1、高中物理电场全章复习资料（精品全）电场复习一：电场的力的性质1电荷及电荷守恒定律自然界中只有正、负两种电荷，元电荷e=_ C物体带电方法有三种：_起电；_起电；_起电电荷守恒定律：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物体，或从物体的这一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷的_不变两完全相同的金属球接触后分开应平分它们原带净电荷的电量(写出对这句话的理解)2真空中库仑定律内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成_比，跟它们之间的距离的平方成_比，作用力的方向在它们的_上公式：_.(k=_，叫静电力恒量)适用条件：真空中 _电荷：如果带电体间的距离比它们自身的大小大
2、得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看作是点电荷。两带电体间的库仑力是一对_力与_力3电场强度、电场线电场：带电体周围客观存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的_的比值，叫做这一点的电场强度，定义式_方向：与_电荷在该点的受力方向相同，是_(矢或标)量适用于任何电场，电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与检验电荷q_检验电荷q充当“测量工具”的作用是真空中点电荷所形成的电场的决定式 E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定是场强与电势差的关系式，只适用于_电场，注意式中d为两点间沿_方向的距离电场强
3、度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的_和电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷_的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向_，这些曲线叫电场线电场线是起源于_电荷(或无穷远处)，终止于_电荷(或无穷远)的有源线电场线的疏密反映电场的_；电场线不相交电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线时，运动轨迹才与电场线重合匀强电场：在电场中，如果各点的场强的大小和方向都_，这样的电场叫匀强电场匀强电场中的电场线是间距相等且互相_的直线难点1.电场强度的叠
4、加注意场强的矢量性。空间某点的电场强度等于各点点电荷单独存在时在该点场强的矢量和。图1-12.带电粒子在电场中的力学问题和之前的力学问题的分析一样，只不过多了个电场力。典例【例1】如图1-1所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是( ) AF/8 BF/4 C3F/8 D3F/4q1 q2 q3图1-2【例2】如图1-2所示，q1、q2、q3，分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为L1，q2与q3之间的距离为L2，且每个
5、电荷都处于平衡状态。 如q2为正电荷，则q1为 电荷，q3为 电荷；*q1、q2、q3三者电荷量之比是 : : 。【例3】如图1-3所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是( ) A先变大后变小，方向水平向左B先变大后变小，方向水平向右图1-3C先变小后变大，方向水平向左D先变小后变大，方向水平向右【例4】如图1-4所示，用金属丝AB弯成半径r=l m的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d=2 cm相对来说很小的间隙将电量q=3.1310-9C的正电荷均匀分布金属丝上，求圆心O处的电场强度图1-4图1-5【例5】一条长3的丝线穿着
6、两个相同的质量均为m的小金属环A和B，将线的两端都系于同一点O，当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成等边三角形，此时两环于同一水平线上，如图1-5所示如果不计环与线的摩擦，两环各带多少电荷量？巩固1下列关于电场强度的说法中，正确的是 ( ) A根据公式可知，场强E跟电荷所受的电场力F成正比，跟放入电荷的电荷量q成反比 B由公式可知，在真空中由点电荷Q形成的电场中，某点的场强E跟Q成正比，跟该点到Q的距离r的平方成反比 C虽然正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，但该点的场强方向只有一个，即正电荷在该点的受力方向，也就是负电荷在该点受力的反方向D由公式及均可以确定在真空中点电
7、荷形成的电场中某点的场强，可见场强E与Q或q均有关2如图1-6所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力) ( ) 图1-6A电荷向B做匀加速运动B电荷向B做加速度越来越小的运动C电荷向B做加速度越来越大的运动D电荷向B做加速运动，加速度变化情况不能确定3下列关于电场线的论述，正确的是 ( )A电场线方向就是正检验电荷的运动方向图1-7B电场线是直线的地方是匀强电场C只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场线方向运动D画电场线的地方有电场，未画电场线的地方不一定无电场4如图1-7 (a)中AB是一条
8、点电荷电场中的电场线，图(b)则是放在电场线上A、B处的检验电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图线，由此可以判定 ( ) A场源是正电荷，位置在A侧 B场源是正电荷，位置在B侧 C场源是负电荷，位置在A侧 图1-8D场源是负电荷，位置在B侧5如图1-8所示，质量分别为ml和m2的两小球，分别带电q1和q2，用同等长的绝缘线悬于同一点，由于静电斥力使两悬线与竖直方向张开相同的角度，则 ( ) Aq1必等于q2 Bm1必等于m2Cqlml必等于q2m2 Dq1=q2和m1=m2必须同时满足图1-96如图1-9所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的正上方的P点用丝线悬另一质点B，A、B
