魯科版3-1復習課件

第1、2章電場復習（一）知識結構（1）（2）（3）（4）

(二)課堂練習一、基本概念三種電荷：點電荷、元電荷、試探電荷。兩種基本電荷：正電荷、負電荷。三種起電方式：摩擦起電、接觸起電、感應起電。電中和。電荷守恒定律。庫侖定律。

知識簡析1．兩種電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。2．元電荷：一個元電荷的電量為1.6×10－19C，是一個電子所帶的電量。說明：任何帶電體的帶電量皆為元電荷電量的整數倍。3．起電：使物體帶電叫起電，使物體帶電的方式有三種。①摩擦起電，②接觸起電，③感應起電。電荷、庫倫定律

表達式：適用范圍：適用于真空中的點電荷K＝

知識簡析點電荷：是一個理想化的模型，在實際中，當兩個帶電體本身的線度比它們之間的距離小得多時，帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時，就可以把帶電體視為點電荷。(這一點與萬有引力很相似，但又有不同：對質量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距;而對帶電導體球，距離近了以后，電荷會重新分布，不能再用球心距代替r)。點電荷很相似于我們力學中的質點。

知識簡析電荷守恒定律：電荷既不能創造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，系統的電荷總數是不變的。注意：電荷的變化是電子的轉移引起的；完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電荷量平均分配，異種電荷先中和后再平分。

知識簡析二、電場力性質1．基本性質：電場對放入其中的電荷有力的作用。2．電場強度3．電場線

知識簡析

知識簡析三、電場能的性質1．電場力做功與電勢能2．電勢、電勢差3．等勢面4．電場中的導體（一）電場強度定義式單位：方向:正電荷在該點所受的電場力的方向。注意：電場強度E與F、q無關。勻強電場：點電荷電場：電場疊加：用平行四邊形法則。電場中各點的大小和方向都相同，電場線是互相平行的直線。Q－產生電場的電荷，q－放在電場中的檢驗電荷。

知識簡析1．如何比較電場中任兩點的場強大小和方向呢？1．判斷電場強度大小的幾種方法：方法一:由定義式E=F／q決定；方法二:在點電荷電場中，E=kQ／r2；方法三:在勻強電場中，場強處處相等；方法四:電力線密（疏）處強大（小）。2．判斷電場強度方向的幾種方法：方法一:根據規定，正電荷所受電場力的方向即是該點的場強方向；方法二:電場線上每一點的切線方向即是該點的場強方向。是非題(A)若將放在電場中某點的電荷q改為－q，則該點的電場強度大小不變，方向與原來相反。（B）若取走放在電場中某點的電荷，則該點的電場強度變為零。（C）沿電場線方向，場強一定越來越小。（D）若電荷q在A處受到的電場力比B點時大，則A點電場強度比B點的大。（E）電場中某點電場線的方向，就是放在該點的電荷所受電場力的方向。（F）已知A、B為某一電場線（直線）上的兩點由此可知，A、B兩點的電場強度方向相同，但EA和EB的大小無法比較。練習．如圖，在x軸上的x=-1和x=1兩點分別固定電荷量為-4Q和+9Q的點電荷。求：x軸上合場強為零的點的坐標。并求在x=-3點處的合場強方向。1-1-3-5-4Q+9Q

答案：x=-5，向右3．場強的疊加

規律方法庫侖定律的理解和應用如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上．a和c帶正電，b帶負電，a所帶電量的大小比b的小．已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是（）A．F1B．F2C．F3 D．F4解析:a對c為斥力，方向沿ac連線背離a；b對c為引力，方向沿bc連線指向b．由此可知，二力的合力可能為F3或F。又已知b的電量比a的大，由此又排除掉F3，只有F4是可能的。cabF4F3F2F1例：在真空中同一條直線上的A、B兩點固定有電荷量分別為+4Q和-Q的點電荷。①將另一個點電荷放在該直線上的哪個位置，可以使它在電場力作用下保持靜止？②若要求這三個點電荷都只在電場力作用下保持靜止，那么引入的這個點電荷應是正電荷還是負電荷？電荷量是多大？C解析：如圖所示，若引入另一小求，則應放在B另一側，且為正電荷。設在C點放入點電荷QC，與B球距離為x，故，在Cab=bc

