1、-1-本章整合-2-本章整合 知识网络 专题归纳 静电场 基本规律 电荷守恒定律:元电荷=1.6 10-19 C库仑定律:=122 静电场 电场的描述 力的性质 电场强度 定义:=点电荷电场强度:=2 电场线:沿电场线方向电势降低静电力:=能的性质 电势能p:电荷在电场中具有的势能电势:=p电势差 定义:=-匀强电场:=等势面:跟电场线垂直静电力做功 计算公式:=特点:跟路径无关 电场中的导体 静电平衡状态规律 内部电场强度处处为零导体是等势体,表面是等势面表面处电场强度与表面垂直电荷分布在外表面 应用 电容器和电容 定义:=,C=平行板:=r4 带电粒子在电场中的运动 被加速:=12 m 2
2、被偏转 偏移距离:=2202偏转角:tan=02 示波管原理 -3-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 电场的几个物理量的求解思路1.确定电场强度的思路(1)定义式:E=(2)点电荷的电场强度:E=k 2(3)电场强度的叠加原理:场强的矢量和.(4)电场强度与电势差的关系:E=(限于匀强电场).(5)导体静电平衡时,内部场强为零,即感应电荷的场强与外电场的场强等大反向 E 感=-E 外.(6)电场线(等势面)确定场强方向,电场线疏密定性确定场强大小.-4-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 2.确定电势的思路(1)定义式:=p(2)电势与电势差的关系:UAB
3、=A-B.(3)电势与场源电荷的关系:越靠近正电荷,电势越高;越靠近负电荷,电势越低.(4)电势与电场线的关系:沿电场线方向,电势逐渐降低.(5)导体静电平衡时,整个导体为等势体,导体表面为等势面.-5-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 3.确定电势能的思路(1)与静电力做功关系:WAB=EpA-EpB,静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加.(2)与电势关系:Ep=q,正电荷在电势越高处,电势能越大,负电荷在电势越低处,电势能越大.(3)与动能关系:只有静电力做功时,电势能与动能之和守恒,动能越大,电势能越小.-6-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二
4、 专题三 4.确定电场力的功的思路(1)根据电场力的功与电势能的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,WAB=EpA-EpB.(2)应用公式 WAB=qUAB计算:符号规定:所移动的电荷若为正电荷,q 取正值;若为负电荷,q 取负值;若移动过程的始点电势 A高于终点电势 B,UAB取正值;若始点电势 A低于终点电势 B,UAB 取负值.(3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功:W=qElcos.注意:此法只适用于匀强电场中求电场力的功.(4)由动能定理求解电场力的功:W 电+W 其他=Ek.即若已知动能的改变和其他力做功情况,就可由上述式子求出电场力做的功.-7-本章整合 专题归纳 知识
5、网络 专题一 专题二 专题三【例 1】如图,在点电荷 Q 产生的电场中,将两个带正电的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、B 两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将 q1、q2 移到无穷远的过程中克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是()A.A 点电势大于 B 点电势B.A、B 两点的电场强度相等C.q1 的电荷量小于 q2 的电荷量D.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能-8-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 解析:由于将 q1、q2 移到无穷远过程克服电场力做的功相等,则 q1 在 A点的电势能等于q2在 B 点的电势能,选项 D 错误.由于
6、电场力做负功,则电场线由外指向内,B 点电势大于 A 点电势,选项 A 错误.A 点所处电场线密,场强大,A、B 两点电场强度方向也不同,选项 B 错误.据 W=qU 及 A 点到无穷远电势差大于 B 点到无穷远电势差,因此 q1 的电荷量小于 q2 的电荷量,选项 C正确.答案:C-9-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 静电力与平衡知识综合1.同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引.库仑力实质上就是静电力,与重力、弹力一样,它也是一种基本力.注意力学规律的应用及受力分析.2.明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题,其中仅多了一个静电力而已.3.求解这类问题时,
7、需应用有关力的平衡知识,在正确的受力分析(如合成分解法,矢量图解法、相似三角形法、整体法等)基础上,运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系,应用共点力作用下物体的平衡条件、灵活解决.注意:(1)受力分析时只分析性质力,不分析效果力;只分析外力,不分析内力.(2)平衡条件的灵活应用.-10-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三【例 2】(多选)如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的质量为 m,电荷量为 q,为了保证当丝线与竖直方向的夹角为 60时,小球处于平衡状态,则匀强电场的场强大小可能为()A.tan60B.cos60C.s
8、in60D.-11-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 解析:取小球为研究对象,它受到重力 mg、丝线的拉力 F 和静电力 Eq 的作用.因小球处于平衡状态,则它受到的合外力等于零,由平衡条件知,F和 Eq 的合力与mg 是一对平衡力.根据力的平行四边形定则可知,当静电力 Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时,静电力最小,如图所示,则 Eq=mgsin60,最小场强 E=sin60.所以,选项 A、C、D 正确.答案:ACD-12-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 分析解决带电体在电场中运动的三种视角1.力和运动的关系带电体的运动情况取决于它的受力情况及初始状
9、态,准确分析带电体的受力情况是解题的关键,通过受力分析可判断带电体的运动性质及运动轨迹.从力和运动的角度进行分析是解决带电体在电场中运动问题的最基本方法.2.分解的思想带电体在电场和重力场的复合场中,若做类平抛或其他曲线运动,都可以考虑分解的思想,把它分解为两个分运动,可使问题很快得到解决.3.功能关系带电体在电场运动的过程中伴随着做功和各种能量的转化,由于静电力做功与路径无关,这给动能定理和能量守恒定律提供了广阔的舞台.-13-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三【例 3】如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分
10、长为 l1=0.2 m,离水平地面的距离为 h=5.0 m,竖直部分长为 l2=0.1 m.一带正电的小球从管的上端口 A 由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短,可不计)时没有能量损失,小球在电场中受的静电力大小为重力的一半.求:(1)小球运动到管口 B 时的速度大小;(2)小球落地点与管的下端口 B 的水平距离.(g=10 m/s2)-14-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三 解析:(1)小球从 A 运动到 B 的过程中,对小球根据动能定理得,12 2-0=mgl2+F 电l1F 电=12G=12mg解得,vB=(1+22)代入数据可得,vB=2.0 m/s-15-本章整合 专题归纳 知识网络 专题一 专题二 专题三(2)小球离开 B 点后,设水平方向的加速度为 a,在空中运动的时间为 t.水平方向有:a=2,x=vBt+12at2竖直方向有:h=12gt2由以上各式代入数据可得,x=4.5 m.答案:(1)2.0 m/s(2)4.5 m