例题 1 下列关于点电荷的说法中正确的是 A. 只有体积很小的带电体才能作为点电荷 B. 点电荷的电量可以是任意数值 C. 点电荷一定是电量很小的电荷 D. 两个带电的金属小球, 不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理答案 :D 解析 : 点电荷是一种理想模型, 当作点电荷处理的前提是该电荷的

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层住溥
5 years ago
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1 一静电现象与电荷第三期静电场 1. 负电荷 : 毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷正电荷 : 丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引.( 同斥异吸... ). 起电方式 : ⑴ 摩擦.. 起电 : 不同的物质对电子的束缚能力不同, 两种不同物质组成的物体 ( 绝缘体 ) 相互摩擦, 由于摩擦力做功使得束缚电子能力弱的物体失去电子带正电, 束缚能力强的物体带负电. 实质是电子的转移..., 摩擦后两物体带等量异种电荷. ⑵ 感应.. 起电 : 导体处于带电体附近时, 导体内自由电荷受到电场力的作用发生定向移动, 使导体两端出现感应电荷. 实质是电荷的转移..., 导体起电后两端带等量异种电荷. ⑶ 接触.. 起电 : 电荷从场源电荷转移到不带电的导体上 3. 电荷量 : 物体带电的多少. 单位为库仑, 简称库, 符号为 C, 是元电荷电荷量的整数倍元电荷电荷量, e C, 最小电荷量 ⑴ 点电荷 : 形状和大小对研究问题没有影响的带电体 1 只有电荷量的理想化模型..., 本身尺寸相对与其他带电体之间的距离足够小电荷量可以很大... ⑵ 场源电荷 : 产生源电场的电荷 ⑶ 试探电荷 : 放入电场中的对源电场影响可忽略的电荷, 用以研究电场的特征一般电荷量较小..., 体积较小... ⑷ 感应电荷 : 由于静电感应而在导体两端出现的等量异种电荷 ⑸ 净电荷 : 物体带电量的多少是指净电荷的多少实质上表示总电荷中正负电荷的差值.. 是多少 5. 比荷 ( 荷质比 ): 带电体所带电荷量和质量之比 ( q m ) 6. 电荷守恒定律 : 一个与外界没有电荷交换的系统, 电荷的代数和... 保持不变. ( 电荷既不会创生, 也不会消灭, 它只能从一个物体转移.. 到另一个物体, 或从物体的一部分转移到另一部分, 在转移过程中, 电荷的总量不变 ) 两个完全相同... 的球体导体接触之后会平分.. 电荷量

2 例题 1 下列关于点电荷的说法中正确的是 A. 只有体积很小的带电体才能作为点电荷 B. 点电荷的电量可以是任意数值 C. 点电荷一定是电量很小的电荷 D. 两个带电的金属小球, 不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理答案 :D 解析 : 点电荷是一种理想模型, 当作点电荷处理的前提是该电荷的大小和形状对研究问题没有影响, 要求其本身尺寸与研究的距离相比是一个很小的值. 而对点电荷的电荷量的大小是没有特殊要求的, 可以很大, 但其带电量肯定也得是元电荷电荷量的整数倍. 因此 ABC 均错误. 而 D 选项中两个均匀带电的小球才可以当做点电荷处理,D 选项正确. 例题带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的 A C B C C C D C 答案 :A 19 解析 : 电荷量应为元电荷电荷量 e C的整数倍.A 选项为 1.5 倍, 不满足. 例题 3 用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒, 靠近不带电验电器的金属小球答案 :A a, 然后用手指瞬间接触一下金属杆 c 后拿开橡胶棒, 这时验电器小球 a 和金箔 b 的带电情况是 A. a b均带正电 B. a b均带负电 C. a 带正电, b 带负电 D. a 带负电, b 带正电解析 : 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电, 因此在近端, 即验电器小球 a 处感应出正电荷, 而在验电器远端, 金箔 b 处感应出负电荷, 当手指触碰时, 负电荷导入大地, 移开手指后, 验电器导体部分仅剩正电. 拿开橡胶棒之后, 正电荷在导体部分重新分布, a b均带正电.

