第十章靜電場中的能量知識總結(jié)內(nèi)容1：電勢能和電勢一、靜電力做功的特點1．特點：靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。2．在勻強電場中靜電力做功：WAB＝qE·LABcosθ，其中θ為靜電力與位移間的夾角。二、電勢能1．概念：電荷在電場中具有的勢能。用Ep表示。2．靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系靜電力做的功等于電勢能的減少量，WAB＝EpA－EpB。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電場力做正功，電勢能減少；,電場力做負功，電勢能增加。))3．電勢能的大?。弘姾稍谀滁c的電勢能，等于把它從這點移到零勢能位置時靜電力所做的功。4．零勢能點：電場中規(guī)定的電勢能為零的位置，通常把電荷在離場源電荷無限遠處或大地表面的電勢能規(guī)定為零。三、電勢1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比。2．定義式：φ＝eq\f(Ep,q)。3．單位：國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是V,1V＝1J/C。4．特點（1）相對性：電場中各點電勢的大小，與所選取的零電勢的位置有關(guān)，一般情況下取離場源電荷無限遠或大地為零電勢位置。（2）標矢性：電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有正負。5．與電場線關(guān)系：沿電場線方向電勢逐漸降低。知識演練1．如圖所示，曲線是電場中的一組電場線，A、B是電場中的兩點，則下列說法正確的是（）A．電勢A>B，場強EA<EBB．電勢A<B，場強EA>EBC．將正電荷從A點移到B點電場力做正功【答案】C【解析】AB．沿電場線方向電勢降低，所以A>B，電場線越密的位置電場強度越大，所以EA>EB，故AB錯誤；C．將正電荷從A點移到B點，電荷電勢能降低，電場力做正功，故C正確；故選C。A．M帶負電荷，N帶負電荷B．M在b點的動能小于它在a點的動能C．N在d點的電勢能小于它在e點的電勢能D．N在從c點運動到d點的過程中克服靜電力做功【答案】B【解析】A．由粒子只受電場力作用，電場力方向沿著徑向，根據(jù)粒子運動軌跡可知：M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，故M帶負電，N帶正電，故A錯誤；B．由正電荷周圍電場線沿徑向向外可知：內(nèi)圈的電勢比外圈的電勢高；故根據(jù)Ep=qφ可知：M在內(nèi)圈的電勢能比外圈小，由粒子運動過程只有電場力做功，根據(jù)動能定理可得：M在b點的動能小于它在a點的動能；故B正確；C．e點和d點在同一個等勢面上，故N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能，故C錯誤；D．由正電荷周圍電場線沿徑向向外可知：N在從c到d的過程中，電場力做正功，故D錯誤。故選B。3．圖中兩個較靠近的等量異種點電荷的電場有4個點a、b、c、d；4個點的場強分別是Ea、Eb、Ec、Ed。4個點的電勢分別是、、、；以下說法確的是（）A．Ea>Eb B．Ed>Ec C．< D．<【答案】A【解析】A．因a點電場線較b點密集，則Ea>Eb選項A正確；B．因c點電場線較d點密集，可知Ec>Ed選項B錯誤；CD．沿電場線電勢降低，可知>>選項CD錯誤；故選A。4．如圖為描述某靜電場的電場線，a、b、c是同一條電場線上的三個點，其電勢分別為φa、φb、φc關(guān)于、、的比較，下列說法正確的是（）【答案】D【解析】5．在x軸上A、B兩點處分別有點電荷Q1和Q2，A、B之間連線上各點的電勢如圖所示，取無窮遠處電勢為零，從圖中可以看出（）A．Q1和Q2可能是同種電荷B．P點的電場強度為零C．AP間與PB間的電場強度方向相同，均為x正方向D．負電荷在PB間的電勢能小于零【答案】C【解析】AC．由題圖可知，從Q1沿x軸到Q2電勢始終降低，所以Q1與Q2連線上電場強度方向始終沿x軸正方向，即AP間與PB間的電場強度方向相同，均為x正方向，所以Q1帶正電荷，Q2帶負電荷，故A錯誤；C正確；B．由于Q1帶正電荷，Q2帶負電荷，由場強疊加原理可知P點的電場強度不為零，故B錯誤；D．由題圖知，PB間的電勢小于零，根據(jù)公式可得負電荷在PB間的電勢能大于零，故D錯誤。故選C。6．如圖所示，在場強E＝104N/C的水平勻強電場中，有一根長l＝15cm的細線，一端固定在O點，另一端系一個質(zhì)量m＝3g、電荷量q＝2×10－6C的帶正電小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，g取10m/s2.