高中物理專題靜電場(chǎng)解題方法電勢(shì)能電場(chǎng)力的功WAB=qU?B=EpA—EpB

=

△εAB靜電感應(yīng)靜電平衡靜電屏蔽

電容器

電容C=Q/U電場(chǎng)力F=Eq

(任何電場(chǎng))F=k?9

(真空中點(diǎn)電荷)帶電粒子在電場(chǎng)中①平衡②直線加速③偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的力的性質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)

E=F/q

矢量

電場(chǎng)線

勻強(qiáng)電場(chǎng)

E=U/d真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

E=kQ/r2電場(chǎng)的能的性質(zhì)電勢(shì)φ=WAo/q

標(biāo)量等勢(shì)面電

勢(shì)

差U??=中

A-Φg=W?B/q靜電場(chǎng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)電

荷電荷守恒定律電

場(chǎng)知識(shí)梳理1.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消

滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，

或者從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)

移過程中，電荷的代數(shù)和不變2.庫(kù)侖定律庫(kù)

侖

定

律

—k=9×10?Nm/C2,

稱為靜電引力恒量。·

在真空中同一條直線上的A、B

兩點(diǎn)固定有電

荷量分別為+4Q和-Q的點(diǎn)電荷。①將另一個(gè)點(diǎn)

電荷放在該直線上的哪個(gè)位置，可以使它在

電場(chǎng)力作用下保持靜止?②若要求這三個(gè)點(diǎn)

電荷都只在電場(chǎng)力作用下保持靜止，那么引

入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷?電

荷量是多大?二

、從力的角度研究電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)本身的一種特性，與

檢驗(yàn)電荷存在與否無關(guān)。

E

是矢量。要區(qū)別公式：E=F/q

(定義式);E=kQ/r2(點(diǎn)電荷電場(chǎng));E=U/d(勻強(qiáng)電場(chǎng))。(2)根據(jù)電場(chǎng)線判斷：電場(chǎng)線密集的地方場(chǎng)強(qiáng)大，電場(chǎng)線稀疏的地方場(chǎng)強(qiáng)小。(3)根據(jù)等勢(shì)面判斷：

(等差)等勢(shì)面密的地方

場(chǎng)強(qiáng)大，疏的地方場(chǎng)強(qiáng)?、谡婵罩悬c(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)③勻強(qiáng)電場(chǎng)E=U/d1、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小的方法。(1)根好谷太利曲。,①支義大2、判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向的幾種方法：方法

一

：根據(jù)規(guī)定，正電荷所受電場(chǎng)力

的方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；方法二：電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向即是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；方法三：電勢(shì)降低最快的方向就是場(chǎng)強(qiáng)的方向。是非題·(A)若將放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷q改為-q,則

該點(diǎn)

的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向與原來相反?！?C)

沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來越小?！?D)

若電荷q

在A

處受到的電場(chǎng)力比B點(diǎn)時(shí)大，則

A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大。·

(F)

無論什么電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的方向總是由高電勢(shì)指

向低電勢(shì)?！?/p>

(G)已

知A

、B為某

一

電場(chǎng)線(直線)上的兩點(diǎn)由

此可知，

A

、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，但EA和EB的大小無法比較。1、(考察電場(chǎng)力性質(zhì))電荷A、B帶有等量的正電

荷，左右放置.一負(fù)電荷q放在兩者連線的中點(diǎn)，恰能達(dá)到平衡.現(xiàn)將電荷B十分緩慢地向右移動(dòng)，

電荷q將如何運(yùn)動(dòng)(

)A、不動(dòng)B、向左運(yùn)動(dòng)C、向右運(yùn)動(dòng)D、可能向左運(yùn)動(dòng)，也可能向右運(yùn)動(dòng)說法中正確的是

(C)(1)①式中，F(xiàn)

是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是

放入電場(chǎng)中電荷的電量(2)①式中，F(xiàn)

是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力

，q是

產(chǎn)生電場(chǎng)電荷的電量(3)②式中，Q

是放入電場(chǎng)中的電荷的電量(4)②式中，Q

是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量A

、(1)

(3)

B、

(3)…①和…

②

,

下

列C、(1)

(4)D、(2)

(4)2、關(guān)

于公式適用范圍公式說明E=任何電場(chǎng)定義式：其中q是試驗(yàn)

