1、补弱补弱 一、一、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）。例例1、如图、如图1所示，所示，A、B两点分别固定正、负电荷两点分别固定正、负电荷QA和和Q，且且QAQ，把电荷，把电荷q引入，则下列判断正确的是引入，则下列判断正确的是:QA Q (图一图一)（A）q的平衡位置在的平衡位置在AB之间上。之间上。（B）q的平衡位置在的
2、平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上A的外侧。的外侧。（C）q的平衡位置在的平衡位置在AB连线的延长线上连线的延长线上B的外侧。的外侧。（D）q的平衡位置与的平衡位置与q的电性和电量均无关的电性和电量均无关cabF4F3F2F1NMPab不在同一条直线上矢量的合成不在同一条直线上矢量的合成.场强的合成遵循平行四边形定场强的合成遵循平行四边形定则则.认真画出场强合成的示意图认真画出场强合成的示意图.ABCEC矢量的合成和分解都遵循平行四边形定则矢量的合成和分解都遵循平行四边形定则.本题利用矢量三角形和几何三角形相似解题比较简便本题利用矢量三角形和几何三角形相似解题比较简便.例例8 8、正电
3、荷、正电荷q q在电场力作用下由在电场力作用下由p p向向Q Q做加速做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个它所在的电场是下图中的哪一个?()?()DA BC Dqmgqmg2qmg3qmg4例例9如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心细管的圆心O处放一点电荷。现将质量为处放一点电荷。现将质量为m、电、电荷量为荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点的小球从半圆形管的水平直径端点A静止静止释放，小球沿细管滑到最低点释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好时，对管壁恰好无压力。
4、若小球所带电量很小，不影响无压力。若小球所带电量很小，不影响O点处的点处的点电荷的电场点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在则置于圆心处的点电荷在B点处的点处的电场强度的大小为（电场强度的大小为（）ACBOC三三、从能的角度研究电场，发现电势从能的角度研究电场，发现电势也是电场本身的一种特性，与检验电也是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关。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。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，电势差电势的正负和大小是相对的，电势差的值是绝对的。例：在的值是绝对的。例：在+Q（Q）的）的电场中，电场中，0（0）。）。如何比较电
5、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.方法三方法三:根据电势差判断，若根据电势差判断，若UAB0，则，则AB答案答案:D是非题（并简要说明理由。）是非题（并简要说明理由。）（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
6、，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
7、小。电荷的电势能一定减小，而电荷的动能不一定减小。题题15将一个正电荷从无穷远处移入电场中将一个正电荷从无穷远处移入电场中M点，电场力做功为点，电场力做功为8.0109焦。若将另一焦。若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入电场中个等量的负电荷从无穷远处移入电场中N点，点，电场力做功为电场力做功为9109焦，则正确的结果是：焦，则正确的结果是：（A）UMUNU0 （B）UNUMU0（C）UNUMU0 （D）UMUNU0答案答案:C例例17如图所示，三个等差等势面上有如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，四点，若将一个正电荷由若将一个正电荷由c经经a移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W
8、1，若由，若由c经经b移动到移动到d电场力做正功电场力做正功W2，则：，则：2121212121212121.，WWDWWCWWBWWA123cabdDMN答案答案:AC四、电容器四、电容器B答案：答案：ADmdqUa 0mdvqULvy20mdvqULtg2022mdvqULy 22LytgtgLy或2022222vmdLUqEkmdqUa 0mdvqULvy20mdvqULtgmdqUa 0mdvqULvy2022mdvqULy 20mdvqULtgmdqUa 0mdvqULvy22LytgtgLy或2022mdvqULy 20mdvqULtgmdqUa 0mdvqULvy2022222v
9、mdLUqEk22LytgtgLy或2022mdvqULy 20mdvqULtgmdqUa 0mdvqULvy 例例21 质量为质量为510-6kg的带电粒子以的带电粒子以2m/s速度从水平放置的速度从水平放置的平行金属板平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板已知板长长L10cm，间距，间距d2cm，当，当UAB为为1000V时，带电粒子恰好时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带沿直线穿过板间，则该粒子带 电，电量为电，电量为 C，当，当AB间电压在间电压在 范围内时，此带电粒子能从板范围内时，此带电粒子能从板间飞出间飞出.d=2cmv0=