三點一線，兩大夾小；兩同夾異，近小遠大。對A點處與平衡狀態，由庫侖定律得對B點處與平衡狀態，由庫侖定律得解得x=r，QC=4Q規律：例：如圖所示，半經為r的硬橡膠圓環上帶有均勻分布的正電荷，其單位長度上的帶電量為q，現截去環上一小段AB，AB長為l(l<<r)，則剩余部分在圓心O處產生的場強多大？方向如何？解析：設原缺口所帶電荷的線密度為σ，則補上的金屬小段帶荷量Q′=σd，它在O處的場強為設待求的場強為E2，由E1+E2=0可得E2=-E1=-負號表示E2與E1方向相反，即E2的方向指向缺口（二）電場線電場線是人們為了形象描述電場而引入的假想曲線。電場線的四個性質：（1）從正電荷出發，終止于負電荷。（2）電場上某點的切線方向表示該點的場強方向。（3）電場線某點的疏密表示該處場強的強弱。（4）電場線是不相交，不閉合的曲線。

知識簡析如圖所示，一電子沿等量異種電荷的中垂線由A—O—B勻速飛過，電子重力不計，則電子所受另一個力的大小和方向變化情況是（）A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右

由等量異種電荷電場線分布可知，從A到O，電場由疏到密;從O到B，電場線由密到疏，所以從A—O—B，電場強度應由小變大，再由大變小，而電場強度方向沿電場切線方向，為水平向右。由于電子處于平衡狀態，所受合外力必為零，故另一個力應與電子所受電場力大小相等方向相反.電子受的電場力與場強方向相反，即水平向左，電子從A—O—B過程中，電場力由小變大，再由大變小，故另一個力方向應水平向右，其大小應先變大后變小，所以選項B正確。

知識簡析（一）電場力做功與電勢能1．電勢能：電荷在電場中某點的電勢能等于把電荷從這點移到選定的參考點的過程中電場力所做的功．電勢能是電荷與所在電場所共有的。2．電勢能的變化：電場力做正功電勢能減少；電場力做負功電勢能增加。重力勢能變化：重力做正功重力勢能減少；重力做負功重力勢能增加。

3．電場力做功：W=qEd，E為電場強度，q為電量。重力做功：W＝Gh，h為高度差，G為重量．

電場力做功跟路徑無關，是由初末位置的電勢差與電量決定。重力做功跟路徑無關，是由初末位置的高度差與重量決定。（二）電勢、電勢差1．電勢（1）定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。用φ表示。標量，只有大小，沒有方向，但有正負。

（2）定義式：（3）單位：伏特（V）1V=1J/C（4）電勢具有相對性：電勢的大小與零電勢點的選擇有關，必須先確定零電勢點，才能確定某點的電勢。零電勢位置：一般選取大地或無窮遠的電勢為零。

知識簡析（二）電勢、電勢差2．電勢差:兩點的電勢之差。3．電場力做功4．判斷電勢高低的方法A．沿電場線電勢逐點降低B．對于正電荷，

?

A?

B只與電荷始末位置有關，與路徑無關W>0，電勢降低W<0，電勢升高

知識簡析●電勢與電勢能比較●電場強度與電勢的對比

知識簡析（三）等勢面1．電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面．2．特點:（1）各點電勢相等。（2）等勢面上任意兩點間的電勢差為零。（3）電荷沿著等勢面運動，電場力不做功。（4）處于靜電平衡狀態的導體是一個等勢體，其面為等勢面。（5）勻強電場，電勢差相等的等勢面間距離相等，點電荷形成的電場，電勢差相等的等勢面間距不相等，越向外距離越大。（6）等勢面上各點的電勢相等但電場強度不一定相等。（7）電場線跟等勢面垂直，且由電勢高的面指向電勢低的面。（8）兩個等勢面永不相交。

