:高二物理电场第一单元复习学案

高二物理电场第一单元复习学案

学习目标：

1、记住电荷、元电荷、电荷守恒定律、点电荷

2、记住库仑定律并能用于解决相关问题

3、理解电场强度的定义、公式、单位及方向，理解它的矢量性。

知识梳理：

1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相

，异种电荷互相    ，使物体带电的方法有三种：

、

、

。

2．用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷是

，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是

，摩擦起电的实质是

，是物体电子的得失；

3．研究表明，物体所带电荷的多少只能是电子所带电量的

．因此一个质子或电子

叫做元电荷，用符号e表示．最早测量该电荷数值的是美国物理学家

，在国际单位制中电量的单位是   ，有时也用元电荷e作电量单位，1e=    ．

4．电荷守恒定律：电荷既不能      ，也不会

，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

5．完全相同的带电金属小球相接触，电量的分配规律：同种电荷

；异种电荷

．

6．点电荷是无大小，无形状，且有电荷量的一个

模型．一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小与

的比较，与带电体的大小      ．即使带电体很小，不一定可视为点电荷，带电体很大，也不一定不能视为点电荷．

7．电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与

有关，二是与

有关。

8．库仑定律：真空中两个

间相互作用的静电力跟它们的

成正比，跟它们的

成反比，作用力的方向在

上。公式：F=      ，式中k叫做

。如果公式中各物理量都采用国际单位，则由实验得出k=9×109    。

9。 应用库仑定律时应注意的问题：

首先应注意库仑定律仅适用于

中（空气中近似成立）的两个

间的相互作用。如果点电荷不止两个，则某点电荷所受的总的作用力应是各点电荷对它作用力的矢量和．

其次，应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即应用公式计算库仑力的大小时，不必将表示电荷、带电性质的   、  号代入公式中，只将其电量的绝对值代入，先计算出力的大小，再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免将表示带电性质的符号代入中一起运算，根据运算结果是正或负号来判定方向而带来的麻烦和可能出现的错误。不能单纯地从数学意义上去考虑，以为r→0时，由公式可得到F为无穷大，事实上，当r→0时，带电体不能看作点电荷，公式也不再适用了．再次，应注意统一为国际单位制中的单位。

10．电场是由电荷激发的一种看不见摸不着的物质，是一种客观存在的物质，是电荷间相互作用的中间媒介．电场最基本的性质是               ，这也是检验空间是否存在电场的依据之一。

11．电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量。电场中某处的电场强度大小定义为放在该处的电荷受到的电场力跟该电荷的电量的

。电场强度的大小表示电场的

，物理学中规定：电场中某点的电场强度的方向跟

电荷在该点所受的电场力的方向

。电场强度的单位是  或

。

12．E=F/q是电场强度的   ，适用于    电场；

仅适用于真空中点电荷的电场。点电荷的电场强度公式

13．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相

，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷

存在时在该点产生的场强的

。电场强度的叠加遵守

定则

14．静电场电场线的性质：

15．在电场的某一区域内，如果各点的场强   都相同，这个区域的电场就叫做匀强电场。平行正对的两金属板带等量异号电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场．匀强电场中的电场线是

分布的    直线。

16、对电场强度的三个公式的理解

是电场强度的定义式，适用于任何电场，电场中某点的场强，是由电场本身性质及空间位置决定的确定值，其大小和方向与检验电荷q无关，检验电荷q充当“测量工具”的作用．

是真空点电荷所形成的电场的决定式，由点电荷Q和点电荷到某点距离r决定．

是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意式中d为两点间沿电场方向的距离．

典型例题：

例1、绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则（   ）

A．a、b之间不发生相互作用

B．b将吸引a，吸住后不放开

C．b立即把a排斥开

D．b先吸引a，接触后又把a排斥开

例2、两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成45°角，棒上各穿有一个质量为m、带电荷量为Q的相同小球，如图所示。现让两球同时从同一高度由静止开始下滑，则当两球相距多大时，小球的速度达到最大值?

