第一章靜電場第一節(jié)電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律一、兩種電荷及其作用規(guī)律1.正電荷和負電荷2.相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.二、三種起電形式1.摩擦起電：通過摩擦的方式實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移，從而使物體帶電的方式.2.感應起電：通過靜電感應使物體帶電的方式.說明:(1)只有導體才能發(fā)生感應起電，而絕緣體不能.(2)帶電體靠近導體時，靠近帶電體近端帶異種電

荷，遠離帶電體的遠端帶同種電荷.(3)當遇到接地問題時，該導體與地球組成一個導

體，則該導體為近端物體，帶異種電荷，地球為

遠端，帶同種電荷.摩擦起電與感應起電的異同點摩擦起電感應起電相同點實質(zhì)相同，都是電子的轉(zhuǎn)移不同點材料不同絕緣體導體方式不同必須接觸只需靠近1.毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為（）A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到橡膠棒上C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到毛皮上D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上2.某驗電器金屬小球和金屬箔均不帶電，金屬箔閉合?，F(xiàn)將帶負電的硬橡膠棒接近驗電器金屬小球，則將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.金屬箔帶負電，其兩片張開B.金屬箔帶正電，其兩片張開C.金屬箔可能帶正電，但兩片一定張開D.由于硬橡膠棒并沒有接觸驗電器小球，故金屬箔兩片因不帶電仍閉合3.如圖所示，當帶正電的球C移近不帶電的金屬導體AB時，導體上的電荷移動情況是A.金屬導體上的正電荷向B端移動，負電荷不移動B.金屬導體上的帶負電的電子向A端移動，正電荷不移動C.金屬導體上的正、負電荷同時分別向B端和A端移動D.金屬導體上的正、負電荷同時分別向A端和B端移動CAB4.如圖，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔.當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時（）A.A端金箔張開，B端金箔閉合B.用手觸摸枕形導體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合C.用手觸摸枕形導體后，將手和C都移走，兩對金箔均張開D.選項A中兩對金箔分別帶異種電荷，先項C中兩對金箔帶同種電荷ABC電荷及其守恒定律3.接觸起電：通過接觸的方式實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移，使電荷重新分布，從而使物體帶電的方式.5.用與絲稠摩擦過的玻璃棒接觸不帶電的驗電器的金屬球后，驗電器的金屬箔片張開，則下列說法正確的是（）A.金屬箔片帶正電荷B.金屬箔片帶負電荷C.部分電子由金屬球轉(zhuǎn)移到玻璃棒上D.部分電子由玻璃棒轉(zhuǎn)移到金屬球上電荷及其守恒定律接觸起電過程中電子轉(zhuǎn)移的規(guī)律：1.帶正電的物體與帶負電的物體接觸，電子由帶負電的物體轉(zhuǎn)移到帶正電的物體上.2.帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由中性物體轉(zhuǎn)移到帶正電的物體上.3.帶負電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由帶負電的物體轉(zhuǎn)移到中性物體上.原子結(jié)構(gòu)及物體帶電的實質(zhì)：原子由原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成，在物質(zhì)內(nèi)部，原子核是相對固定的,內(nèi)部的質(zhì)子更不能脫離原子核而移動.所以，物體帶電的實質(zhì)是電子的得失，通過摩擦、接觸、靜電感應等方式使電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，或是從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.電荷及其守恒定律三、電荷守恒定律:(兩種表述方式）兩帶電體接觸后電荷分布情況：兩個完全相同的小球，接觸后將平分電荷。具體分三種情況：1.若兩小球一個帶電（設(shè)為q），一個不帶電，兩小球接觸后再分開，則電荷量平分，每個小球帶電量為q/2.2.若兩小球分別帶同種電荷q1和q2，兩者接觸后分開，則每個小球帶電量為（q1＋q2）/2.3.若兩小球分別帶異種電荷q1和－q2，兩者接觸后分開，則先中和再平分電荷，且每個小球帶電量為（q1－q2）/2，如q1＝q2，則稱之為中和6.有兩個相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C，和QB＝－3.2×10－9C，讓兩個絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少？電荷及其守恒定律四、元電荷：1.電荷量：物體所帶電荷的多少，叫做電荷量，也叫電量，用Q或是q表示.單位：庫侖，簡稱庫，符號C電荷有正、負之分，正負電荷可用“＋”和“－”表示，一般“＋”號省略不寫.電荷及其守恒定律2.元電荷：電子所帶電荷量的數(shù)值e=1.60×10-19C，這個最小電荷量叫做元電荷.說明：（1）元電荷是最小的電荷量，所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的.（2）電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷，都等于一個元電荷的電量.電荷及其守恒定律3.比荷：電子的電荷量e與電子質(zhì)量me之比，叫做電子的比荷，其數(shù)值為:e/me＝1.76×1011C/kg本節(jié)小結(jié)電荷及其守恒定律三種起電方式兩種電荷電荷守恒定律元電荷正電荷負電荷摩擦起電感應起電接觸起電帶電實質(zhì)電子的轉(zhuǎn)移兩種表述方式小球接觸后電子的分布情況第2節(jié)庫侖定律探究影響電荷間相互作用力的因素：實驗表明：電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小.庫侖定律：真空中的兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上.對庫侖定律的理解※1.點電荷：當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷.2.公式:F=kQ1Q2/r2，靜電力常量k=9.0×109N·m2/Ｃ2(由實驗方法測得）3.計算時Q1、Q2只代入絕對值，具體方向根據(jù)“同性”相斥，“異性”相吸，進行判斷.※4.適用范圍:真空中點電荷（空氣中也近似適用）5.庫侖力的合成與分解遵循“平行四邊形定則”思考對于F=kQ1Q2/r2，當r→0時F→∞是否正確？給出解釋.萬有引力與庫侖定律的異同點定律共同點區(qū)別影響大小的因素萬有引力定律1.都有一個常量2.都與距離的平方成反比與兩個物體的質(zhì)量有關(guān)，只有引力m1、m2、r庫侖定律與兩個點電荷的電量有關(guān)，既有引力也有斥力q1、q2、r1.下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是()A.體積大的帶電體一定不是點電荷B.當兩個帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看做點電荷C.點電荷就是體積足夠小的電荷D.點電荷是電荷量和體積都很小的帶電體2.兩個半徑為R的帶電球所帶電量分別為q1和q2,當兩球心相距3R時,相互作用的靜電力大小為（）A.F=kq1q2/(3R)2B.F>kq1q2/(3R)2