電荷，F(xiàn)是它在電場(chǎng)中

受到的電場(chǎng)力。真空中點(diǎn)電荷的

電場(chǎng)Q是場(chǎng)源電荷，E表示跟

點(diǎn)電荷相距r處某點(diǎn)的

場(chǎng)強(qiáng)E=u勻強(qiáng)電場(chǎng)其中d為在場(chǎng)強(qiáng)方向

(沿電場(chǎng)線方向)上的

距離3、場(chǎng)強(qiáng)的疊加練習(xí)

.如圖，在x軸上的x=-1和x=1兩點(diǎn)分別固定電荷量為-40和+9Q

的點(diǎn)電荷。求：

x

軸上合場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)的坐標(biāo)。并求在x=-3

點(diǎn)

處的合場(chǎng)強(qiáng)方向。-5

-3

-1

1例：如圖所示，三個(gè)完全相同的的金屬小球

a、b

、c

位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，

a

和c帶

正

電

，a所帶電量的大小比b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的一

條來表示，它應(yīng)是[]A.F?

B.F?C.F?

D.F?b等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)點(diǎn)電荷與帶電平板勻強(qiáng)電場(chǎng)3、(考察場(chǎng)強(qiáng))如圖中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有A、B兩點(diǎn)，用EA、

EB表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)大小，則正確的是(

)(1)A、B

兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同(2)因?yàn)殡妶?chǎng)線從A指向B,所以EA>E(3)A

、B

同在一條電場(chǎng)線上，

且電場(chǎng)線是直線，

所以EA=EB(4)不知A、B附近的電場(chǎng)線分布狀況，EA、EB的AB魯大小不能確定A

、(1)(2)C

、(1)(4)B、(1)

(3)練習(xí)：如圖，一電子沿等量異種電荷中垂線由A-0-

B飛過，則電子所受電場(chǎng)力的大小和方向怎樣變化

(

)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。二

、從能的角度研究電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)電勢(shì)也是電場(chǎng)本身的一種特性，與檢驗(yàn)

電荷存在與否無關(guān)。ψ是標(biāo)量。通常規(guī)定：無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。電勢(shì)的正負(fù)和大小是相對(duì)的，電勢(shì)差的

值是絕對(duì)的。例：在+Q(

一Q)

的電

場(chǎng)中，φ>0(<0)。1.如何比較電場(chǎng)中任兩點(diǎn)電勢(shì)的高低呢?方法一：根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷，順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低；方法二：根據(jù)電勢(shì)的定義式ψ=c/q,從電勢(shì)的物理意義上分析判斷；如：將+q從無窮遠(yuǎn)處移至+Q電場(chǎng)中的某點(diǎn)，外力克服電場(chǎng)力做功越多，則該點(diǎn)的電勢(shì)越高；方法三：根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向判斷，場(chǎng)強(qiáng)方向即為電勢(shì)降低最快的方向.方法四：根據(jù)電勢(shì)差判斷，若U?B>0,則ψA>VB是非題X

.

(A)

在電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方電勢(shì)越高。X·

(B)若某區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均相等，則此區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的電勢(shì)一定相等。X·

(C)

原靜止的點(diǎn)電荷在只受電場(chǎng)力時(shí)，

一定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng)?！?/p>

(D)

兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零、

電勢(shì)不為零?！?.等勢(shì)面圖1-4-9電場(chǎng)線與等勢(shì)面分布乙等量同號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)甲等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)丁孤立帶電體的電場(chǎng)丙正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)1.圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)

線，虛線是某一帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)

動(dòng)軌跡，a、b

是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)

動(dòng)中只受電場(chǎng)力的作用，根據(jù)此圖可作出正確判

斷的是

(BCD)·

A.

帶電粒子所帶電荷的符號(hào)·

B.

帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向·

C.

帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大·

D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大a練習(xí).如圖所示，虛線a

、b

、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)

面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相同，實(shí)線為一個(gè)帶正電

的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下，通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡

，

P、Q

是軌跡上的兩點(diǎn)。下列說法中正確的是

(D

)A.