例3、竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖起方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

基础练习

1．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的 (  )

A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半

B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零

C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大

D．P点的场强为试探电荷在该点受力方向

2．把质量为m的正点电荷q ，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是(  )

A．点电荷运动轨迹必与电场线重合

B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致

C．点电荷的加速度方向，必定与所在点的电场线的切线方向一致

D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致

3．一个带正电荷的质点P放在两个等量负电荷A、B的电场中，P恰好在AB连线的垂直平分线的C点处，现将P在C点由静止释放如图所示，设P只受电场力作用，则（   ）

A．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能越来越小而速度越来越大

B．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能先变大后变小，最后为零，而速度一直变大

C．P运动到与C关于AB的对称点C′静止

D．P不会静止，而是在C与C′间来回振动

4．两个可以自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示，A处电荷带正电Ｑ1、B处电荷带负电Ｑ2，且Ｑ2 = 4Ｑ1，另取一个可以自由移动的点电荷Ｑ3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则（  ）

A．Ｑ3为负电荷，且放于A左方

B．Ｑ3为负电荷，且放于B右方

C．Ｑ3为正电荷，且放于AB之间

D．Ｑ3为正电荷，且放于B右方

５．两个固定不动的点电荷，它们之间的静电力大小为F，现使它们的电荷量都变为原来的一半，则它们之间的静电力大小变为(   )

A．4F  B．F／4

C．2F  D．F／2

6、法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场．图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是(  )

A

a、b为异种电荷，a带电量大于b带电量

B

a、b为异种电荷，a带电量小于b带电量

C

a、b为同种电荷，a带电量大于b带电量

D

a、b为同种电荷，a带电量小于b带电量

７．如图所示，直线MN为点荷Q的电场中的一条电场线．带正电的粒子只在电场力的作用下，沿着曲线由a向b运动，则（  ）

A．点电荷Q是正电荷

B．电势Ua＞Ub

C．场强Ea＞Eb

D．带电粒子的动能EKa＞EKb

8．如图所示，两金属板水平放置，其间电场强度为E．一个质量为m的带电液滴在其中处于静止状态．则：①这个液滴带什么电？电荷量为多少？②当两板间的场强突然变为原来的一半时，液滴向什么方向运动？其加速度为多少？

9．如图所示，一个质量为30g带电量C的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电力线与水平面平行．当小球静止时，测得悬线与竖直夹角为30°，由此可知：

①匀强电场方向怎样？②电场强度大小为多少？(g取10m/s2)

10．如图所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C质量都是m，带正电荷电量都是q，连接小球的绝缘细线长度都是l，静电力恒量为k，重力加速度为g，则连接A、B 的细线和连接B 、C的细线张力各为多少？

高二物理电场第一单元复习学案参考答案

例1、 解析 ： 本题是1990年全国高考题，题目虽小，但它考查了四个知识点：(1)带电体有吸引轻小物体的性质；(2)物体间力的作用是相互的；(3)接触带电；(4)同种电荷相排斥，由(1)(2)知道b应吸引a，使b、a接触；由(3)知a、b接触后，原来a所带的电荷要重新在a、b表面分布，使a、b带了同种电荷；由(4)知b又把a排斥开，故应选D

答案：D

例2

例3解析：(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示，由平衡条件知：

…………①

…………②

由①②得

(2)丝线剪断后小球受重力和电场力，其合力与剪断前丝线拉力大小相等方向相反．所以：

……………………③

小球由静止开始沿着拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为：

……………………④

由运动学公式：……⑤

由②③④⑤得

基础练习

1． C 2．CD 3． ABD 4．A ５．B 6 B７．CD

8．解析：①由图知两板间场强方向向下，液滴处于静止状态，重力与电场力平衡，所以电场力方向向上，因此液滴带负电．由mg=qE，得．

②当时，F合=mg－qE/=ma

所以，方向向下，

因此，液滴向下运动．

9．解析：分析小球受力，重力mg，竖直向下，丝线拉力T，沿丝线方向向上，因为小球处于平衡状态，还应受水平向左的电场力F，小球带负电，所受电场力方向与场强方向向反，所以场强方向水平向右。

小球在三个力作用下处于平衡状态。三个力的合力必为零。所以

F=mgtg30°…………………………①

又F=qE………………………………②

由①②得：

代入数据解得：E=2×107N/C

10．

解析：以金属小球C为分析对象，其受力情况如图所示，小球C共受四个力的作用：重力GC，B对C的力FBC，A对C的力FAC及细线的拉力TBC，由于静止，所以小球C受力平衡，所以有：

（1）

由已知和库仑定律得

，

代入（1）式得：

以小球B为分析对像，其受力情况如图所示，小球B共受五个力作用，它们是重力A电荷的斥力，C电荷的斥力，细线BC的拉力及细线AB的拉力由于小球B静止，所以受力平衡，所以有：

（2）

由已知和库仑定律得，代入（2）式得

因此AB细线的张力为，BC细线的张力为