C.F<kq1q2/(3R)2D.無法確定3.半徑為R的絕緣圓環(huán)上均勻地帶有電荷量為＋Ｑ的電荷，另一帶電荷量為＋q的點電荷放在圓環(huán)圓心Ｏ處，由于對稱性，點電荷受力為零.現(xiàn)在圓環(huán)上截取一小段ＡＢ，ＡＢ＝Ｌ（Ｌ?

R）.如圖，則此時置于圓心處的點電荷所受的靜電力大小為＿＿（已知靜電力常量為k）方向為＿＿ＲＢＡＯ同一直線上三個點電荷的平衡系統(tǒng)1.如圖：在真空中同一條直線上的A、B兩點固定有電荷量分別為＋9Q和－Q的點電荷，現(xiàn)引入一點電荷C，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？應放在什么位置？電荷量是多大？＋9Q－QABC規(guī)律總結(jié)1.三個點電荷的電性關(guān)系：同性在兩邊，異性在中間.2.中間異性電荷的電量“最小”，且點電荷C靠近A和B電量較小的一個.3.簡要記憶:同夾異、大夾小、近小而遠大.2.如圖，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知，q1與q2之間的距離為d1，q2與q3之間的距離為d2，且每個電荷都處于平衡狀態(tài).則：1.如果q2為正電荷，則q1為___電荷，q3為___電荷.2.q1、q2、q3三者電荷量大小之比是______d1q1d2q2q3第3節(jié)電場強度一、電場及其性質(zhì)19世紀30年代，法拉第提出：電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，處在電場中的其它電荷受到的作用力就是這個電場給予的.靜電場：靜止電荷產(chǎn)生的電場稱為靜電場電場的性質(zhì)：1.對放入其中的電荷有力的作用，“電場具有能量”.2.電場是客觀存在的.電荷電場電荷AB電場強度二、電場強度1.源電荷：激發(fā)電場的電荷2.試探電荷（檢驗電荷）：用來檢驗電場是否存在及其強弱分布情況的電荷.特點：尺寸充分?。粠щ娏孔銐蛐?，對電場的分布不產(chǎn)生明顯的影響.帶電性一般取“正”.電場強度3.電場強度(1)定義：放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值，叫做電場強度.(2)公式：E=F/q，單位：牛/庫(N/C)、伏/米(V/m)，且1V/m＝1N/C(3)物理意義：描述“該點”的電場強弱和方向，是描述電場力性質(zhì)的物理量.(4)電場中某點場強E的大小和方向取決于電場本身，與F和q無關(guān).(5)場強的方向：規(guī)定電場中某點場強的方向與電場中該點的正電荷所受電場力的方向相同.Qqr電場強度與電場力的區(qū)別與聯(lián)系