求：（1）小球到達最低點B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少？（2）若取A點電勢為零，小球在B點的電勢能、電勢分別為多大？（3）小球到B點時速度為多大？繩子張力為多大？【答案】（1）4.5×10－3J；3×10－3J；（2）3×10－3J；1.5×103V；（3）1m/s；5×10－2N.【解析】（1）重力勢能ΔEp＝mgl＝4.5×10－3J電勢能ΔEp電＝Eql＝3×10－3J（2）若取A點電勢為零，則小球在B點的電勢能Ep＝3×10－3JEp＝φBq（3）A→B由動能定理得：mgl－Eql＝mvB2所以vB＝1m/s在B點對小球解得FT＝5×10－2N內(nèi)容2：電勢差一、電勢差1．定義在電場中，兩點之間電勢的差值叫作電勢差，也叫作電壓。2．公式設(shè)電場中A點的電勢為φA，B點的電勢為φB，則A、B兩點之間的電勢差為UAB＝φA－φB，B、A兩點之間的電勢差為UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA。3．電勢差的正負電勢差是標量，UAB為正值，A點的電勢比B點的電勢高；UAB為負值，A點的電勢比B點的電勢低。4．靜電力做功與電勢差的關(guān)系（1）公式推導(dǎo)由靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系可得WAB＝EpA－EpB，又因EpA＝qφA，EpB＝qφB，可得WAB＝qφA－qφB＝q(φA－φB)＝qUAB，所以有UAB＝eq\f(WAB,q)。（2）物理意義：電場中A、B兩點間的電勢差等于這兩點之間移動電荷時靜電力做的功與電荷量q的比值。二、等勢面1．定義：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面叫作等勢面。2．等勢面與電場線的關(guān)系（1）電場線跟等勢面垂直。（23）電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。知識演練1．如圖，勻強電場中有A、B、C三點，關(guān)于這三點電勢的高低，下列判斷正確的是（）A．A點的電勢最高 B．B點的電勢最高C．C點的電勢最高 D．三點電勢相等【答案】A【解析】如圖根據(jù)勻強電場的等勢面的分布圖可知，沿著電場線的方向，電勢逐漸降低，則A點電勢最高，C點電勢最低。故選A。2．在電場中A、B兩點間的電勢差為UAB=75V，B、C兩點間的電勢差為UBC=100V，則A、B、C三點電勢高低關(guān)系為（）A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA【答案】C【解析】由題意則得：φA＞φB則得φB＜φC又則得φA＜φC故有φC＞φA＞φB故ABD錯誤，C正確。故選C。3．如圖所示，三個同心圓是電荷量為+q的點電荷周圍的三個等勢面，A、B、C是這三個等勢面與一條電場線的交點，且lAB=lBC。A、C兩點的電勢分別為φA=10V和φC=2V，則B點的電勢（）A．等于6V B．低于6V C．高于6V D．無法確定【答案】B【解析】因AB之間的平均場強大于BC之間的平均場強，根據(jù)U=Ed可知AB之間的電勢差大于BC之間的電勢差，即φAφB>φBφC即故選B。4．某一孤立帶電體電場線分布如圖所示，b、c為某一圓周上的兩點，則下列說法正確的是（）A．b點的電場強度大于c點的電場強度B．圓周上每點的電勢一定相同C．正電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能D．該帶電體左端的電勢高于右端【答案】C【解析】A．依據(jù)電場線越疏，電場強度越弱，而電場線越密的，則電場強度越強，由圖可知，則a點的電場強度比b點的大，故A錯誤；B．該帶電體外表面為等勢體，但是電場強度分布情況不同，所以該圓周上每點電勢并不相等，選項B錯誤；C．順著電場線方向電勢逐漸降低，a點電勢大于b點電勢，正電荷在電勢越高的地方電勢能越大，選項C正確；D．該帶電體外表面為等勢體，故外表面電勢處處相等，選項D錯誤。故選C。5．關(guān)于靜電場的電場線和等勢線，下列四個圖中錯誤的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．是點電荷的電場線和等勢線，電場線和等勢線垂直，且由電勢高的等勢線指向電勢低的等勢線，A正確，不符合題意；B．是等量異種電荷的電場線和等勢線，是兩簇對稱曲面，B正確，不符合題意；C．是勻強電場的電場線和等勢線，在勻強電場中，電場線與等勢線互相垂直，并且電場線互相平行且等間距，等勢線也是互相平行且等間距，因此C錯誤，符合題意；D．是形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場線和等勢線，D正確，不符合題意。故選C。6．