3 二库仑定律 q 9 F k, k 9 10 N m /C ( 库仑的库仑扭秤测得 ) 适用条件 : 真空.. 静止.. 点电荷... ( 包括 : 均匀带电的绝缘球体或者球壳, 距离足够大时的带电金属球或者球壳 ) 方向 : 由两个电荷的电性来判断是排斥力还是吸引力例题 4 真空中两静止点电荷之间库仑力的大小为 F, 两个电荷之间的距离为, 电量均为 q, 则下列说法中正确的是 qq 1 A. 由库仑定律 F k 可知, 当 0 时, F B. 若两个点电荷带同种电荷, 则它们之间存在连线方向上的排斥力 C. 若保持电量不变, 而距离减半, 则力变成原来的四分之一 D. 若距离不变, 而电量减半, 则力变成原来的四分之一答案 :BD 解析 : 当两个点电荷距离非常近的时候, 则不能再把这两个电荷当做点电荷处理, 库仑定律不成立, 因此 A 错. 例题 5 在水平板上有 M N 两点, 相距 D 0.45m, 用长 l 0.45m 的轻质绝缘细线分别 6 悬挂有质量 m 3 10 kg 电荷量 q C 的小球 ( 小球可视为点电荷, 静电 9 力常量 k 9 10 N m /C ), 当两小球处于如图所示的平衡状态时 A. 细线与竖直方向的夹角为 30 B. 两小球的距离为 0.9m C. 细线上的拉力为 0.N D. 若两小球带等量异种电荷则细线与竖直方向的夹角为答案 :ACD 30 解析 : 小球处在重力, 库仑力 ( 排斥力 ) 和绳子拉力的三力平衡下, 由题, 易得 q 1 k mg tan, 代入数据化简得 (sin ) 3 tan, 则 30, 因此 A 选 ( D lsin ) 项正确. 此时 d D l sin 0.9m,B 正确. mg C 选项中 T 0.N, 正确. cos30 D 选项中若角度为向内的 30, 则库仑力应大小不变, 而电量不变, 间距减小, 库仑力增大, 矛盾, 因此 D 选项错误.

4 三电场与电场强度 1. 电场 : 存在于电荷周围, 能传递电荷间相互作用的一种特殊物质. 电场力 : 电场对放入其中的电荷的力的作用. 电场强度 ( 场强 ): E F q 描述电场中力的性质的物理量, 与试探电荷 q 无关, 由电场本身的性质决定. 是矢量, 正电荷受力方向为该点场强方向. 3. 点电荷的场强 : E k ( 为场源电荷 ) 适用条件 : 真空.., 点电荷.... 方向 : 正电荷的场强离他而去, 负电荷的场强向他而来. 4. 匀强电场 : 电场中各点电场强度的大小相等, 方向相同.( 等距平行线 ) 5. 场强的叠加 : 某点的场强等于各个带电体单独存在时在该点产生场强的矢量叠... 加.. 6. 电场线 : 为了形象的描述电场, 人为的在电场中画出一系列从正电荷 ( 无限远 ) 出发到无限远 ( 负电荷 ) 终止的曲线 ( 或直线 ), 使曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致. 特点 : 电场线越密集...,. 场强越大... 例题 6 电场中有一点 P, 下列说法正确的是 A. 若 P 点处电势为零, 则场强也一定为零 B. 若 P 点没有试探电荷, 则 P 点的场强为零 C. P 点的场强越大, 则同一电荷在 P 点受的静电力越大 D. P 点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向答案 :C 解析 : 电势和场强没有直接的联系, 如两个等量异种电荷连线中点电势为零, 但场强不为零, 因此 A 选项错误. 电场的场强与试探电荷无关, 只与电场本身有关. 因此 B 选项错误. 场强方向为带正电的试探电荷的受力方向, 因此 D 选项错误. 例题 7 如图所示, A B C D 是真空中一正四面体的四个顶点 ( 正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形 ), 所有棱长都为 a, 现在 A B两点分别固定电量分别为 q 和 q 的两个点电荷, 静电力常量为 k, 下列说法错误的是

