1、章 末 整 合电场两个基本定律电场的力的性质电场的能的性质电容器电场中的带电粒子电场的能的性质基本性质：电场力做功只与电荷始末位置有关，与路径无关电势（差）电场力的功注意：用力学的规律、方法分析 区别公式 物理含义引入过程适应范围是电场强度大小的定义式适用于一切电场，q为试探电荷的电荷量关于电场强度对电场的描述问题1.电场强度的三个公式 区别公式 物理含义引入过程适应范围是真空中点电荷场强的决定式在真空中，Q为场源电荷的电荷量是匀强电场中场强的决定式由F=Eq和W=qU导出匀强电场2.电场强度的叠加：电场强度是矢量，其方向规定为正电荷受静电力的方向如果空间几个电场叠加，则空间某点的电场强度为各
2、电场在该点电场强度的矢量和，应据矢量合成法则平行四边形定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作代数运算合成3电场的形象描绘电场线：由电场线的“疏”和“密”可知道电场的“强”和“弱”，由该点的切线方向可知道电场强度的方向，并进一步推知电荷的受力情况和运动情况【例1】如图11，两等量异号的点电荷相距为2a，M与两点电荷共线，N位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M和N的距离都为L，且La.略去(a/L)n(n2)项的贡献，则两点电荷的合电场在M和N点的强度 ()图11A大小之比为2，方向相反B大小之比为1，方向相反C大小均与a成正比，方向相反D大小均与L的平方成反比，方向相互
3、垂直答案：AC1同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引库仑力实质上就是电场力，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，其中仅多了一个电场力而已3求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析的基础上，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(如合成分解法，矢量图示法、相似三角形法、整体法等)去解决注意：(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【例2】如图12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
4、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()图12答案：ACD反思领悟：本题考查了三力作用下的物体平衡问题通过矢量图示法求得场强E的最小值，便可迅速求得场强E的大小和方向1电场强度、电势、电势差、电势能的比较 名称比较点 电场强度电势电势差电势能意 义描述电场的力的性质描述电场的能的性质描述电场力的做功的本领描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领 名称比较点 电场强度电势电势差电势能定 义Epq 名称比较点 电场强度电势电势差电势能矢标性矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向标量，有正负，正负只表示大小标量，
5、有正负，正负只表示A、B两点电势的高低标量，有正负，正负表示电势能大小 名称比较点 电场强度电势电势差电势能决定因素场强由电场本身决定，与试探电荷无关电势由电场本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性由电场本身和两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点选取无关由电荷量和该点电势二者决定，与参考点选取有关 名称比较点 电场强度电势电势差电势能联 系匀强电场中UABEd(d为A、B间沿场强方向上的距离)；电势沿着场强方向降低最快；UABAB；WABEpAEpBqAqBqUAB2.电势高低、电势能大小的判断思路(1)由电场力做功判断(2)由电场线的方向判断【例3】如图13为一匀强
6、电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是 ()A粒子带负电B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J图13C粒子在A点的动能比在B点多0.5 JD粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J解析：粒子从A点运动到B点，电场力故正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以选项A错；粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减少故粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J，故选项B错；由动能定理，WGW电Ek，2.0 J1.5 JEkBEkA，所以选项C对；由其他力(在这里指电场力)做功等于机械能的增加，所以选项D对答案：CD1由粒子的运
7、动轨迹判断各物理量的变化静电力方向：指向轨迹弯曲的一侧，沿电场线切线方向或垂直于等势面【例4】已知地球带负电，如图14所示，MN是地球产生的电场中的一条电场线某次太阳风暴时，一个高能带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示下列结论正确的是()图14A高能带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B地球一定位于M点左侧C高能带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时的电势能D高能带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度解析：答案：CD2粒子的偏转：带电粒子垂直进入匀强电场做类平抛运动【例5】一束质量为m、电荷量为q的带电粒子从水平放置的平行板电容器两极板中点O以平行于两极板的速度
8、v0进入匀强电场，如图15所示如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L.设粒子束不会击中极板，粒子从电场飞出后打在竖直放置的荧光屏上P点，O点是入射速度v0正对的屏幕上的一点，该屏到两极板右端的距离也是L.若粒子的重力忽略不计，对于粒子运动的全过程，求：(1)电势能的变化量；(2)O与P的距离图15解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，出电场后作匀速直线运动，最后打在P点(如右图所示)电势能变化只在电场中发生信号图像(2)根据电场中类平抛运动出射速度反向延长线与入射速度延长线交点为类平抛水平位移中点的结论，由相似比可得：【例1】如图16所示，A、B两块平行带电金属板，A板带负电，B板带正电，并与大地相连接，P为两板间一点若将一块玻璃板插入A、B两板间，则P点电势将怎样变化图16分析电势能的变化时乱套公式错因分析：B板接地后，电势B0，当U减小时应接近零正确解答：UPmg，小球会直接就由斜槽上“飘”起了，不再“沿斜槽”，故B对若mgqE会匀速直线运动，若mgqE则加速下滑，故C对答案：BC