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實線為一帶負電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，由此可知（）A．帶電粒子在R點時的速度小于在Q點時的速度大小B．帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能小C．帶電粒子在R點時的動能與電勢能之和比在Q點時的小，比在P點時的大D．帶電粒子在R點時的加速度小于在Q點時的加速度大小【答案】B【解析】AB．電荷做曲線運動，電場力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以電場力的方向向右；若粒子從P經(jīng)過R運動到Q，電場力做負功，電荷的電勢能增大，動能減小，知道R點的動能大，即速度大，而P點電勢能小，A錯誤B正確；C．根據(jù)能量守恒定律，帶電質(zhì)點在運動過程中各點處的動能與電勢能之和保持不變，C錯誤；D．由電場線疏密可知，R點場強大，電場力大，加速度大，D錯誤。故選B。7．（多選）某靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向為場強正方向，一個帶負電的點電荷只在電場力的作用下以一定初速度沿x軸正方向運動，x1、x2、x3、x4四點間隔相等，則（）A．點電荷在x2和x4處電勢能相等B．點電荷由x1運動到x3的過程中電場力做負功C．x1、x2兩點之間的電勢差小于x3、x4兩點之間的電勢差D．點電荷由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小【答案】BCD【解析】B．x1x3處場強為x軸正方向，則從x1到x3處順著電場線方向移動負點電荷，電場力做負功，B正確；C．由U=Ed知Ex圖線與x軸所圍的面積表示電勢差，則知x1、x2兩點之間的電勢差小于x3、x4兩點之間的電勢差，C正確；D．由x1運動到x4的過程中，電場強度的絕對值先增大后減小，由F=qE知，電場力先增大后減小，D正確。故選BCD。（1）B、C兩點間的電勢差；（2）若規(guī)定C點電勢為0，求該電荷在D點的電勢能?！窘馕觥浚?）根據(jù)得同理得又由（2）根據(jù)幾何關(guān)系可知，D為BC的中點，D點電勢該電荷在D點的電勢能內(nèi)容3：電勢差與電場強度的關(guān)系一、勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系1．關(guān)系式：UAB＝Ed或E＝eq\f(UAB,d)。2．物理意義：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。3．適用條件：勻強電場。二、公式E＝eq\f(UAB,d)的意義1．意義：在勻強電場中，電場強度的大小等于兩點之間的電勢差與兩點沿電場強度方向的距離之比。2．電場強度的另一種表述：電場強度在數(shù)值上等于沿電場方向單位距離上降低的電勢。3．電場強度的另一個單位：由E＝eq\f(UAB,d)可導(dǎo)出電場強度的另一個單位，即伏每米，符號為V/m。1V/m＝1N/C。知識演練1．關(guān)于電場的性質(zhì)，下列說法正確的是（）A．電場強度為零的地方，電勢也為零B．電場強度越大的地方電勢一定越高C．電場強度的方向就是電勢降落最快的方向【答案】C【解析】A．電場強度為零的地方，電勢不一定為零，例如在等量正電荷連線的中點處，選項A錯誤；B．電場強度越大的地方電勢不一定越高，例如在距離負點電荷越近的地方，選項B錯誤；C．電場強度的方向就是電勢降落最快的方向，選項C正確；D．根據(jù)公式可知，在勻強電場中、間的沿電場線方向的距離越大，電勢差就越大，選項D錯誤。故選C。【答案】C【解析】由題，q=105C的正電荷從A移到B，電場力做功為零，則A與B電勢相等，AB連線是一條等勢線。BC間電勢差為所以B點的電勢高。該勻強電場的場強大小沿電場線方向電勢降低，故垂直AB斜向上。故選C。3．如圖所示，四條豎直平行線是一個勻強電場中的四個等勢面，相鄰兩個等勢面之間的距離為，由此可以確定場強的大小和方向是（）A．300V/m，水平向左 B．300V/m，豎直向下C．900V/m，水平向右 D．900V/m，豎直向上【答案】A【解析】根據(jù)的電場線垂直于等勢面且沿著電場線方向電勢逐漸降低，則該勻強電場場強方向水平向左，大小為故選A。A．C點的電勢為3VB．B點的電場方向由A指向BC．勻強電場的電場強度為300V/m【答案】C【解析】AB．題意可知規(guī)定A點的電勢為零，可得則AB中點（設(shè)為D點）的電勢為即CD為等勢面，則場強方向垂直于CD指向B點，選項AB錯誤；C．勻強電場的電場強度為選項C正確；D．因AC中點的電勢為1.5V，則將該粒子從B點移到中點，靜電力做功為選項D錯誤。故選C。5．如圖所示，勻強電場的方向與長方形abcd所在的平面平行，ab=ad。