答案 :D A. C D两点的场强相同 kq B. C 点的场强大小为 a C. 将一负电荷从 C 点移动到 D 点, 电场力不做功 D. 将一正电荷从 C 点移动到 D 点, 电场力做正功解析 : 如图所示, A B的场强分别沿 AC 和 BC 方向, 其合场强与 AB 平行向右, 与 CD 垂直, 而场强方向始终与位移方向垂直, 则电场力不做功. CD 场强大小相同, 但方向不同.

5 答案 :D A. C D两点的场强相同 kq B. C 点的场强大小为 a C. 将一负电荷从 C 点移动到 D 点, 电场力不做功 D. 将一正电荷从 C 点移动到 D 点, 电场力做正功解析 : 如图所示, A B的场强分别沿 AC 和 BC 方向, 其合场强与 AB 平行向右, 与 CD 垂直, 而场强方向始终与位移方向垂直, 则电场力不做功. CD 场强大小相同, 但方向不同. 四电势能电势电势差 1. 电势能 : E PA W AB, 标量电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功. 零势能面 : 可任意选取, 通常把大地.. 或者无限远处... 作为势能为零的位置. EP. 电势 : q 描述电场中能量的性质的物理量, 与试探电荷 q 无关, 由电场本身决定. 标量, 单位伏特 V 沿电场线方向电势降低电势差 : U AB A B 由电场本身以及初末.. 位置决定. 4. 电势差与场强的关系 : 在匀强场中 U Ed cos, E 与 d 同向时,U Ed. 场强方向就是电场线降低最快... 的方向. 例题 8 有一电场的电场线如图所示, 场中 A B两点电场强度的大小和电势分别用 E A E 和表示, 则 B A A. E A E B A B C. E A E B A B 答案 :D B B. E A E B D. E A E B A B A B 解析 : 沿电场线方向电势降低, 电场线越密集, 场强越大.

6 例题 9 如下四个电场中, 均有相互对称分布的 a b 两点, 其中电势和场强都相同的是 A. B. C. D. 答案 :C 解析 :A 电势相同, 场强大小相同, 方向相反 ;B 电势相同, 场强大小相同, 方向相反 ; C 场强电势都相同 ;D 场强相同, 电势不同. 例题 10 如图所示, 在场强为 E 的匀强电场中, a b 两点间的距离为 L, ab 连线与电场答案 :B 方向的夹角为, 则 a b 两点间的电势差为 A. ELsin B. ELcos C. EL D. E L 解析 : 沿电场线方向电势降低最快,U 向. Ed 需满足条件 E 和 d 同五等势面与电场描述 1. 等势面 : 电场中电势相等的点构成的面特点 : 等势面一定与电场线垂直, 即与场强方向垂直等差等势面... 越密集, 电场强度越大. 典型的电场线, 等势面 ⑴ 匀强电场 ⑵ 点电荷

⑶ 等量异种电荷 ⑷ 等量同种电荷 ⑸ 一头大, 一头小的导体棒例题 11 如图所示为某示波管内的聚焦电场, 实线和虚线分别表示电场线和等势面.

点的电势差相同, 因此电势能变化相同, 做功相同. 而场强大小看电场线密集程度, a 点处更密集, 场强较大.

7 ⑶ 等量异种电荷 ⑷ 等量同种电荷 ⑸ 一头大, 一头小的导体棒例题 11 如图所示为某示波管内的聚焦电场, 实线和虚线分别表示电场线和等势面. 两电子分别从 a b 两点运动到 c 点, 设电场力对两电子做的功分别为 W 和 W, a b 两点的电场强度大小分别为 E 和 E, 则 A. W a W b B. W a W b C. W a W b D. W a W b, E a E b, E a E b, E a E b, E a E b a b 答案 :C 解析 : a b 两点在同一个等势面上, 因此与 c 点的电势差相同, 因此电势能变化相同, 做功相同. 而场强大小看电场线密集程度, a 点处更密集, 场强较大. a b 例题 1 如图所示, 虚线表示某电场中的三个等势面, 相邻面间的电势差相等, 一重力不计带负电的粒子从左侧进入电场, 运动轨迹与三个等势面分别交于 a b c 三点, 则 A. a 点的电势比 b 点的电势高 B. 粒子在 c 点的加速度为零 C. 粒子从 a 到 c 时电势能不断增加 D. 粒子从 a 到 b 克服电场力做功大于从 b 到 c 克服电场力做功

