1、1电场复习电场复习2本章知识网络本章知识网络 221rqq电场的力的性质电场的力的性质场强场强 E EF/q F/q 矢量矢量 电场线电场线匀强电场匀强电场 E EU/dU/d真空中点电荷的电场真空中点电荷的电场 E EkQ/rkQ/r2 2 电场力电场力F FEqEq（任何电场）（任何电场）F Fk k （真空中点电荷）（真空中点电荷） 电荷电荷电荷守恒定律电荷守恒定律电场电场电场的能的性质电场的能的性质电势电势 W WAOAO/q /q 标量等势面标量等势面电势差电势差U UABABA A-B BW WABAB/q /q 电势能电势能电场力的功电场力的功W WABABqUqUABABEpE
2、pA AEpEpB BABAB带电粒子在电场中带电粒子在电场中平衡平衡直线加速直线加速偏转偏转静电感应静电感应 静电平衡静电平衡 静电屏蔽静电屏蔽 电容器电容电容器电容C=Q/UC=Q/U3知识梳理知识梳理1.1.电荷守恒定律：电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转或者从物体的一个部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的代数和不变移过程中，电荷的代数和不变 2.2.库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律 ，k k=9=910109 9N Nm/Cm/C2 2
3、，称为静电引力恒量。，称为静电引力恒量。221rQQkF 4 【例例1 1】在真空中同一条直线上的在真空中同一条直线上的A A、B B两点固两点固定有电荷量分别为定有电荷量分别为+4+4Q Q和和- -Q Q的点电荷。的点电荷。将另将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？使它在电场力作用下保持静止？若要求这若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？荷？电荷量是多大？5 例例2 2：已知如图，带
4、电小球：已知如图，带电小球A A、B B的电荷分别为的电荷分别为Q QA A、Q QB B，OA=OBOA=OB，都用长，都用长L L的丝线悬挂在的丝线悬挂在O O点。静止时点。静止时A A、B B相距为相距为d d。为使平衡时。为使平衡时ABAB间距离减为间距离减为d d/2/2，可采用，可采用以下哪些方法（以下哪些方法（ ） A. A.将小球将小球A A、B B的质量都增加到原来的的质量都增加到原来的2 2倍倍 B. B.将小球将小球B B的质量增加到原来的的质量增加到原来的8 8倍倍 C. C.将小球将小球A A、B B的电荷量都减小到原来的一半的电荷量都减小到原来的一半 D. D.将小
5、球将小球A A、B B的电荷量都减小到原来的一半，同的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球时将小球B B的质量增加为原来的质量增加为原来2 2倍倍 BD6 二、二、从力的角度研究电场，发现从力的角度研究电场，发现电场强度是电场本身的一种特性，与电场强度是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。检验电荷存在与否无关。E是矢量。是矢量。要区别公式要区别公式:E=Fq （定义式）；（定义式）； E=kQr2 （点电荷电场）；（点电荷电场）； E=U/d (匀强电场）。匀强电场）。71 1、判断电场强度大小的方法。、判断电场强度大小的方法。 （1）根据公式判断：定义式qFE 真空中点电荷形成的电场
6、2rQkE 匀强电场 E=U/d （2）根据电场线判断：电场线密集的地方场强大，电场线稀疏的地方场强小。 （3）根据等势面判断： （等差）等势面密的地方场强大，疏的地方场强小。 82 2、判断电场强度方向的几种方法：、判断电场强度方向的几种方法：方法一方法一: :根据规定，正电荷所受电场力根据规定，正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向；的方向即是该点的场强方向；方法二方法二: :电场线上每一点的切线方向即电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向；是该点的场强方向；方法三方法三: :电势降低最快的方向就是场强电势降低最快的方向就是场强的方向。的方向。 9是非题 (A)若将放在电场中某点的电
7、荷若将放在电场中某点的电荷q改为改为q，则该，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反。点的电场强度大小不变，方向与原来相反。 （B）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的）若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零。电场强度变为零。 （C）沿电场线方向，场强一定越来越小。）沿电场线方向，场强一定越来越小。 （D）若电荷）若电荷q在在A处受到的电场力比处受到的电场力比B点时大，则点时大，则A点电场强度比点电场强度比B点的大。点的大。 （E）电场中某点电场线的方向，就是放在该点）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。的电荷所受电场力的方向。 （F）无论什么电场，场强的
8、方向总是由高电势指）无论什么电场，场强的方向总是由高电势指向低电势。向低电势。 （G）已知）已知A、B为某一电场线（直线）上的两点为某一电场线（直线）上的两点由此可知，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但两点的电场强度方向相同，但EA和和EB的大小无法比较。的大小无法比较。103.场强的叠加场强的叠加11例例3 3：如图所示，三个完全相同的的金属小球如图所示，三个完全相同的的金属小球 a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，位于等边三角形的三个顶点上，a和和c带正电，带正电，a所带电量的大小比所带电量的大小比b小。已知小。已知c受到受到a和和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的静电力的合