9、两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小（）A变小 B变大 C不变 D无法确定图1-107在匀强电场中将一质量为m，电荷量为q的带电小球由静止释放，小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为，如图1-10所示，则可知匀强电场的场强大小 ( ) A一定是mgtan/qB最大值是mgtanq图1-11C最小值是mgsinqD以上都不对 8如图1-11所示，直角三角形中AB=40 cm，BC=30 cm，在A、B处分别放有点电荷、，测得C处场强=10Vm，方向平行于AB向上可知与 (填同号，反号，可能是同号也可
10、能反号)，今撤去，则大小为 Vm9带电量为q1、q2，质量分别为ml和m2的两带异种电荷的粒子，其中q1=2q2，ml=4m2，均在真空中两粒子除相互之间的库仑力外，不受其它力作用，已知两粒子到某固定点的距离皆保持不变，由此可知两粒子一定做 运动，该固定点距两带电粒子的距离之比L1：L2= 10 .两个小球A和B带有同种电荷，放在光滑的水平面上且相距较近，把两个小球从静止开始释放，l s末它们的加速度大小之比 = ；动能大小之比= ；速度大小之比= 图1-1211一个质量为m、电量为+q的小球，用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，场强为E，平衡时悬线与竖直方向间夹角=300(如图1-12所示)，
11、若将匀强电场E的方向逆时针转过角度=45，小球重新平衡时悬线与竖直方向间夹角为多大?电场复习二：电场的能性质 一、电势差、电势、电势能的概念电势差：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，_与电荷电量的比值叫做这两点的电势差.用公式表示,即_电势：电场中某点的电势是指这点与电势_点之间的电势差，它在数值上等于单位正电荷由该点移至零电势点时电场力所做的_令电势能：电荷在电场中所具有的势能叫电势能，它是_的，与参考位置(势能零点)的选择有关电场力做功与电势能变化的关系 它们的关系如同重力做功与重力势能的关系一样，电场力做正功时，电荷的电势能_，电场力做负功时，电荷的电势能_；电场力对电荷做功的多少等于
12、电荷_能的变化量，所以电场力的功是电荷电势能变化的量度用E表示电势能，则将电荷从A点移到B点有：电势能变化的判断方法：a依电场力做功正负判断：如中所述关系判断b由电荷沿电场线移动方向判断 正电荷顺电场线移动时，电场力是做_功，电势能_，负电荷顺电场线移动时，电场力是做_功，电势能_c若只有电场力做功时，动能和电势能互相转化，则动能增加，电势能就_，反之，电势能就_二、电势与电场强度的关系电势反映电场能的特性，而电场强度反映电场力的特性电势是标量，具有_性，而电场强度是矢量,不具相对性，两者叠加时运算法则不同电势的正负有大小的含义，而电场强度的正、负表示_不同，并不表示大小电势与电场强度的大小没
13、有必然的联系，某点的电势为零，电场强度_，反之亦然同一检验电荷在E大处_大，但正电荷在电势高处，电势能_，而负电荷在电势高处电势能_(5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷_三、匀强电场中电势差与电场强度的关系关系可由公式表达： 或对 （或）的理解公式反映了电场强度与电势差之间的关系，由公式可知：电场强度的方向就是电势降低_的方向 (最快) 公式的应用只适用于_电场，且应用时注意d的含义是表示某两点沿_方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离，由公式可得结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的两端点间的电势差_ (为线段与电场线的夹角，L为线段的长度) 对于非匀强电场
14、，此公式可以用来定性分析某些问题，如在非匀强电场中，各相邻等势面的电势差为一定值时，那么E越大处，d越小，即等势面越_四、等势面和电场线的关系电场中电势相等的点构成的面叫做_面，电场线和等势面均是形象描述电场的，它们有如下关系：电场线总是与等势面_，且从高等势面指向_等势面 电场线越密的地方，等势面也越_沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力_做功(一定)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具难点1.对电场能的特性的认识，要从电场力做功的特性入手，对电场力做功特性的认识，可以通过重力做功特性来比较 2.电场力做功与电势能的变化紧密相关；电场力做功的过程，也就是电势能
15、变化的过程；抓住功与能的关系，从电场力做功过程理解电场能的特性；用能量转化与守恒的观点，分析研究电场力做功过程中，带电粒子的电势能与动能以及其他形式能之间的相互转化典例【例1】有一带电量q=310-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功610-4J从 B点移到C点时电场力做功910-4J问：AB、BC、CA间电势差各为多少?如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?图2-1【例2】如图2-1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， 分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定图2-
16、2A BEaEbEcC DEa=Eb=Ec【例3】如图2-2所示，虚线框内为一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点，若将210-8C的点电荷从A移到B，克服电场力做功1.210-7J，而把该电荷从C点移到A点，电场力做功3.610-7J，已知则 V， V；在该虚线框内过A、B、C三点画出三条电场线。图2-3【例4】如图2-3所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中A小物块所受电场力逐渐减小B小物块具有的电势能逐渐减小CM点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功巩