物理量

電場強度

電場力區(qū)別物理意義決定因素矢量方向單位

聯(lián)系

反應電場本身的力的性質(zhì)指電荷在電場中所受的力在電場中某一點，E是一個恒量，它決定于電場本身，而與檢驗電荷無關(guān)放在電場中電荷的電量q，以及電場中這一點的電場強度E的大小，即F=qE場強方向與正電荷放在電場里所受電場力的方向相同正電荷受電場力方向與場強方向相同,負電荷則與場強方向相反牛/庫、伏/米牛頓F=qE電場強度三、點電荷的電場由圖分析得：試探電荷所受的力為：F=kQq/r2由E＝F/q可知：E=kQ/r2，該式為點電荷的場強公式.擴展：均勻帶電球體（球殼）在球的外部某點的場強可用此式計算，r為球心到該點的距離.Qqr+-電場強度四、電場強度的疊加如場源是多個點電荷，則電場中某點的電場強度為各個點電荷單獨在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和.電場強度的疊加遵循“矢量合成法則”平行四邊形定則.例:如圖,邊長為√3的正三角

形ABC的三個頂點分別固定

三個點電荷＋q、＋q、-q，

求該三角形中心Ｏ點處的

場強大小和方向.ＡＣＢＯ思考題1.對于E=kQ/r2來說，當r→0時E→∞是否正確？給出解釋.2.對比場強的兩種表達形式：E=kQ/r2與E=F/q有何不同.1.r→0時，場源電荷不能再看做點電荷，公式E=kQ/r2不在適用.2.E=F/q是場強的定義式，適用任何電荷激發(fā)的電場；而E=kQ/r2只適用于點電荷激發(fā)的電場.1.如圖所示,電荷A和電荷B通過電場傳遞相互作用力。對這個情形，下列說法正確的是（）

A.電荷B受電場力的作用，自身也激發(fā)電場

B.撤去B，電荷A激發(fā)的電場就不存在了

C.電荷A所處的電場和電荷B所處的電場是是不同的

D.電荷A和電荷B都可以激發(fā)電場，而且它們還可疊加成一個新的電場

E.電荷Ａ和電荷Ｂ在電場中各點都有唯一確定的場強電荷電場電荷AB2.如圖所示，A為帶正電Q的金屬板，沿金屬板的垂直平分線，在距板r處放一質(zhì)量為m、電量為q的小球，小球用絕緣絲線懸掛于O點，小球受水平向右的電場力，偏轉(zhuǎn)θ角而靜止。試求小球所在處的電場強度。rθ＋Q－QO3.如圖,真空中,帶電荷量分別為＋Q和－Q的點電荷A、B相距r,則：(1).兩點電荷連線的中點O的場強多大？(2).在兩電荷連線的中垂線上，距A、B兩點都為r的O′點的場強如何？4.在x軸上有兩個點電荷，一個帶正電Q1,一個帶負電Q2，且Q1＝2Q2，用E1和E2分別表示兩個點電荷產(chǎn)生的場強大小，則在x軸上（）A.E1＝E2的點只有一處，該點合場強為零B.E1＝E2的點共有兩處,一處合場強為零,另一處合場強為2E2C.E1＝E2的點共有三處,其中兩處合場強為零,另一處合場強為2E2D.E1＝E2的點共有三處,其中一處合場強為零,另兩處合場強為2E2電場線概念：電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線，曲線上每點的切線方向表示該點的電場強度方向。ABCEAEBEC幾種常見的電場的電場線分布1.正點電荷+2.負點電荷3.等量同種電荷4.等量異種電荷－1.正點電荷+2.負點電荷－電場線的特點1.電場線從正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或是負電荷。2.電場線在電場中不相交，不閉合。這是因為在電場中任意一點的電場強度不可能有兩個方向。3.在同一幅圖中，電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏。因此，可以用電場線的疏密來表示電場強度的相對大小。4.電場線是假想的、虛構(gòu)的線，電場中實際上并不存在的這樣的線。思考題電場線是帶電粒子在電場中的運動軌跡嗎？軌跡是真實存在的，電場線是假想的線并不存在；電場線上各點的切線方向描述的是該點的場強方向即電場力的方向，并不是粒子運動速度的方向。當電場線是直線時且粒子初速度為零或是初速度方向與電場線方向一致，只受電場力的作用時，粒子的運動軌跡與電場線重合。勻強電場概念：電場中各點的電場強度大小相等，方向相同，這個電場叫做勻強電場。特點：勻強電場的電場線是間隔相等的平行線。+++++++++++++++－－－－－－－－－1.下列關(guān)于電場線的說法中正確的是（）A.沿電場線的方向，電場強度必定越來越小B.在多個電荷產(chǎn)生的電場中，電場線是可以相交的C.點電荷在電場中的運動軌跡一定跟電場線重合D.電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力越大第4節(jié)電勢能和電勢靜電力做功的特點試探電荷q在勻強電場中的運動1.q沿直線從A運動到BW＝Eq·AM2.q沿折線AMB運動到BW＝Eq·AM3.q沿任意曲線運動到BW＝Eq·AM以上結(jié)果顯示：在勻強電場中靜電力做功與路徑無關(guān)，只與電荷的初、末位置有關(guān)。電勢能重力勢能電勢能力做功特點重力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān)功能