電子從a點運動到b點的過程中電場力做的功為4.5eV；電子從a點運動到d點的過程中克服電場力做的功為4.5eV。設(shè)a點的電勢為零，下列說法正確的是（）A．b點的電勢為4.5V B．c點的電勢為0C．該勻強電場的方向是由b點指向a點 D．該勻強電場的方向是由b點指向d點【答案】B【解析】A．電子從a點運動到b點的過程中電場力做的功為4.5eV，電子從a點運動到d點的過程中克服電場力做的功為4.5eV，根據(jù)W=qU求出Uab=4.5V、Uad=4.5V，φa=0，φb=4.5V，φd=4.5V根據(jù)勻強電場的規(guī)律有Uab=Ucd，φc=0A錯誤、B正確；CD．由以上分析知，ac連線為電場的0等勢線，電場強度的方向垂直于等勢線，所以該勻強電場的方向是由b點垂直指向直線ac，CD錯誤。故選B。6．（多選）關(guān)于勻強電場中的電勢差與電場強度的關(guān)系的說法不正確的是（）A．任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點間的距離的乘積B．電勢降低的方向必定是場強方向C．沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差必相等D．不沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差不可能相等【答案】ABD【解析】A．任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點間沿電場線方向的距離的乘積，選項A錯誤，符合題意；B．電勢降低最快的方向必定是場強方向，選項B錯誤，符合題意；C．沿電場線方向任意相同距離的兩點間的電勢差必相等，選項C正確，不符合題意；D．不沿電場線方向任意相同距離且連線平行的兩點間的電勢差一定相等，選項D錯誤，符合題意。故選ABD。內(nèi)容4：電容器的電容一、電容器1．電容器：由兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體組成。2．平行板電容器：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)－電介質(zhì)(空氣也是一種電介質(zhì))，就組成一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。3．電容器的充、放電現(xiàn)象把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成實驗電路。如圖所示。電容器的充、放電（1）充電：把開關(guān)S接1，電源給電容器充電，電容器兩極所帶電荷量逐漸增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，當電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不變時，電容器充電結(jié)束。（2）放電：把開關(guān)S接2，電容器對電阻R放電，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小，當電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為0時放電結(jié)束。（3）電容器充、放電過程中能量的變化①充電過程：電源的能量不斷儲存在電容器中。②放電過程：電容器把儲存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量。二、電容1．定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差U之比。2．定義式：C＝eq\f(Q,U)。3．物理意義：表征電容器儲存電荷本領(lǐng)的特性。4．單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉(F)，另外還有微法(μF)和皮法(pF)，1μF＝10－6F,1pF＝10－12F。5．電容器的額定電壓和擊穿電壓（1）額定電壓：電容器能夠長期正常工作時的電壓。（2）擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會損壞。6．平行板電容器（1）電容的決定因素：電容C與兩極板間的相對介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。（2）電容的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。當兩極板間是真空時，C＝eq\f(S,4πkd)，式中k為靜電力常量。三、常用電容器1．固定電容器（1）定義：電容固定不變的電容器。（2）分類：聚苯乙烯電容器和電解電容器。2．