17、固1在电场中与零电势选择无关的物理量是 ( )A场强E B电势U C电势差 D电势能E2以下说法正确的是 ( )A匀强电场中各处的场强相等，电势也相等B等势线上各点电势相等，场强不一定相等C沿电场线方向电场强度一定越来越小D电势降低的方向就是电场线的方向3在一个点电荷形成的电场中，关于电场强度和电势的哪种说法正确 ( )A没有任何两点电场强度相同 B可以找到很多电场强度相同的点图2-4C没有任何两点电势相等 D可以找到很多电势相等的点4如图2-4所示，两个等量异号的点电荷在真空中相隔一定的距离，竖直线代表两个点电荷连线的中垂线，在两个点电荷所在的某平面内取如图所示的1、2、3三点，则这三点的电
18、势大小关系是A BC D图2-55如图2-5所示，xOy坐标系中将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服电场力做功w；若从a点移至x轴上c点时，也需克服电场力做功W，那么关于此空间存在的静电场可能是 ( ) A存在电场强度方向沿y轴正向的匀强电场 B存在电场强度方向沿x轴正向的匀强电场C处于第象限某一位置的正点电荷形成的电场D处于第象限某一位置的负点电荷形成的电场图2-66如图2-6所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环的上端一个质量为m，带电量为+q的小球由静止沿轨道运动，则 ( )A小球运动过程中机械能守恒B小球经过环最低点速度最大图2-7C小球在最低点时
19、对环压力为mg+EqD小球不能到达左端等高点7如图2-7所示，匀强电场方向竖直向下，在此电场中有a、b、c、d四个带电微粒(不计微粒间相互作用)各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动，则下列说法错误的是Ac、d带异种电荷Ba、b带同种电荷且电势能均不变Cd的电势能、重力势能均减小图2-8Dc的电势能减小，机械能增加8如图2-8，a、b、c为真空中某电场中的三点，将正检验电荷从a移到b和从a移到c克服电场力所做的功均为W(W0)，此电场可能是 （ ）A方向垂直于b、c连线的匀强电场 B方向平行于b、c连线的匀强电场C正点电荷形成的电场，此正点电荷位于b、c连线的垂直平分线
20、上的P点，且PaPb图2-99如图2-9所示，长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑，当达到斜面顶端B点时，速度仍为vo，则AA、B两点间的电势差一定等于mgLsin/qB小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能C若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mgqD若该电场是斜面中点正上方某点C的点电荷Q产生的，则Q一定是负电荷图2-1010如图2-10所示，在匀强电场中电场线与水平方向夹角为，有一质量为m，带电量为q的小球用长为L的细绳挂于O点，当小球静止于A点时，细绳恰好呈水平状态现将小球缓慢拉到竖直方向最低点B
21、，此过程小球带电量不变，则下列说法中错误的是 ( ) A小球具有的电势能逐渐增大 B所加外力做的功为mgLcot CB点的电势一定高于A点的电势D小球重力势能的减少等于小球电势能的增加图2-1111点电荷 Q1、Q2产生的静电场的等势面如图2-11实线所示，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c表示等势面上的点，下列说法正确的是（ ）A点电荷在d点受电场力的方向指向Q1Bb点的场强与d点的场强大小相等C把+1C的点电荷从c点移到d点中电场力所做的功等于-3kJD把+1C的点电荷从a点移到d点过程中电势能减少1kJ12. 一带负电的粒子，q2.0109C，在静电场中由点运动到b点，
22、在这过程中，除电场力外，其它力作的功为6.0105J，粒子动能增加了8.0105J，求a、b两点间的电势差Uab等于多少？13固定不动的正点电荷A，带电量为Q1.0106C，点电荷B从距A无穷远的电势为零处移到距A为2cm、电势为3000V的P点，电场力做负功为1.8103J若把B电荷从P点由静止释放，释放瞬间加速度大小为9109ms2，求B电荷能达到的最大速度电场复习三电容器 带电粒子在电场中运动一、电容器：两个互相靠近又彼此绝缘的导体组成电容器1电容 定义：电容器所带电荷量与两极板间电压的_叫电容定义公式_或注意C跟Q、U无关，只取决于电容器本身电容的物理意义：是描述电容器容纳电荷本领大小
23、的物理量，在数量上等于把电容器两板间的电势差增大_V所需电荷量.电容的单位：_，符号F 平行板电容器的电容：跟两板间的正对面积成正比，跟两板间的介电常数成_比，跟两板间距离成_比用公式表示。（关系是C与S和d的关系）2.关于电容器的动态分析平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电池的两极相连，电容器的d、S、变化将引起电容器的C、Q、U、E怎样的变化这类问题由于电容器始终连接在电池上，因此两极板的_不变平行板电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的d、S变化将引起电容器的U、E怎样的变化这类问题由于电容器充电后切断与电池的连接，使电容器的_不变二、带电粒子在电场中的运动1平衡状态重力不可
24、忽略的带电粒子在电场中处于静止状态，设匀强电场两极板电压为U，板间距离为d，则_， q=_(用U，d，m表示)2带电粒子的加速运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加(减)速直线运动用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功(电场可以是匀强或非匀强电场)若粒子的初速度为，则： 3带电粒子的偏转(限于匀强电场)运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞人匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做_运动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方法：沿初速度方向为匀速直线运动