關(guān)系重力做功是重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度功能

公式WAB＝mghA-mghB相對性有正、負，與參考平面相關(guān)系統(tǒng)性為物體與地球所共有電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān)電場力做功是電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度WAB=Epa-Epb有正、負，與參考點相關(guān)為帶電粒子與電場所共有電勢能通常選取無窮遠或是大地為參考點電勢1.定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它電量的比值叫做電勢2.公式：φ＝Ep/q，單位：伏特（V）

1V=1j/C3.特點(1)電勢具有相對性，一般選取無

窮遠或大地為電勢零點

(2)電勢是由電場本身決定的，與放

入電場的電荷無關(guān)

(3)沿電場線方向電勢降低等勢面電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫做等勢面等勢面的特點：1.在同一等勢面上移動電荷時靜電力不做功。2.等勢面一定與電場線垂直3.電場線由高電勢的等勢面指向電勢低的等勢面，等勢面不會相交。4.電場強度越大的地方，相鄰等勢面間的距離越小；即等勢面分布的疏密可以描述電場的強弱。電勢差定義：電場中兩點間的電勢的差值叫做電勢差，也叫電壓公式：UAB＝φA－φB，UAB＝-UBA電勢差與電場力做功的關(guān)系設(shè)電荷q在電場中從A點移動到B點，則

WAB＝qφA－qφB＝q（φA－φB）

即：WAB＝qUAB（適用于一切電場）

或UAB＝WAB/q電勢與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系相同點不同點聯(lián)系φ都是標量，有正負，電勢實質(zhì)上是某點與零電勢點間的電勢差都由電場本身的性質(zhì)決定，與電荷無關(guān)φ決定電荷在電場中的電勢能EP＝qφ與零電勢點的選取有關(guān)UAB＝φA－φBUABUAB決定電荷在電場中移動時電場力所做的功W=qUAB與零電勢點的選取無關(guān)電場力做功的求解方法1.WAB=EPA-EPB=-?EP2.勻強電場中W=qELcosθ3.WAB=qUAB4.根據(jù)動能定理求解1.如圖所示，實線表示某電場的電場線，虛線ABC是一個帶電粒子在電場中運動的軌跡，設(shè)粒子只受電場力作用，那么，粒子由A向C運動的過程中（）A.電場力方向必沿運動軌跡的切線方向B.加速度方向必與運動軌跡的切線垂直C.粒子的加速度逐漸減小D.粒子的速度逐漸減小ABCE2.電場中某區(qū)域的電場線分布如圖，A、B為電場中的兩點。若分別以EA、EB表示A、B兩點的場強,φA、φB分別表示兩點的電勢,則下列說法中正確的是（）A.EA>EB

φA>φBB.EA<EB

φA<φB

C.EA>EB

φA<φBD.EA<EB

φA>φB3.將一個正電荷從無窮遠處移入電場中的M點，電勢能減少了8.0×10－9j；若將另一等量負電荷從無窮遠處移入電場中的N點，能增加了9.8×10－9j。下列說法中正確的是（）A.φM<φN<0B.φN<φM<0C.φN>φM>0D.φM>φN>0AB電勢差與電場強度的關(guān)系使電荷q從A點移動到B點，靜電力做功為W＝qUAB（1）