三個(gè)等勢(shì)面中，等勢(shì)面a的電勢(shì)最高B.帶電質(zhì)點(diǎn)一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過點(diǎn)時(shí)小D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)小a練習(xí).如圖1所示，在點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中有

一個(gè)帶電粒子通過，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，

虛線表示電場(chǎng)的兩個(gè)等勢(shì)面，則[

].

AA.等勢(shì)面電勢(shì)A<B,

粒子動(dòng)能EKA>EKBB.等勢(shì)面電勢(shì)A>B,

粒子動(dòng)能EKA>EKC.

等勢(shì)面電勢(shì)A>B,

粒子動(dòng)能EKA<EKD.

等勢(shì)面電勢(shì)A<B,

粒子動(dòng)能EKA<EK圖1·

如圖，圖中A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方

形的四個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B

、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別

為U=15V,UB=3V,Uc=-3V,

由此可得D點(diǎn)

電勢(shì)U?

=

9V。C電勢(shì)能是電荷和電場(chǎng)所組成的系統(tǒng)共有的。規(guī)定：無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零如何比較電荷電勢(shì)能的大小呢?如何比較電荷電勢(shì)能的大小呢?方法一：根據(jù)電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷，若電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷做正(負(fù))功，則電

勢(shì)能減少(增加);方法二：根據(jù)公式Ep=qφ;WAB=qUAB計(jì)

算

。[題5]是非題(并簡(jiǎn)要說明理由。)X

(A)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能一定減小。X(B)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受的電場(chǎng)力很大時(shí)，它在該點(diǎn)具有的電勢(shì)能也一定大。X

(C)把兩個(gè)異號(hào)電荷靠近時(shí)，電荷電勢(shì)能增大。V

(D)

若電場(chǎng)中A

、B

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，則同一點(diǎn)電荷在A

、B兩點(diǎn)所具有的電勢(shì)能必定相同?！?/p>

(E)

將一電荷勻速地從電場(chǎng)中的一點(diǎn)移至另一點(diǎn)，外力所做的功等于該電荷電勢(shì)能的變化量。√

(F)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，若電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能一定減小，而電荷的動(dòng)能不一定減小。練習(xí).

已知△ABC

處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電

量q-2×10-6C

的點(diǎn)電荷從A移到B的過程中，電場(chǎng)力做功W?

=-1.2×10-5J;

再將該點(diǎn)電荷從B移到C,

電場(chǎng)力做功W?=6×10-6J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)

中A=5V,則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為

V和

V。

試在右圖中畫出通過A點(diǎn)的電場(chǎng)線。練

習(xí)

.已知△ABC

處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中。將一個(gè)帶電量

9-2×10-6C

的點(diǎn)電荷從A

移到B的過程中，電場(chǎng)

力做功W?=-1.2×10-5J;再將該點(diǎn)電荷從B移到C,

電場(chǎng)力做功W?=6×10-6J

。

已知A點(diǎn)的電勢(shì)中A=5V,

則B、C

兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為

V和

V。試在右

圖中畫出通過A點(diǎn)的電場(chǎng)線。解：先由W作qU求出AB、BC

間的電壓分別為6V和3V,

再根據(jù)負(fù)電荷A→B電場(chǎng)力做負(fù)功，

B

電勢(shì)能增大，電勢(shì)降低；

B→C

電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)升高，知中B=1V中c=2V。沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意一條直線電勢(shì)都是均勻變化的，因此AB中點(diǎn)D的電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相同，

CD為等勢(shì)面，過A做CD的垂線必為電場(chǎng)線，方向從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，所以斜向左下方。3.理解電容概念和影響平行板電容器電容的

因素。其代表性問題是，在自動(dòng)控制中的電容

式傳感器問題。C=εS/4πkdC=Q/U3.

理解電容概念和影響平行板電容器電容的

因素。其代表性問題是，在自動(dòng)控制中的電容

式傳感器問題。·

[例4]傳感器是把非電學(xué)里(如速度、溫度、壓力

等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測(cè)定液面高

度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液

體形成一個(gè)電容器，從電容C

大小的變化就能反映

液面的升降情況，兩者的關(guān)系是

(AC)·A.C

增大表示h增大

金屬芯線·B.C增大表示h減小·

C.C

減小表示h減小·

D.C減小表示h增大練習(xí)、如圖所示，

A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，

G

是靜電計(jì)，電鍵K合上后，靜電計(jì)指針張開