9、力可用图中四条有向线段的一条来表示，它应是的一条来表示，它应是 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4cabF4F3F2F1C1213 例例4 4：如图所示，一质量为：如图所示，一质量为m m、带电量为、带电量为q q的点的点电荷，在电场力作用下以恒定的速率电荷，在电场力作用下以恒定的速率v v0 0经过同经过同一圆弧上的一圆弧上的A A、B B、C C三点，已测得三点，已测得ACACS S，从，从A A到到C C速度方向转过速度方向转过角角. .求求A A、B B、C C三点场强的三点场强的大小是多少大小是多少? ?并分析这个电场是什么性质的电并分析这个电场是什么性质的电荷所激发的电
10、场，求场源电荷的电荷量是多少荷所激发的电场，求场源电荷的电荷量是多少? ?kqsmv20负负14 二、二、 从能的角度研究电场，发现电从能的角度研究电场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验势也是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。电荷存在与否无关。是标量。是标量。 通常规定：无限远处的电势为零。电通常规定：无限远处的电势为零。电势的正负和大小是相对的，电势差的势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在值是绝对的。例：在+Q（Q）的电）的电场中，场中，0（0）。）。 /q151.如何比较电场中任两点电势的高低呢？如何比较电场中任两点电势的高低呢？方法一方法一: 根据电场线方向
11、判断，顺着电场线方向，电势越根据电场线方向判断，顺着电场线方向，电势越来越低；来越低；方法二方法二: 根据电势的定义式根据电势的定义式= /q，从电势的物理意义上，从电势的物理意义上分析判断分析判断;如：将如：将+q从无穷远处移至从无穷远处移至+Q电场中的某点，外电场中的某点，外力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；力克服电场力做功越多，则该点的电势越高；方法三方法三: 根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快根据场强方向判断，场强方向即为电势降低最快的方向的方向.方法四方法四: 根据电势差判断，若根据电势差判断，若UAB0，则，则AB16是非题 （A）在电场中，电场强度越大的地方电势越高
12、。）在电场中，电场强度越大的地方电势越高。 （B）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区）若某区域内各点的电场强度均相等，则此区域内各点的电势一定相等。域内各点的电势一定相等。 （C）原静止的点电荷在只受电场力时，一定从电）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。势高处向电势低处运动。 （D）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、）两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。电势不为零。172.等势面等势面甲 等量异号点电荷的电场乙 等量同号点电荷的电场丙 正点电荷的电场丁 孤立带电体的电场图1-4-9电场线与等势面分布18练习练习. . 如图所示，虚线如图所示，虚线
13、a a、b b、c c是电场中的三个等势是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P P、Q Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（） A.A.三个等势面中，等势面三个等势面中，等势面a a的电势最高的电势最高 B.B.带电质点一定是从带电质点一定是从P P点向点向Q Q点运动点运动 C.C.带电质点通过带电质点通过P P点时的加速度比通过点时的加速度比通过Q Q点时小点时小 D.D.带电质点通过带
14、电质点通过P P点时的动能比通过点时的动能比通过Q Q点时小点时小a ab bc cP PQ Q19 三三.电势能是电荷和电场所组成的电势能是电荷和电场所组成的系统共有的。规定：无限远处的电势系统共有的。规定：无限远处的电势能为零。能为零。20方法一方法一: 根据电场力做功的正负判断，根据电场力做功的正负判断，若电场力对移动电荷做正（负）功，则若电场力对移动电荷做正（负）功，则电势能减少（增加）；电势能减少（增加）；方法二方法二: 根据公式根据公式 Ep=q ；WABqUAB计算计算。如何比较电荷电势能的大小呢？如何比较电荷电势能的大小呢？21题题5是非题（并简要说明理由。）是非题（并简要说明
15、理由。）（A）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。）电荷沿电场线方向移动时，其电势能一定减小。（B）检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时，它在）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。该点具有的电势能也一定大。 （C）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。）把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大。 （D）若电场中）若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电两点间的电势差为零，则同一点电荷在荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。两点所具有的电势能必定相同。 （E）将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点，外）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