q受到的靜電力為

F=qE

靜電力做功也可以表示為

W=Fd=qEd（2）綜合（1）和（2）可得：

UAB＝Ed或E=UAB/d即：勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積qdEＡＢ電勢差與電場強度的關(guān)系對公式UAB＝Ed和E=UAB/d的理解：1.兩公式的適用條件均為“勻強電場”,對于非勻強電場仍可用該公式進行“定性分析”。2.公式中的d為沿場強方向的距離或是沿場強方向的“投影”。3.E=UAB/d表示沿場強方向電勢降低的最快。ＢＡEＣＤd1.如圖，在場強為E＝4.0×103N/C的勻強電場中有相距5.0cm的A、B兩點，兩點連線與場強成300.求A、B兩點間的電勢差。2.如圖，為某一電場的電場線和等勢面，已知

φA＝5V，φC＝3V,ab=bc,則A.φB＝4VB.φB>4VC.φB<4VD.上述三種情況都有可能Ecba300EＡB3.如圖，A、B、C是勻強電場中的等腰直角三角形的三個頂點，已知，A、B、C的電勢分別為φA＝15V,φB＝3V,φC＝－3V,試確定場強的方向。4.在電場中有A、B兩點，它們的電勢分別為

φA＝－100V，φB＝200V.把電量q=-2×10-7C的電荷從A點移到B點，電場力做正功還是克服電場力做功？做了多少功？ACBMN5.如圖，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，實線為一帶正電的質(zhì)點僅在電場力的作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q為軌跡上的兩個點，由此可知（）A.三個等勢面中，a的電勢高B.質(zhì)點在Q點時加速度較大C.帶電質(zhì)點通過P點時動能較大D.質(zhì)點通過Q點時電勢能較小abcQP解題方法已知電場中某些點的電勢畫電場線，可根據(jù)在勻強電場中，不平行于等勢線的任意一條直線上兩長度相等的線段的兩端點間的電勢差相等，進而畫出電場線：1.在已知的點中找出電勢差最大的兩點，求出電勢差（如UAC=18V），再求出最小的電勢差（如UBC=6V）。2.看最大電勢差是最小電勢差的幾（n）倍。3.將具有最大電勢差的線段n等分，并找出這些等分點的等勢點。4.據(jù)以上分析畫出等勢線。5.根據(jù)電場線和等勢線垂直且由電勢較高的等勢線指向電勢較低的等勢線，最終畫出電場線。習題課1.如圖所示，帶電量為+q的電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中a點處的電場強度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點處產(chǎn)生的電場強度大小為＿＿，方向＿＿（靜電常量為k）+qabddd2.ab是長為Ｌ的均勻帶電細桿,P1、P2是位于ab所在直線上的兩點,位置如圖,ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強大小為E1,在P2處的場強大小為E2.則以下說法正確的是（）A.兩處的電場方向相同，E1>E2B.兩處的電場方向相反，E1>E2C.兩處的電場方向相同，E1<E2D.兩處的電場方向相反，E1<E2abP2P1L/4L/43.三個質(zhì)量相等的帶電小球，置于光滑絕緣的水平桌面上的一個邊長為Ｌ的正三角形的三個頂點上，已知a、b兩球皆帶正電荷q，如圖，現(xiàn)給c球一個恒定的拉力，恰好使三個球在相對位置不變的情況下以相同的加速度一起做加速運動，則：（1）c球帶＿＿電，帶電量為＿＿；（2）c球所受到的拉力Ｆ為多大？＋＋abc4.如圖，M、N為兩個等量同種電荷，在其連線的中垂線的P點放一個靜止的點電荷q（負電荷），不計重力，下列說法中正確的是（）A.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越大，速度也越來越大B.點電荷在從P到O的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C.點電荷運動到O點時加速度為零，速度達最大值D.點電荷越過O點后，速度越來越小，加速度越來越大，直到粒子速度為零+Q+QＰNMO5.如圖，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知A、B、C點的電勢分別為UA=15V,UB=3V,UC=-3V,由此可得D點電勢UD=＿＿ADCB6.一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，軌跡如圖中虛線所示。不計粒子重力，則（）A.粒子帶正電B.粒子加速度逐漸減小C.A點的速度大于B點的速度D.粒子的初速度不為零Eab靜電感應的應用靜電平衡狀態(tài)下導體的電場一、演示實驗ＡＣＢＤ＋－＋－－＋－＋＋－＋－－＋－＋ＡＣＢＤ－＋