25、，运动时间：沿电场力方向为初速为零的匀加速直线运动： 离开电场时偏移量：y=_，离开电场时的偏转角：=_4是否忽略重力? 是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定一般说来：基本粒子：如电子、质子、a粒子、离子等，都不考虑重力(但并不能忽略质量)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力典例【例l】对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )A将两极板的间距加大，电容将增大B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C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
26、的铝板、电容将增大图3-1【例2】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，电荷量足够小，固定在P点，如图A-9-40-2所示，以E表示两极板间的场强，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位置，则( ) AU变小，不变 BE变大，变大CU变大，不变 DU不变，不变图3-2【例3】 如图3-2所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与两电池相连，在距离两板等远的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）A液滴将加速向下运动BM点电势升高，液滴在M点时电势能
27、将减小CM点的电场强度变小了D在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同【例4】如图3-3所示一束带电粒子(不计重力)，垂直电场线方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具备什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角(U、d、保持不变) 图3-3进入偏转电场的速度相同；进入偏转电场的动能相同；先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场【例5】图3-4中，一个质量为m、电量为-q的小物体，可在水平轨道x上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处的场强为E、方向沿ox轴正向的匀强电场中，小物体以初速度 从点沿ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力F的作用，且F0 B. xp
28、bc.一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线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,动能减少第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中的横线上.11.A、B两点电荷,原来相距r,相互作用力为F.若将A、B的电荷量都增大到原来的两倍,则相互作用力为_.若再将距离也增大到原来的两倍,则相互作用力为_.12.如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距4 cm,b、c相距10 cm.将一个带电荷量为210-8 C 的电荷从a点移到
29、b点时,电场力做功为410-6 J.将此电荷从b点移到c点时电场力做功为_ J,a、c间电势差为_V.13.如图所示,虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面,质子、氚核、粒子以相同的初速度,沿与等势面平行的方向由点A进入该电场.在从上端进入电场到从下端离开电场的过程中,质子、氚核、粒子的动量改变量之比是_,电势能改变量之比是_.14.有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,现使它的电荷量减少310-4 C,于是电容器两极板间电压降为原来的,此电容器的电容是_ F,电容器原来的带电荷量是_ C,若电容器极板上的电荷全部放掉,电容器的电容是_ F.15.A、B是某电场中的一条电场线上两点,一
30、正电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的v-t图象如图所示.比较A、B两点电势的高低和场强E的大小: A_B,EA_EB.三、本题共4小题,每小题10分,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.16.有一带电荷量q=-310-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做610-4 J的功,从B点移到C点,电场力对电荷做910-4 J的功,求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高.17.质量为2m、带有2q正电荷的小球A静止在光滑的绝缘水平面上,另有一质量为m、电荷量为-q的小球B,以速度v0沿一水平面远离A.若同时又释放A球(如图所示),则此后两小球的电势能最多能增加多少?18.如图所示,两块相距为d,足够长的金属板A、B平行竖直放置,两板间电压为U,长为L的绝缘细线一端拴质量为m的带电小球,另一端固定在左板上某点,小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为.如突然将细线剪断,问：(1)小球将如何运动？(2)小球经多长时间打到金属板上？19.一束电子流在经