可變電容器：由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫作定片，可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫作動片。轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著改變。知識演練1．電容器的電容受哪些條件影響（）A．電容器兩端電壓 B．電容器所帶電荷量C．電容器兩極板間的距離 D．電容器兩極板的厚度【答案】C【解析】電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，與電容器本身的構(gòu)造有關(guān)。根據(jù)可知，電容器的電容與電容器兩極板間的距離d有關(guān)，與電容器兩端電壓，電容器所帶電荷量均無關(guān)。故選C。2．將一個平行板電容器接入如圖所示的電路。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，在電容器兩板之間有一帶負電的油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若所用電表均為理想電表，則下列說法正確的是（）A．保持電容器極板間距和正對面積不變，僅斷開開關(guān)S時，電壓表示數(shù)為零B．保持電容器極板間距和正對面積不變，僅斷開開關(guān)S時，帶電油滴立即向上運動C．保持開關(guān)S閉合，適當減小兩極板正對面積的過程中，有自左向右的電流流過電流表D．保持開關(guān)S閉合，適當增加兩極板之間的距離，帶電油滴將向下運動【答案】D【解析】AB．僅斷開開關(guān)S時，理想電壓表無電流通過，電容器兩極板間電壓不變，電壓表示數(shù)不變，帶電油滴受力情況不變，仍處于靜止狀態(tài)，AB錯誤；C．保持開關(guān)S閉合，電容器兩極板間電壓不變，適當減小兩極板正對面積，由可知，電容C減小，電荷量Q減小，放電過程有自右向左的電流流過電流表，C錯誤；D．保持開關(guān)S閉合，電容器兩極板間電壓不變，適當增加兩極板之間的距離，由可知，極板間場強E減小，帶電油滴所受電場力減小，將向下運動，D正確。故選D。3．對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是（）A．將兩極板的間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將增大C．在下板的內(nèi)表面上放置一塊薄陶瓷板，電容將增大D．將電源與電容器的兩極板相連，使電容器充電，此過程電容將增大【答案】C【解析】根據(jù)電容器的決定式可知：A．將兩極板的間距加大，電容將增減小，選項A錯誤；B．將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小，選項B錯誤；C．在下板的內(nèi)表面上放置一塊薄陶瓷板，則電容將增大，選項C正確；D．將電源與電容器的兩極板相連，使電容器充電，此過程電容不變，帶電量增加，選項D錯誤。故選C。4．在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中，將直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成如圖實驗電路，則（）A．將開關(guān)接1，電容器處于充電狀態(tài)，上極板帶正電B．將開關(guān)接1，電容器處于放電狀態(tài)，上極板帶正電C．將開關(guān)接2，電容器處于充電狀態(tài)，上極板帶正電D．將開關(guān)接2，電容器處于放電狀態(tài)，下極板帶正電【答案】A【解析】AB．將開關(guān)接1，電容器和電源連接處于充電狀態(tài)，上極板與電源正極連接，上極板帶正電，B錯誤A正確；CD．將開關(guān)接2，電容器和電源斷開和電阻連接處于放電狀態(tài)，上極板帶正電，CD錯誤。故選A。5．“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實驗裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是（）A．靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器所帶電量的多少B．若將A板向左移動一段距離，靜電計指針偏角減小C．若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，板間的電場強度會減小D．若平板正對面積減小時，靜電計指針偏角減小【答案】C【解析】A．電計指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器兩極板的電勢差的變化，所以A錯誤；B．由電容的決定公式若將A板向左移動一段距離，則兩極板間的距離增大，電容減小，根據(jù)電容的定義公式兩板所帶的電荷量保持不變時，電容減小，則兩極板間的電勢差增大，所以電計指針偏角增大，則B錯誤；C．