－＋

－＋－－Ｅ′E0E0ＡＣＢＤ－＋

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－＋

－＋

Ｅ=0E0靜電平衡狀態(tài)下導體的電場1.靜電平衡：導體中（包括表面）處處無電荷定向移動的狀態(tài)。2.處于靜電平衡狀態(tài)導體的特點：（1）導體內(nèi)部場強處處為零,但表面場強不為零。（2）導體表面上任意一點的場強方向必跟該點的表面垂直，即電場線與導體表面垂直。（3）導體是一個等勢體，它的表面是一個等勢面靜電平衡狀態(tài)下導體的電場二、導體上電荷的分布現(xiàn)象1.金屬小球與圓筒外部接觸后，B驗電器的箔片張角變小，而A驗電器的箔片張角變大。說明：電荷通過金屬球從B轉(zhuǎn)移到A。2.金屬小球與圓筒內(nèi)部接觸后，B驗電器的箔片張角不變，而A驗電器的箔片張角也不變。說明：圓筒內(nèi)部沒有（凈）電荷。導體上電荷的分布特點1.導體內(nèi)沒有（凈）電荷，（凈）電荷只分布在導體的外表面。2.在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。1.關(guān)于靜電感應和靜電平衡的說法中正確的是（）A.靜電感應是由于導體內(nèi)的自由電子受電場力的作用的效果B.導體內(nèi)的自由電子都不運動稱為靜電平衡C.導體靜電平衡時，導體所占空間各處場強為零D.導體靜電平衡時，導體內(nèi)部沒有多余的電荷2.如圖，在真空中把一絕緣導體向帶負電的小球Ａ緩慢地靠近（不相碰），則下列說法中正確的是（）A.M端的感應電荷越來越多。B.導體內(nèi)場強越來越大。C.感應電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強。D.感應電荷在M點和N點產(chǎn)生的場強相等。－ＡMＮ3.如圖，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電荷Ｑ，另一表面絕緣、帶正電的金屬小球（可視為質(zhì)點，且不影響原電場）自左以初速度V0向右運動。在運動過程中（）A.小球做先減速后加速運動B.小球做勻速直線運動C.小球受到電場力做的功為零D.以上說法可能都不正確＋＋V0Ｑ4.如圖，A為空心金屬球殼，將另一個帶正電的小球C從A球開口處放入A球中央，不接觸A球，然后用手摸一下A球，再移走C球，則（）A.A球帶負電B.A球帶正電C.A球不帶電D.無法判斷＋ＡＣ知識回顧一、靜電平衡：二、處于靜電平衡狀態(tài)下導體的特點：三、導體上電荷的分布特點：1.導體內(nèi)沒有（凈）電荷，（凈）電荷只分布在導體的外表面。2.在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。靜電平衡狀態(tài)下導體的電場二、尖端放電1.電離:2.應用:避雷針

避雷針關(guān)鍵是要良好的接地3.尖端放電可造成高壓設(shè)備上的電能損失（即平時我們所說的漏電）,故高壓設(shè)備中導體的表面應盡量平滑.靜電平衡狀態(tài)下導體的電場三、靜電屏蔽導體殼或金屬網(wǎng)套可以使其內(nèi)部所包圍的區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。應用：1.電子儀器和電子設(shè)備外套有金屬網(wǎng)罩、通訊電纜外包一層金屬防護等。

2.電力工人穿戴的金屬絲制衣。接地的封閉的導體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響思考：導體殼或金屬網(wǎng)套所包括的內(nèi)部區(qū)域“不受外部電場的影響”，是否說外部電荷在導體殼或金屬網(wǎng)套內(nèi)不產(chǎn)生電場？靜電感應、靜電平衡與靜電屏蔽之間的關(guān)系靜電感應靜電平衡靜電屏蔽區(qū)別靜電感應描述的僅是導體中正、負電荷在外加電場作用下分離及重新分布現(xiàn)象.它貫穿在導體由非靜電平衡到靜電平衡為止的整個過程中.靜電平衡乃是導體發(fā)生靜電感應的最終現(xiàn)象，著重描述導體中自由電荷的運動狀態(tài)，它既要考慮外加電場又要考慮感應電荷激發(fā)的電場．靜電屏蔽著重研究和描述達靜電平衡以后導體內(nèi)外電場的互相影響問題.靜電屏蔽現(xiàn)象必須建立在靜電平衡基礎(chǔ)上，而現(xiàn)象的本質(zhì)仍涉及到靜電感應.

