1、靜電場小結物理選修3-1電荷電荷守恒定律庫侖定律電場電場力的性質電場能的性質場強定義式：點電荷電場場強：勻強電場的場強：電勢：電勢差：電場力：qFE 2rQkE dUE 221rQQkF qEF qWUABAB BAABU 電勢能：形象描述電場線等勢面方向反映某點場強方向疏密表示場強的強弱電場線垂直于等勢面沿場強方向電勢降落最快電場線密集處等勢面也密應用帶電粒子在電場中的1、平衡；2、直線運動；3、偏轉電容器場強的疊加原理：中和均分pEqEpq()ABABABABpApBWqqUEEE EF/qWABEpAEpB Ep /qUABABUEd電荷守恒定律又可表示為：一個與外界沒有電荷交換的系統，

2、電荷的代數和總是保持不變的。內容：內容：真空真空中兩個靜止中兩個靜止點電荷點電荷之間的相互作用力之間的相互作用力, ,與與它們的電荷量的乘積成正比它們的電荷量的乘積成正比, ,與它們的距離的二次方與它們的距離的二次方成反比成反比, ,作用力的方向在它們的連線上作用力的方向在它們的連線上. .電荷守恒定律方向：方向：計算時，若電荷是負電荷只需它的計算時，若電荷是負電荷只需它的絕對值絕對值代入代入在兩電荷的連線上在兩電荷的連線上, ,同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥, ,異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引. .221rqqkF 庫侖定律元電荷元電荷 是指所帶的電量是指所帶的電量e=1.601019C

3、的電荷。的電荷。點電荷點電荷 是指不考慮形狀和大小的帶電體。是指不考慮形狀和大小的帶電體。 檢驗電荷檢驗電荷 是指電量很小的點電荷，當它放入電場后是指電量很小的點電荷，當它放入電場后不會影響該電場的性質。不會影響該電場的性質。 點電荷點電荷和和檢驗電荷檢驗電荷屬理想模型。屬理想模型。二、電場的描二、電場的描述述適用范圍適用范圍電荷的意義電荷的意義FEq2QEkr定義式，適用于定義式，適用于一切電場一切電場僅對點電荷的僅對點電荷的電場適用電場適用q是檢驗電荷，是檢驗電荷，E與與q無關無關Q是場源電荷，是場源電荷，E與與Q成正比成正比FEq2QEkr：dUE dUE 僅對勻強電場僅對勻強電場適用適

4、用d為沿電場線為沿電場線方向的距離方向的距離2、電場線的性質及作用 判斷場強的大小與方向 判斷電荷在電場的受力方向 判斷電勢的高低 判斷在電場中移動電荷做功的正負 判斷電荷電勢能的大小 3 3、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量、甲是等量異號電荷的電場線分布圖，乙是等量同號點電荷的電場線分布圖。同號點電荷的電場線分布圖。AOBAOB是兩點電荷的連是兩點電荷的連線的垂直平分線，線的垂直平分線，O O是連線中點。是連線中點。（1 1）在甲圖中，把單位正試探電荷從）在甲圖中，把單位正試探電荷從O O點沿點沿OAOA移動到無限移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？遠處，靜電力

5、是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？（2 2）在乙圖中，把單位正試探電荷從）在乙圖中，把單位正試探電荷從O O點沿點沿OAOA移動到無限移動到無限遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？遠處，靜電力是否做功？電勢能是否變化？怎樣變化？如何比較電場中任兩點的場強大小和如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？方向呢？判斷電場強度大小的幾種方法：判斷電場強度大小的幾種方法：方法一方法一: 由定義式由定義式E=Fq決定；決定；方法二方法二: 在點電荷電場中，在點電荷電場中，E=kQr2；方法三方法三:在勻強電場中，場強處處相等；在勻強電場中，場強處處相等；方法四方法四:電場線密（疏）處強大（小

6、）。電場線密（疏）處強大（小）。判斷電場強度方向的幾種方法：判斷電場強度方向的幾種方法：方法一方法一:根據規定，正電荷所受電場力根據規定，正電荷所受電場力的方向即是該點的場強方向；的方向即是該點的場強方向；方法二方法二:電場線上每一點的切線方向即電場線上每一點的切線方向即是該點的場強方向；是該點的場強方向；方法三方法三:電勢降低最快的方向就是場強電勢降低最快的方向就是場強的方向。的方向。 3、電勢、電勢差、電勢能、電場力的功(3) 等勢面的性質 4 4、如圖，虛線、如圖，虛線a a、b b、c c勢某靜電場中的三個勢某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢等勢面，它們的電勢a a最大，最大，c c最

7、少，一帶正最少，一帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線電的粒子射入電場中，其運動軌跡如圖實線KLMNKLMN所示，由圖可知（所示，由圖可知（ ）A.A. 粒子從粒子從K K到到L L的過程中，電場力做負的過程中，電場力做負功功B.B. 粒子從粒子從L L到到M M的過程中，電場力做負的過程中，電場力做負功功C.C. 粒子從粒子從K K到到L L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D.D. 粒子從粒子從L L到到N N的過程中，的過程中，動能減少動能減少ACACK KN NM ML La ab bc c如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？如何比較電場中任兩點電勢的高低呢？方法一方法一:

8、根據電場線方向判斷，順著電場線方向，電勢越根據電場線方向判斷，順著電場線方向，電勢越來越低；來越低；方法二方法二: 根據電勢的定義式根據電勢的定義式= Ep/q= -W/q，從電勢的物理，從電勢的物理意義上分析判斷意義上分析判斷;如：將如：將+q從無窮遠處移至從無窮遠處移至+Q電場中的某電場中的某點，外力克服電場力做功越多，則該點的電勢越高；點，外力克服電場力做功越多，則該點的電勢越高；方法三方法三: 根據場強方向判斷，場強方向即為電勢降低最快根據場強方向判斷，場強方向即為電勢降低最快的方向的方向.方法四方法四: 根據電勢差判斷，若根據電勢差判斷，若UAB0，則，則AB方法一方法一: 根據電場

9、力做功的正負判斷，根據電場力做功的正負判斷，若電場力對移動電荷做正（負）功，則若電場力對移動電荷做正（負）功，則電勢能減少（增加）；電勢能減少（增加）；方法二方法二: 根據公式根據公式 Ep=q ；WABqUAB計算計算。如何比較電荷電勢能的大小呢？如何比較電荷電勢能的大小呢？三、三、 電容器電容器不變USCQ不變d不變ED（北京卷）18用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設兩極板正對面積為，極板間的距離為，靜電計指針偏角為。實驗中，極板所帶電荷量不變，若A、保持S不變，增大d， 則變大B、保持S不變，增大d， 則變小C、保持d不變，增大S ， 則變小D、保持d不變，增大S，

10、 則不變【答案】A四、帶電粒子在電場中的運動四、帶電粒子在電場中的運動 mgFNmgF12101CNdUE/1024CEFq171052 2、如圖，電子在電勢差為、如圖，電子在電勢差為U U1 1的加速電場中由靜止的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為開始加速，然后射入電勢差為U U2 2的兩塊平行極板的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角角 變大的

11、是變大的是 A A、U U1 1變大、變大、U U2 2變大變大 B B、U U1 1變小、變小、U U2 2變大變大C C、U U1 1變大、變大、U U2 2變小變小 DD、U U1 1變小、變小、U U2 2變小變小B20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析與解析與解對加速過程由動能定理：對加速過程由動能定理：對偏轉過程由偏轉角正切公式：對偏轉過程由偏轉角正切公式：dUlU122與粒子的與粒子的電量電量q q、質量質量mm無關無關dUlUy1224ydUlU1224與粒子的與粒子的電量電量q q、質量質量mm無關無關ABC dmvqUly2022dmvqUl20ta

12、ntanyx dmvqUldmvqUl2020222lx4 4、如圖所示，有一電子、如圖所示，有一電子( (電量為電量為e e、質量為、質量為m)m)經電壓經電壓U U0 0加速后，沿平行金屬板加速后，沿平行金屬板A A、B B中心中心線進入兩板，線進入兩板，A A、B B板間距為板間距為d d、長度為、長度為L L， A A、B B板間電壓為板間電壓為U U，屏，屏CDCD足夠大，距離足夠大，距離A A、B B板右邊緣板右邊緣2L2L，ABAB板的中心線過屏板的中心線過屏CDCD的中的中心且與屏心且與屏CDCD垂直。試求電子束打在屏上的垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。位置到屏

13、中心間的距離。 析與解析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：tan)22(llydUUl0245 y對加速過程由動能定理：對加速過程由動能定理：20021mveU 0202eUmvdUUl02tan2222、質量為、質量為1 11010-25-25kgkg、電量為、電量為-1-11010-16-16C C的帶電粒子以的帶電粒子以2 210106 6m/sm/s速度從水平放置的速度從水平放置的平行金屬板平行金屬板A A、B B中央沿水平方向飛入板間，中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長如圖所示。已知板長L L10cm10cm，間距，間距d d

14、2cm2cm，當，當ABAB間電壓在間電壓在 范圍內時，范圍內時，此帶電粒子能從板間飛出。此帶電粒子能從板間飛出。v0+ + + + + - - - - - 強化練習強化練習v0+ + + + + - - - - - 2d2/ ltanlddmvqUl202220qldmvU V160析與解析與解對偏轉過程由偏轉角正切公式：對偏轉過程由偏轉角正切公式：2/2/ld或對偏轉過程由側移公式：或對偏轉過程由側移公式：ydmvqUl20222d2220qldmvU V160思考題思考題1:1: 如圖，平行實線代表電場線，但未如圖，平行實線代表電場線，但未標明方向標明方向, ,帶電量為帶電量為+ +10-2C C的粒子在電場中只的粒子在電場中只受電場力作用，由受電場力作用，由A點移到點移到B點，動能損失了點，動能損失了0.1J J，若，若A點電勢為點電勢為-10V V，則：，則： A、B點電勢為為點電勢為為0 B、電場線的方向從右向左、電場線的方向從右向左 C、粒子的運動軌跡可能是、粒子的運動軌跡可能是 D、粒子的運動軌跡可能是、粒子的運動軌跡可能是 思考題思考題2： 空間有一水平方向的勻強電