10、2m/sL10cm+-解：解：粒子受力如图，粒子受力如图，qEmg粒子带粒子带 负电负电qE=mg q=mgd/U0=10-9C若电压增大为若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出，恰好从上板边缘飞出，y=1/2 at2=d/2a=d v02/L2=8m/s2,qU1/d mg=ma U1=1800V若电压减小为若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出，恰好从下板边缘飞出，y=1/2 at2=d/2 a=8m/s2,mg -qU1/d=ma U2=200V200VU 1800V负负10-9200-1800VA-9 4 -36B9 4 36C-3 2 -6D3 2 6答案答案:A1、如图所示，、如图所示
11、，3个点电荷个点电荷q1、q2、q3固定在一固定在一条直线上，条直线上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距离的距离的2倍，倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以判断判断3个电荷的电量之比个电荷的电量之比q1：q2：q3为：为：练习练习AFBFCFD18143834F答案:A答案答案:A9.如图所示，如图所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的三点的电势分别为电势分别为A=15V，B=3 V，C=-3 V，试确定场强的方向试确定场强的方向 根据根据A、B、C三点电
12、势的特点，在三点电势的特点，在AC连线上取连线上取M、N两点，使两点，使AM=MN=NC，尽，尽管管AC不一定是场强方向，但由不一定是场强方向，但由U=Ed可知可知AM、MN、NC在场强方向上的投影长度肯在场强方向上的投影长度肯定相等，已知定相等，已知UAC=A-C=15V-(-3 V)=18V，UAM=UMN=UNC=6V，故，故N=3V.题题6如图所示，把一个带负电荷如图所示，把一个带负电荷q的的小球用细线悬挂在两块面积很大的竖小球用细线悬挂在两块面积很大的竖直平行板间的直平行板间的O点。小球质量点。小球质量m=2克克,悬线长悬线长L=6厘米，两板间电场强度为厘米，两板间电场强度为2.51
13、04牛牛/库，小球自悬线水平的库，小球自悬线水平的B点由静止开始向下运动。到达点由静止开始向下运动。到达O点正下方的点正下方的A点时的速度刚点时的速度刚好为零。取好为零。取g=10米米/秒秒2。求：。求：小球所带的电量。小球所带的电量。moDAC重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位
14、置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加WW重重 =E=EP1P1-E-EP2P2WW电电 =E=EPAPA-E-EPBPB1、下列说法中，正确的是：、下列说法中，正确的是：A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加B
15、、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加BC2、把电量、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的的电荷从电场中的A点移到点移到B点，点，电场力做功电场力做功W1=10-3J，则电荷，则电荷q1在在A、B两点的电势能两点的电势能EA1与与EB1之差之差EA1-EB1=_J；若把若把q2=-110-4C
16、的电荷从的电荷从A点移到点移到B点，电场力做功点，电场力做功W2=_J，电荷，电荷q2从从A到到B电势能的变化量为多少？电势能的变化量为多少？增加了增加了1.81.81010-5-5J J.E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA=-3=-31010-5-5 J J 例例2.2.将一电量为将一电量为 的点电荷从的点电荷从电场外一点电场外一点P P移至电场中某点移至电场中某点A,A,电场力做电场力做 功功 ,求求A A点的电势点的电势.cq6102J5104解解
17、:场外一点场外一点P P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW 注意注意:计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处,且且电势可以为电势可以为负负.随堂训练随堂训练如图所示，细线一端系着一个带电量为如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为、质量为m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小点，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？大小要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？如何？Oq垂直悬线斜向上方垂直悬线斜向上方qmgEsin
