，它从上极板的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，则 A、微粒的加速度不为零 B、微粒的电势能减小了mgd C、两极板的电势差为 D、M板的电势低于N板
16、的电势,点评：要求用力学分析问题的方法来解决，做好受力分析，才能对电荷的运动性质做出判断。对答案做出正确的选择。,C,例4. 质量为m,电荷量为q的带电粒子,经过加速极电压U1加速后,平行极板进入偏转极电场,偏转极电压为U2.已知偏转极极板长度为l,两板间的距离为d. 求带电粒子射出电 场时侧向偏移距离y 和偏转角.动能的增量。,这类问题的研究方法：分解为两个分运动来处理。,练习，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行整个装置处在真空中，重力可忽略在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的
17、是（ ）AU1变大、U2变大 B U1 变小、U2变大CU1变大、U2变小 D U1变小、U2变小,B,由结论式 可知偏转角的正切值，与电荷无关，只和场有关,例5：如图7-24所示，有三个质量相等，分别带正、负电和不带电的微粒，从左侧中央匀强电场方向射入匀强电场中，它们分别落在正极板的A、B和C处，将落在A、B、C处的微粒分别称为微粒A、B和C，则这三者带电种类的情况是：A 电,B 电，C 电，这三者在电场中运动的时间关系是：TA TB TC，这三者在电场中的加速度关系是：aA aB aC, 这三者到达正极板时的动能关系是： EA EB EC。,正,不带,负,例6、一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置，两板距离为d.在距上板高h处，有一质量为m，电荷量为+q的带电质点从静止释放。 1.为使带电质点落到下板时的速度恰好为零,两板间的电压为多少?哪板电势高? 2.带电质点运动到两板正中间时，速度为多大?,力电综合、动能定理,如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？,垂直悬线斜向上方,比值定义,电场强度电势 电容 ,