由電容的決定公式若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，則電容增大，根據(jù)電容的定義公式兩板所帶的電荷量保持不變時，則兩極板間的電場強度減小，所以C正確；D．由電容的決定公式若平板正對面積減小時，電容減小，根據(jù)電容的定義公式兩板所帶的電荷量保持不變時，電容減小，則兩極板間的電勢差增大，所以電計指針偏角增大，則D錯誤；故選C。6．（多選）如圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，合上開關(guān)S后，靜電計指針張開一定角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是（）A．斷開S后，使A板向右平移一些B．使A、B兩板正對面積減小一些C．斷開S后，使B板向右平移一些D．斷開S后，使A、B正對面積減小一些【答案】CD【解析】ACD．斷開S，電容器帶電量保持不變，A板向右平移一些，即A、B間距減小一些，根據(jù)可知，d變小，C變大，根據(jù)可知，U減小，靜電計指針張角變??；同理斷開S后，使B板向右平移一些，靜電計指針張角變大；使A、B正對面積減小一些，則C減小，根據(jù)可知，U變大，則靜電計指針張角變大，則A錯誤，CD正確；B．因為U一定，使A、B兩板正對面積減小一些，則靜電計指針張角不變，選項B錯誤；故選CD。內(nèi)容5：帶電粒子在電場中的運動一、帶電粒子的加速1．帶電粒子在電場中加速(直線運動)的條件：只受電場力作用時，帶電粒子的速度方向與電場強度的方向相同或相反。2．分析帶電粒子加速問題的兩種思路(1)利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式來分析。(2)利用靜電力做功結(jié)合動能定理來分析。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1．條件：帶電粒子的初速度方向跟電場力的方向垂直。2．運動性質(zhì)：帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，運動軌跡是一條拋物線。3．分析思路：同分析平拋運動的思路相同，利用運動的合成與分解思想解決相關(guān)問題。三、示波管的原理1．構(gòu)造：示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極(XX′和YY′)、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。2．原理(1)給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點。甲示波管的結(jié)構(gòu)乙熒光屏(從右向左看)(2)示波管的YY′偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測的信號電壓，使電子沿YY′方向偏轉(zhuǎn)。(3)示波管的XX′偏轉(zhuǎn)電極上加的是儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓(如圖所示)，叫作掃描電壓，使電子沿XX′方向偏轉(zhuǎn)。知識演練A．該過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，動能增加了B．該過程小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加0.5J，動能增加了C．該過程中小球電勢能增加0.5J，重力勢能減少0.8JD．該過程中彈簧彈性勢能減少0.9J，小球電勢能減少0.5J【答案】B【解析】A．該過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)，由于電場力做正功，則機械能不守恒，選項A錯誤；B．該過程小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量等于電場力做功，大小為0.5J，動能增加量等于合外力的功，大小為0.8J0.9J+0.5J=，選項B正確；CD．該過程中因電場力做功為0.5J，則小球電勢能減小0.5J，重力做功0.8J，則重力勢能減少0.8J，克服彈簧彈力做功0.9J，則彈簧彈性勢能增加0.9J，選項CD錯誤；故選B。2．如圖所示，水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，帶電微粒沿著上極板水平射入電場，恰好從下極板右邊緣飛出電場，帶電微粒電勢能變化量為ΔE1。若保持上極板不動，將下極板下移少許，該帶電微粒仍以相同的速度從原處射入電場，帶電微粒在電場中電勢能變化量為ΔE2。下列分析正確的是（不計重力作用）（）A．