聯(lián)系均屬于靜電現(xiàn)象、對象相同，都是導體（帶電與否不限）．三種現(xiàn)象所處的物理背景亦相同，即都在外加電場中（電場均勻與否亦不限）．

1.在一個原來不帶電的金屬導體殼的球心處放一帶正電的帶電體，A、B分別是球殼內(nèi)、外的兩點，C是金屬內(nèi)部一點，其電場分布是()A.EA≠0，EB＝0，EC＝0B.EA≠0，EB≠0，EC＝0C.EA≠0，EB≠0，EC≠0D.EA＝0，EB≠0，EC＝0＋ABC2.將懸在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，則()A.A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B.A的位置不變，B往右偏離豎直方向C.A往左偏離豎直方向，B的位置不變D.A和B的位置都不變＋－ABC3.一個帶有絕緣座的空心金屬球A帶有4×10-8C的正電荷，有絕緣金屬小球B帶有2×10-8C的負電荷，使B球與A球的內(nèi)部接觸后，將B球取出，則A、B球各帶電量為()A.QA＝10-8C，QB＝10-8CB.QA＝2×10-8C，QB＝0C.QA＝0，QB＝2×10-8CD.QA＝4×10-8C，QB＝－2×10-8C此題考察知識為“孤立”帶電體的靜電平衡問題。－AB4.如圖，一帶電金屬殼內(nèi)、外各有一個驗電器P和Q，P的金屬球用導線與殼外部相連，Q的金屬球用導線與殼內(nèi)部相連，則（）A.P的金屬箔片張開，Q不張開B.P的金屬箔片張開，Q張開C.P的金屬箔片不張開，Q不張開D.P的金屬箔不張開，Q張開PQ第8節(jié)電容器的電容電容器的電容1.電容器：電容器是一種可以儲存電荷的“容器”2.平行板電容器結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成，兩塊金屬板叫做電容器的極板。帶電特點：兩板電荷等量異號，分布在相對的兩板的內(nèi)側(cè)。電容器的帶電量：電容器一個極板上所帶電荷量的絕對值叫做電容器的電量。板間電場：板間形成勻強電場，方向垂直板面。電容器的電容3.電容：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。用字母C表示?！锒x式：C=Q/U，單位為法拉（F）變化式：C=ΔQ/ΔU物理意義：是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。由電容器本身屬性決定，與Q和U無直接關(guān)系。平行板電容器的電容探究影響平行板電容器電容的因素：1.Q不變，改變兩板間距離d結(jié)論：C=Q/U,C∝1/d2.Q不變，改變兩板間的正對面積S結(jié)論：C∝S3.Q、S、d都不變，兩板間插入電介質(zhì)結(jié)論：C∝εr★綜合分析得到：C=εrS/4kπd平行板電容器的兩類典型問題1.平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，電容器的d、S、εr變化，將引起電容器的C、Q、U、E怎樣變化？★由于電容器始終連接在電源上，即U不變平行板電容器的兩類典型問題2.平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的d、S、εr變化，將引起電容器的C、Q、U、E怎樣變化？★電容器充電后切斷與電源的連接，即Q不變處理平行板電容器內(nèi)部E、U、Q變化問題的基本思路★1.要區(qū)分兩種基本情況：(1)電容器兩極板間電勢差U體持不變；(2)電容器的帶電荷量Q保持不變。2.進行討論、解決問題的理論依據(jù)：(1)電容C與板距d、正對面積S、介質(zhì)介電常數(shù)ε間的關(guān)系:C=εrS/4kπd;(2)電容器內(nèi)部是勻強電場，E=U/d(3)電容器所帶的電荷量:Q=CU解決問題時，通常以不變的那個量為突破點，結(jié)合給出的發(fā)生變化的量進而分析其他各量的變化。1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連的電路如圖，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電（）A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B.保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大C.斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D.斷開S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大SR+-2.如圖，平行板電容器經(jīng)開關(guān)K與電池連接，a處有一帶電荷量非常小的點電荷，K是閉合的，φa表示a點的電勢，F(xiàn)表示點電荷受到的電場力?，F(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，使兩極板間的距離增大，則（）A.φa變大，F(xiàn)變大B.φa變大，F(xiàn)變小C.φa變小，F(xiàn)不變D.φa不變，F(xiàn)變小K+-aBA3.如圖，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一帶電微粒P位于兩板間恰好平衡。現(xiàn)用外力將P固定住，然后固定導線各接點，使兩板均轉(zhuǎn)過θ角，如圖中虛線所示，再撤去外力，則P在兩板間（）A.保持靜止B.水平向左做直線運動C.向左下方運動D.不知θ的具體數(shù)值，無法確定P運動狀態(tài)θP第9節(jié)帶電粒子在電場中的運動知識準備1.動力學：牛頓第二定律F=ma2.功能關(guān)系：(1)靜電力做功求解方法及特點W=Uq，與路徑無關(guān)(2)動能定理的應用W=ΔEk=Ek2-Ek13.曲線運動類平拋運動的分析與計算帶電粒子在電場中的兩種運動形式一、帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)1.加速過程（如圖，設(shè)為電子加速）該電場為加速電場，兩極板間電