16、等于该电荷电势能的变化量。力所做的功等于该电荷电势能的变化量。 （F）电荷在电场中移动时，若电场力对电荷做正功，）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。电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。 22 例例5 5：将一个电荷量为：将一个电荷量为1.01.01010-8-8C C的负电的负电荷，从无穷远处移到电场中的荷，从无穷远处移到电场中的A A点，克服点，克服电场力做功电场力做功2.02.01010-8-8J J，现将该电荷从，现将该电荷从A A点移到点移到B B点，电场力做功点，电场力做功7.07.01010-8-8J.J.试求试求A
17、A、B B两点电势两点电势( (取无穷远处电势为零取无穷远处电势为零) )23练习练习. . 已知已知ABCABC处于匀强电场中。将一个带电量处于匀强电场中。将一个带电量q q= -2= -210-6C10-6C的点电荷从的点电荷从A A移到移到B B的过程中，电场的过程中，电场力做功力做功W W1 1= -1.2= -1.21010-5-5J J；再将该点电荷从；再将该点电荷从B B移到移到C C，电场力做功电场力做功W W2 2= 6= 61010-6-6J J。已知。已知A A点的电势点的电势A A=5V=5V，则则B B、C C两点的电势分别为两点的电势分别为_V_V和和_V_V。试在
18、右。试在右图中画出通过图中画出通过A A点的电场线。点的电场线。A AB BC CD D解：先由解：先由W W= =qUqU求出求出ABAB、BCBC间的电压分别为间的电压分别为6V6V和和3V3V，再根据负电荷，再根据负电荷A AB B电场力做负功，电场力做负功，电势能增大，电势降低；电势能增大，电势降低；B BC C电场力做正电场力做正功，电势能减小，电势升高，知功，电势能减小，电势升高，知B B= -= -1V1VC C=2V=2V。沿匀强电场中任意一条直线电。沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的，因此势都是均匀变化的，因此ABAB中点中点D D的电势与的电势与C C点电势相同，点
19、电势相同，CDCD为等势面，过为等势面，过A A做做CDCD的垂的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，线必为电场线，方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方。所以斜向左下方。24四、带电粒子在电场中的运动四、带电粒子在电场中的运动 加速和偏转加速和偏转 1.不管带电粒子在电场中做什么样的运动，都可以不管带电粒子在电场中做什么样的运动，都可以根据根据动能定理动能定理（或能量守恒规律）求解（特别是只求（或能量守恒规律）求解（特别是只求速度的问题）。如果是速度的问题）。如果是匀强电场匀强电场还可以运用还可以运用匀变速直匀变速直线运动规律线运动规律和和牛顿第二定律牛顿第二定律。 2.带电粒子在匀强电
20、场中做带电粒子在匀强电场中做类平抛运动类平抛运动，解决问题，解决问题的思路就是将运动分解为：的思路就是将运动分解为： 垂直于场强垂直于场强方向方向匀速匀速直线运动直线运动 沿电场强度沿电场强度方向方向匀加速匀加速直线运动直线运动25 例例6. 6. 在图中在图中a、b和和c表示点电荷表示点电荷a的电场的电场中的三个等势面，它们的电势分别为中的三个等势面，它们的电势分别为U、2/3U、1/4U。一带电粒子从等势面。一带电粒子从等势面a上某处上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面已知它经过等势面b时的速率为时的速率为v，则它经，则它经过等势面
21、过等势面c的速率是多少？的速率是多少？ （ 1.5v ） 26 例例7. 7.一束电子流在一束电子流在U1=500V的电压作用的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央，如图所示。若平电场飞入两板间的中央，如图所示。若平行板间的距离行板间的距离d=1cm，板长，板长L=5cm，问至，问至少在平行板上加多大电压少在平行板上加多大电压U2才能使电子不才能使电子不再飞出平行板？再飞出平行板？U2=2U1 a2/L2=400V27 例例8 8一质量为一质量为m=2.010-6kg、电量、电量为为q=-510-8C的带电微粒，从平行带电的带电微
22、粒，从平行带电板板A的上方高的上方高h=30cm处自由落下，经处自由落下，经A板小孔进入两板间匀强电场，两板相距板小孔进入两板间匀强电场，两板相距d=20cm为使微粒不致于碰到为使微粒不致于碰到B板如图板如图所示所示，A、B间的电压至少为多大？间的电压至少为多大？ U=mg（h+d）/q =200V28 例例9 9两块足够大平行金属板两块足够大平行金属板A、B相距相距d，电压为，电压为U，A板面表贴一块放射源板面表贴一块放射源P，它，它可以向各个方向放射速度大小为可以向各个方向放射速度大小为v的电子，的电子，这些电子落在这些电子落在B板上的范围怎样？板上的范围怎样？(电子质电子质量为量为m，电量为，电量为e）29 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best, Failure Is Great, So DonT Give Up, Stick To The End30谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