知識簡析（四）電場中的導體1．靜電感應：絕緣導體放在一個帶電體的附近，在絕緣導體上靠近帶電體的一端應帶電體的異種電荷，在遠離帶電體的一端帶同種電荷。靜電感應可從兩個角度來理解：根據同種電荷相排斥，異種電荷相吸引來解釋；也可以從電勢的角度來解釋，導體中的電子總是沿電勢高的方向移動2．靜電平衡狀態：導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態叫做靜電平衡狀態。3．靜電屏蔽:處于靜電平衡狀態的導體，內部的場強處處為零，導體內部區域不受外部電場的影響，這種現象就是靜電屏蔽。(1)內部場強處處為零，導體內部的電場強度是外加電場和感應電荷產生電場疊加的結果。(因為假若內部場強不為零，則內部電荷會做定向運動，那么就不是靜電平衡狀態了。)

4．處于靜電平衡狀態的導體：(2)凈電荷分布在導體的外表面，內部沒有凈電荷。(因為凈電荷之間有斥力，所以彼此間距離盡量大，凈電荷都在導體表面。)

(3)是一個等勢體，表面是一個等勢面。(因為假若導體中某兩點電勢不相等，這兩點則有電勢差，那么電荷就會定向運動。)一個任意形狀的金屬導體，處于靜電平衡狀態時（）A．導體內部沒有凈電荷．*B．導體內部任意兩點間的電勢差不一定為零C．導體內部的場強不一定處處為零D．在導體表面上，電場線可以與導體表面成任意角如圖所示，將不帶電的導體BC放在帶正電的金屬球A附近，當導體BC達到靜電平衡后，則下列說法正確的有（）A．用導線連接BC兩端，導線中有瞬間電流通過B．用手摸一下導體B端可使導體帶正電C．導體C端電勢高于B端電勢D．B和C端感應電荷在導體內部產生的場強沿BC方向逐漸減小解析：

靜電平衡后，BC內部場強為零，整個導作是個等勢體，故A、C都錯了，

根據導體附近的電場線分布，可判定導體BC的電勢比無窮遠處(大地)的電勢要高，故把導體B端或C端接地時，將有電子從大地流向導體，導體將帶負電;導體處于靜電平衡時，導體內部的電場跟感應電場相平衡，因此可以根據外電場在導體內部的分布情況來確定感應電荷電場在導體內部的分布情況。D

規律方法應用處于靜電平衡狀態的導體的特點解題如圖所示，P為金屬球殼內的一點，殼外一帶負電的帶電體A移近金屬球殼時，金屬球殼內P點處的場強E和電勢U的變化是（）A．E不變，U降低；B．E不變，U升高C．E增大，U升高；D．E增大，U降低解析：

金屬球殼處于帶負電的帶電體A形成的電場中，處于靜電平衡狀態，因此E始終等于零不變，由于帶電體A帶負電且靠近球殼，所以球殼的電勢降低。答案：A如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q，一表面絕緣的帶正電的小球(可視為質點且不影響Q的電場)，從左端以初速度V0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運動到右端.在該運動過程中（）A.小球作勻速直線運動B.小球作先減速，后加速運動C.小球的電勢能保持不變D.電場力對小球所做的功為零如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q，一表面絕緣的帶正電的小球(可視為質點且不影響Q的電場)，從左端以初速度V0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運動到右端.在該運動過程中（）A．小球作勻速直線運動B．小球作先減速，后加速運動C．小球的電勢能保持不變D．電場力對小球所做的功為零解析：

水平放置的金屬板在Q的電場中處于靜電平衡，它是一個等勢體，也就是說它表面的電場線處處與表面垂直，由于表面絕緣，故帶電小球在其表面上滑動時，電量不變，但電場力不做功，故小球作勻速直線運動。所以A、C、D選項正確。四、電容和電容器1．電容的定義式2．電容充電后保持電容器的兩極板與電源相連接，則兩極板電壓保持不變；充電后斷電，則電容器電量保持不變。3．構成電容器的兩個導體的正對面積越大，距離越近，電容就越大，兩導體間電介質的性質也會影響電容器電容。4．常見電容器：可變電容器。固定電容器。單位：法（F），1F＝把質量是0.2g的帶負電的小球用絕緣線掛起來，現將帶電為Q=4.0×10-8C的帶電小球B靠近A，兩球在同一水平面上，相距30cm，此時A球懸線與豎直方向成450