勢差為加速電壓。設(shè)電子離開加速電場的速度為

V，則有：Ue＝mV2/2＋＋＋＋＋＋－－－－－－－V帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)2.偏轉(zhuǎn)過程（設(shè)為電子偏轉(zhuǎn)）該電場為偏轉(zhuǎn)電場，兩極板間電勢差為偏轉(zhuǎn)電壓電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時水平位移：L＝Vt(1)豎直位移：y=at2/2(2)a=eE/m=eU/dm(3)則有：y=eUL2/2dmV2L-------------d++++++++V帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)3.綜合應用(設(shè)加速電壓為U0、偏轉(zhuǎn)電壓為U1）U0e＝mV2/2y=eU1L2/2dmV2由V2＝2U0e/m則有：y=U1L2/4U0d注：1.此式說明，初速度為零的帶電粒子，經(jīng)同一加速電場和偏轉(zhuǎn)電場后，偏轉(zhuǎn)位移y與偏轉(zhuǎn)電壓U1成正比，與加速電壓U0成反比，而與帶電粒子的電荷量和質(zhì)量無關(guān)。2.帶電粒子射出電場時的偏轉(zhuǎn)角tanθ具有同樣規(guī)律。＋＋＋＋＋＋－－－－－－－VL-------------d++++++++帶電粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)如圖，一電子在電勢差為U0的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U1的兩塊平行板間的電場中，入射方向與極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A.U0變大，U1變大B.U0變小，U1變大C.U0變大，U1變小D.U0變小，U1變小＋＋＋＋＋＋－－－－－－－VL-------------d++++++++帶電粒子能飛出偏轉(zhuǎn)電場的條件若帶電粒子沿中線射入偏轉(zhuǎn)電場，若使帶電粒子能飛出偏轉(zhuǎn)電場的條件為：☆t=L/V時，偏轉(zhuǎn)位移：y≤d/2如右圖：偏轉(zhuǎn)位移：y=U1L2/4U0dy≤d/2即：U1L2/4U0d≤d/2由上式可分析當滿足飛出電場條件時的偏轉(zhuǎn)電壓Ｕ1、加速電壓Ｕ0、入射速度Ｖ應滿足的條件。＋＋＋＋＋＋－－－－－－－VL-------------d++++++++y=eU1L2/2dmV2例：一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖，若兩板間距d=1.0cm，板長L=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩相極板上最多能加多大電壓？解：要使電子能從平行板間飛出則：y=U1L2/4Ud≤d/2可得：U1≤2Ud2/L2代入數(shù)據(jù)得：U1≤4.0×102VV0LdU二、示波管的原理1.結(jié)構(gòu)：電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏2.yy′加的電壓為信號電壓，xx′加的電壓為掃描電壓。如圖所示是示波器的原理圖。分析下列情況中，示波器熒光屏上觀察到的現(xiàn)象。（1）偏轉(zhuǎn)電極YY′上加穩(wěn)定的電壓，熒光屏上出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（2）只在YY′電極上加如圖所示的正弦規(guī)律變化的電壓Uy，熒光屏上出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如果電壓按正弦規(guī)律變化U=Umaxsinωt，偏移量也將按正弦規(guī)律變化Y=Ymaxsinωt，即亮斑在豎直方向上作簡諧運動，當電壓變化很快時，亮斑的移動也很快，由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，亮斑看起來就成為一條豎直的亮線。（3）在YY′電極上不加電壓，在XX′電極上加如圖所示Ux從-U均勻變化到U的電壓，熒光屏上出現(xiàn)什么現(xiàn)象？加上特定的周期性變化的電壓，亮斑從一側(cè)勻速運動到另一側(cè)，然后迅速返回原處，再勻速移向另一側(cè)，如此反復繼續(xù)。這個過程叫掃描，所加電壓叫掃描電壓。如果電壓變化很快，亮斑看起來就成為一條水平亮線。☆（4）在YY′電極上加上左圖所示的正弦規(guī)律變化