8 答案 :AC 解析 : 如右图所示, 由曲线运动轨迹知, 电场力应偏向左上方, 由于粒子带负电, 因此电场线应指向右下方, 所以电势从 a 至 c 依次降低,A 选项正确 ; c 点处存在电场线, 因此场强不为零, 带电粒子在 c 点处受力, 加速度不为零,B 选项错误 ; E P q, 而 a, c q 0, 因此 EPa E, Pc C 选项中正确 ;D 选项做功相同, 因为 W qu, 而 Uab U. bc 例题 13 x 轴上有两个点电荷和 1, 1 和之间连线上各点电势高低如图曲线所示, 选无穷远处电势为零, 从图中可以看出 A. 1 的电荷量小于的电荷量 B. 1 和一定是异种电荷 C. P 处的电场强度为零 D. 1 和之间连线上各点电场强度方向都指向答案 :BD 解析 : P 点处的斜率小于零, 因此此处对应的场强为正, 沿 x 轴正方向,C 错误. 且根据 E k, 而合场强向右, 所以 1 在 P 点处的场强较大, 而距离 1 较远, 因此 1 较大,A 错误. 1 电势为正, 电势为负, 因此必然是异种电荷,B 正确. 1 和之间斜率均为负, 场强均沿 x 轴正方向,D 正确. 六静电现象 1. 静电感应 : 放在静电场中的导体, 它的自由电荷受到电场的作用而重新分布, 从而在其表面.. 的不同部分出现等量的异种电荷. 静电平衡 : 发生静电感应的导体, 两端的感应电荷不断积累, 使得其内部产生的附加电场不断增强, 直到和外电场完全抵消, 此时导体内的总场强处处为零, 自由电荷不再移动, 导体两端异种电荷不再增加, 达到静电平衡状态. 静电平衡特点 : 1 内部场强处处为零电荷只分布在外表面..., 曲率半径越大, 电荷越稀疏 3 导体表面的电场线与导体表面垂直.. 4 整个导体是等势体..., 导体表面是等势面...

9 3. 静电屏蔽 : 1 屏蔽外电场... : 空腔导体包裹即可 ( 金属网罩, 铁皮房等 ) 屏蔽内电场... : 空腔导体包裹, 并把该导体接地... 例题 14 下列事例中属于静电应用的有 A. 油罐车拖一条铁链 B. 飞机机轮用导电橡胶制成 C. 织地毯时夹一些不锈钢丝 D. 静电复印答案 :D 解析 :ABC 均属于静电防止, 把摩擦产生的静电导入大地, 而 D 则是利用静电. 例题 15 电工穿的高压作业服是用铜丝编织的, 下列说法正确的是 A. 铜丝编织的衣服不易被拉破, 所以用铜丝编织 B. 铜丝必须达到一定的厚度, 才能对人体起到保护作用 C. 电工被铜丝编织的衣服所包裹, 使体内电势保持为零, 对人体起保护作用 D. 电工被铜丝编织的衣服所包裹, 使体内电场强度保持为零, 对人体起保护作用答案 :D 解析 : 铜丝高压作业服用的是静电屏蔽的原理, 当铜丝达到一定密度 ( 而非厚度 ) 的时候, 就可以达到屏蔽的效果, 在铜丝外表面感应出电荷, 感应电荷的感应场和外电场抵消, 在铜丝内部, 以及其包裹的空腔内场强都为零. 例题 16 如图所示, 将悬在绝缘细线上的带正电的小球 A 放在不带电的金属空心球壳 B 内 ( 与内壁不接触 ). 外加一个水平向右的场强为 E 的匀强电场, 对于最后的结果下列判断正确的是 A. B 的右端带正电, A 向左偏 B. B 的右端带正电, A 不偏左也不偏右 C. B 的左端带正电, A 向右偏 D. B 的左端带负电, A 向左偏答案 :B 解析 : 由于静电屏蔽, A 球不受外电场影响, 因此不偏左也不偏右, 此时感应电场与外电场抵消, 因此感应电荷为左负右正.