而平衡，如圖所示，g取10m/s2求(1)B球受到的庫侖力大小；(2)A球電量；(3)B球在A平衡處的場強。解：對A球受力分析，A處于平衡狀態，F＝F庫因為懸線與豎直方向成450，所以F=mgtan450＝FBAmgT如圖所示，A、B是點電荷－Q的電場中的兩點，以下說法正確的是（）

A．A電的場強比B點大，電荷放在A點受到的電場力比放在B點受到的電場力大

B．在電場力的作用下，電荷q總是由A點向B點運動

C．把電荷＋q從A點移向B點，需要克服電場力做功

D．把電荷－q先后放在A、B兩點，則A點的電勢較大－Q?

A?

BAC課堂練習2下列說法正確的是（）

A．靜電場中，電場線是不相交、不相切的閉合曲線

B．電場線上每一點的切線方向，表示該電的場強方向

C．電場強度的大小、方向于q的大小、正負有關

D．正電荷在電場力作用下一定沿電場線方向運動B課堂練習3課堂練習4如圖為勻強電場中的一組等勢面，A、B、C、D點相鄰間距離為2cm，則場強E＝

；離A點1.5cm的P點電勢為

V。解析：E=U/SABsin600=100/3UBp＝E·SBPsin600

BP之間電勢差為2.5V，由于UP＜UB，所以Up=－2.5V說明：在應用U=Ed公式時一定要注意d是沿著電場線方向的距離，或者說是兩等勢面間的距離。如圖所示，實線為勻強電場中的電場線，虛線為等勢面，且相鄰等勢面間的電勢差相等。一正點電荷在等勢面A處的動能為20J，運動到等勢面C處的動能為零。現取B等勢面為零電勢能面，則當此電荷的電勢能為2J時的動能是

J.（不計重力和空氣阻力）解析：

設相鄰等勢面間的電勢差為△U，根據動能定理，電荷從等勢面A運動到C的過程中q△UAC＝0－20………………①電荷從等勢面A運動到B的過程中0.5Q△UAC＝EKB－20…②聯立得EKB＝10J電荷僅受電場力在電場中運動，動能和電勢能之和不變為10J故當電荷的電勢能為2J時，動能為8J。如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負檢驗電荷在這個電場中的軌跡，若電荷是從a處運動到b處，以下判斷正確的是：[

]A．電荷從a到b加速度減小;B．b處電勢能大C．b處電勢高;D．電荷在b處速度小解析:

由圖可知b處的電場線比a處的電場線密，說明b處的場強大于a處的場強。根據牛頓第二定律，檢驗電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項錯。

由圖可知，電荷做曲線運動，必受到不等于零的合外力，即Fe≠0，且Fe的方向應指向運動軌跡的凹向。因為檢驗電荷帶負電，所以電場線指向是從疏到密。再利用“電場線方向為電勢降低最快的方向”判斷a，b處電勢高低關系是UA＞UB，C選項不正確。根據檢驗電荷的位移與所受電場力的夾角大于900，可知電場力對檢驗電荷做負功。功是能量變化的量度，可判斷由a→b電勢能增加，B選項正確。又因電場力做功與路徑無關，系統的能量守恒，電勢能增加則動能減小，即速度減小，D選項正確。

規律方法

一組概念的理解與應用電勢、電勢能、電場強度都是用來描述電場性質的物理，它們之間有十分密切的聯系，但也有很大區別，解題中一定注意區分，現列表進行比較電勢φ電勢能E1反映電場能的性質的物理量荷在電場中某點時所具有的電勢能。2電場中某一點的電勢φ的大小，只跟電場本身有關，跟點電荷無關。電勢能的大小是由點電荷q和該點電勢φ共同決定的。3電勢差卻是指電場中兩點間的電勢之差，ΔU=φA