電容變小，兩極板間電壓變大，兩極板間場強變小B．電量不變，兩極板間電壓不變，即ΔE1=ΔE2C．電容變小，電場強度不變，電壓增大，即ΔE1<ΔE2D．電量不變，兩極板間的電場強度不變，粒子的運動情況不變，即ΔE1=ΔE2【答案】D【解析】由可知，將電容器下板向下移動一段距離時，d增大，電容減小；電容器充電后與電源斷開則電容器所帶的電量Q不變，由可知當d增大時，場強E不變；極板間電壓減小，不變，則增大；粒子在電場中做類平拋運動，由于場強E不變，飛出極板時，則水平方向有豎直方向有又因為聯(lián)立可得故粒子運動軌跡不變，下板下移，故粒子將從極板間飛出，由于電勢差不變，電場力做功不變，故電勢能變化不變，即故ABC錯誤，D正確。故選D。3．空間有一沿x軸分布的電場，其電場強度E隨x變化的圖像如圖所示，設(shè)電場強度沿x軸正方向時為正，x1和x2為x軸上的兩點。一正電荷（重力不計）沿x軸正方向由x1運動到x2過程中，下列說法正確的是（）A．該電荷所受的靜電力先減小后增大B．電場強度先向x軸負方向后向x軸正方向C．該電荷的動能逐漸增大D．靜電力先做正功后做負功【答案】B【解析】A．由圖可知從x1到x2電場強度先減小后增大再減小，因此該電荷所受的靜電力先減小后增大再減小，選項A錯誤；B．由圖可知電場強度先向x軸負方向后向x軸正方向，選項B正確；CD．開始時電場強度沿x軸負方向，正電荷受力沿x軸負方向，后來電場強度沿x軸正方向，正電荷受力沿x軸正方向，因此電荷沿x軸正方向由x1運動到x2過程中，靜電力先做負功后做正功，電荷的動能先減小后逐漸增大，選項CD錯誤。故選B。4．示波管是一種多功能電學(xué)儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如圖所示，真空室中電極K發(fā)出電子（初速度不計），經(jīng)過電壓為的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中．金屬板長為L，相距為d，當A、B間電壓為時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是（）A．變小，變大 B．變大，變小C．變大，變大 D．變小，變小【答案】A【解析】設(shè)經(jīng)過電壓為的加速電場后，速度為v，在加速電場中，由動能定理可得電子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，在水平方向上在豎直方向上解得由此可知，當變小，變大。y變大，BCD錯誤，A正確。故選A。C．小球到B點時速度為1.4m/s【答案】ABD【解析】B．小球從靜止開始釋放，電場力做功又若取A點電勢為零，則小球在A點電勢能為零，所以在B點的電勢能為選項B正確；選項A正確；C．根據(jù)動能定理有解得小球到B點時速度選項C錯誤；D．小球到B點時有解得小球到B點時，絕緣細線對小球的拉力選項D正確。故選ABD。（1）小球沿圓弧下滑過程中，克服摩擦力做的功是多少？（2）小球運動至圓弧最低端時，對軌道的壓力是多少？（3）小球滑離桌面后，碰撞地面前，水平位移最大值是多少？【解析】（1）小球沿圓弧下滑過程，使用動能定理，得解得小球沿圓弧下滑過程中，克服摩擦力做功0.5J。（2）小球運動至圓弧最低端時，有解得（3）小球滑離桌面后，進入電場區(qū)域，豎直方向，自由落體運動解得水平方向，受力解得水平方向速度減為0，所需時間解得第二部分專題講解專題1：電場中的五類圖像問題電場中五類圖像的特點與應(yīng)用：v-t圖像根據(jù)v-t圖像中速度變化、斜率確定電荷所受合力的方向與合力大小變化，確定電場的方向、電勢高低及電勢能變化φ-x圖像①電場強度的大小等于φ-x圖像的斜率大小，電場強度為零處，φ-x圖像存在極值，其切線的斜率為零；②在φ-x圖像中可以直接判斷各點電勢的高低，并可根據(jù)電勢高低關(guān)系確定電場強度的方向；③在φ-x圖像中分析電荷移動時電勢能的變化，可用WAB＝qUAB，進而分析WAB的正負，然后做出判斷E-t圖像根據(jù)題中給出的E-t圖像，確定E的方向，再在草稿紙上畫出對應(yīng)電場線的方向，根據(jù)E的大小變化，確定電場的強弱分布E-x圖像①反映了電場強度隨位移變化的規(guī)律；②E>0表示場強沿x軸正方向，E<0表示場強沿x軸負方向；③圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，兩點的電勢高低根據(jù)電場方向判定Ep-x圖像①反映了電勢能隨位移變化的規(guī)律；②圖線的切線斜率大小等于電場力大?。虎圻M一步判斷場強、動能、加速度等隨位移的變化情況【例1】電荷量為q1和q2的兩點電荷分別固定在x軸上的O、C兩點，規(guī)定無窮遠處電勢為零，一帶正電的試探電荷在x軸上各點具有的電勢能隨x的變化關(guān)系如圖所示。其中，試探電荷在B、D兩點處的電勢能均為零；在DJ段中H點處電勢能最大。