10 例题 17 如图所示, 在球壳内部球心处放置带电荷量为的点电荷, 球壳内有 A 点, 壳答案 :D 壁中有 B 点, 壳外有 C 点, 则下列说法正确的是 A. A B 两点的场强均为零 B. E A E B E C C. B 点场强方向指向球心 D. 如果 A C 和球心在一条直线上, 则 A C 两点的场强方向相同解析 : 球壳内表面感应出负电荷, 外表面感应出正电荷, 由于未接地, 因此内电场未被屏蔽,C 处存在电场, 并且和无金属球壳时完全等效. 因此仅球壳壳上 B 点场强为零, 因此选 D. 七电容与电容器 1. 电容器 : 由两个彼此绝缘又相互靠近的导体构成, 两个导体称为电容器的两极, 中间的绝缘物质称为电介质. 电荷量 : 任意一个极板所带电荷量的绝对值工作电压 : 额定电压, 正常工作的电压, 比击穿电压低. 击穿电压 : 两极板电压的上限, 超过这个限度则电介质被击穿, 电容器损坏.. 充电 : 电流流入正极板, 且电流先大后小. 充电后两极板上带上等量的异种电荷, 电容器中储存电场能放电 : 电流由正极板流出, 且电流先大后小. 电容器失去电荷, 电场能转化成其他形式的能量. 3. 电容 : 表示电容器容纳电荷本领大小的物理量 C, 定义式 U U 电容大小和电压, 电量无关, 由电容器本身的性质决定. 6 1 单位 : 法拉, 简称法, 符号 F. 1F=10 μf 10 pf 4. 平行板电容器 : S 9 C, k 为静电力常量, k 9 10 N m /C 4 kd S 两极板正对面积电介质的相对介电常数 d 两极板间的距离 ( : 真空 1, 空气接近 1, 其他大于 1) 5. 应用 : ⑴ 断开电源开关, 则电容器两极板电荷量不变保持通路, 则电容器两极板电压 U 不变

11 ⑵ C U E 变化情况对应电路动态起因电容电荷量电压场强 S U 4 k C CU U E E 4 kd C d S 不变量电压 U 电荷量始终与电源相连接充电后与电源断开正对面积 S 不变板间距离 d 加电介质不变加金属板 d 正对面积 S 板间距离 d 不变加电介质加金属板 d 不变 ⑶ 某点电势, 粒子电势能 E P 接地极板电势为零, x Ux0 Ed x0判断 x 点处电势, 再用 EP q x判断该点电势能. 例题 18 下列关于电容器的说法中, 正确的是 A. 电容越大的电容器, 带电荷量也一定越多 B. 电容器不带电时, 其电容为零 C. 带电荷量相等的两个电容器, 电容相等 D. 电容器的电容与电容器是否带电无关答案 :D 解析 : 电容器的电容由其本身因素决定, 与其是否带电, 带电量是多少以及电容器两端间的电势差无关. 如平行板电容器电容为 C S. 4 kd 例题 19 如图所示, 先接通开关 S 使电容器充电, 然后断开 S. 当增大两极板间距离时, 电容器所带电荷量电容 C 两板间电势差 U 电容器两极板间场强 E 的变化情况是 A. 变小, C 不变,U 不变, E 变小 B. 变小, C 变小,U 不变, E 不变 C. 不变, C 变小,U 变大, E 不变 D. 不变, C 变小,U 变小, E 变小答案 :C 解析 : 见上表.

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