静电场讲义Word文档下载推荐.docx
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时，
其实，在这样的条件下，两个带电体也已经不能再看做点电荷。
两种计算方法：
（1）采用绝对值计算。
库仑定律的方向由题意判断得出。
（2）
、
带符号计算。
库仑力F的正、负符号不表示方向，只表示两点电荷之间为引力或斥力。
3.三个点电荷在同一直线上处于平衡状态的规律：
（1）三个点电荷的位置关系是“同种电荷再两边，异种电荷在中间”（外同内异）
（2）中间电荷所带电量是三个点电荷中电荷量最小的（外大内小）；
两边电荷谁的电荷量小，中间电荷就据谁近一些。
（同情定理）
（3）
三个电荷在一条直线上，依次排列为
，它们之间的距离依次为
则：
证明：
对
，有
；
；
：
得：
（4）
：
得：
（5）
由（4）、（5）得：
（通过这个公式再讲一下上面三条性质）
4.电场：
是客观存在的物质，对放入它的电荷具有力的作用，且对移动的电荷做功。
5.电场强度：
电场强度定义为：
放入电场中某点的电荷所受的静电力
跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。
问题
（1）电场中某点的电场强度是否和放入该点的试探电荷受到的电场力和带电量有关呢？
说明：
电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同，跟负电荷受力的方向相反。
点电荷的电场强度：
带电荷量为Q的点电荷，对距它为r的带电量为q的力为：
，点电荷Q在r处的场强为：
如上图，当Q为正点荷时，场强方向是发散向外的，当Q为负电荷，场强方向是指向电荷的。
电场强度的叠加：
电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
放入电场中的导体，在达到静电平衡状态后，导体内部的电场强度处处为零。
6.电场线：
英国物理学家法拉第首先引入了电场线的图像，他在电场中画了一些线，使这些线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，并使线的疏密表示场强的大小。
这些线称为电场线。
电场线不是实际存在的，是为了形象的描述电场而作的线。
特点：
（1）电场线是从正电荷出发终止于负电荷（或无穷远处），或是从无穷远处出发终止于负电荷。
（2）电场中每点的场强方向是唯一的，因此在电场中无电荷的地方任意两条电场线都不会相交。
（3）电场线不同于电荷的运动轨迹。
电场线反映的是电场中各点的场强方向也即电荷在各点的受力的方向，力的情况和运动轨迹是两码事。
（如重力和平抛运动的轨迹）
（4）电场线的疏密表示电场的强弱，即表示电场强度的大小。
几种典型电场及其特点：
（1）点电荷电场分布：
离点电荷越近，场强越大，电场线越密；
若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，但方向各不相同。
等量异种点电荷形成的电场：
1 电场线方向从正电荷指向负电荷，场强方向和大小可通过矢量合成单个电荷在该点产生的场强来计算。
2 点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，即场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直。
3 在中垂面（中垂线）上的电荷受到的电场力方向总与中垂面（中垂线）垂直，因此，在中垂面（中垂线）上移动的电荷所受的电场力不做功。
4 O点的场强在两个点电荷连线之间为最小，在连线的中垂线上为最大。
等量同种点电荷形成的电场
1 两点电荷连线中点O处场强为零，此处无电场线。
2 中点O处附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零。
3 若电荷带正电，两点电荷连线中垂面（中垂线）场强方向总沿中垂面（中垂线）远离O.
4 在中垂面（中垂线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。
（4）平行板间的电场线
匀强电场：
电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫匀强电场（近地重力场）。
两块靠近的平行金属板，大小相等，互相正对，分别带有等量的正负电荷，它们之间电场除边缘附近都是匀强电场，但在高中物理中，两靠近平行金属板的电场可理解为匀强电场。
7.静电力做功：
静电力做功和路径无关，只与初、末位置有关，即静电力沿闭合路径的功为零。
任何做功与路径无关的力场，叫做保守立场，或位场，在这类场中可以引进“势能”的概念。
在力学中，重力场做功与路径无关，所以重力场是个保守立场，在重力场中引进了“重力势能”的概念。
同理在电场中我们引进电势能的概念：
8.电势能：
电荷在电场中具有的势能叫做电势能（重力势能）。
电荷在电场中A点具有的势能为
在B点具有的电势能为
电荷从A到B静电力做的功就等于等于电势能的减小量，即：
即静电力做正功电势能一定减小，电势能做负功电势能一定增加。
若规定B点的电势能为零，则
，即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面所做的功。
零电势的规定：
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
判断题：
（1）电荷在电场中某点的电势能的大小与零势能点的选择有关（）
（2）电荷在某两点之间的电势能只差与零势能点的选择无关（）
9.电势：
电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。
1 电势是标量，某点电势大于零，表明该点电势比零电势高，某点电势为负表明该点的电势比零势能低
2 电场中某点的电势值与电场本身和零电势点的选择有关（电势能、重力势能），一般选择无穷远处或大地电势为零。
3 电场中沿着电场线的方向电势越来越低（电场力做功），场强的方向是电势降落最快的地方。
匀强电场的电势特点：
两平行等长线段电势降低（升高）相等。
9.电势差：
电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。
电场中两点的电势差，由电场中本身的初末位置决定（在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值）
10.等势面：
在电场中电势相等的点构成的面叫等势面，表示电场中各点电势的高低。
等势面的几个性质：
（1）在等势面上移动电荷，电场力做功为零；
（2）等势面与电场线处处垂直；
（3）等势面间的疏密程度表示了场强的大小（两等势面的电势差相等）；
等势面的法线表示了电场的方向，电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向。
（4）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，表面是一个等势面；
（5）匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面；
推论：
地球是一个大导体，处于静电平衡状态的地球以及与它相连的导体是等势体．实际上常取地球和与地球相连的导体作为电势的参考位置，认为它们的电势为零．
几种常见电场的等势面：
例１、如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1<
r2。
（l）a、b两点哪点电势高？
（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？
（3）若a、b两点间的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？
做功多少？
例２、在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，则（
）
A．a、b两点的场强矢量相同
B．a、b两点的电势相同
C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同
1、关于等势面正确的说法是（
）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
2、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则 （ ）
A．a、b两点的场强一定相等
B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势相等
3、如图中虚线表示某个电场中的等势线，与它们对应的电势值标明在图中，直线是电势为OV的等势线上P点的切线，一个负电荷在P点时所受电场力方向为（ ）
A．沿Pa方向
B．垂直指向右侧
C．垂直指向左侧
D．不能作出结论
4、在一点电荷Q产生的电场中，一个粒子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，图中虚线则表示电场的两个等势面a、b，以下说法中正确的是（
A．点电荷Q可能为正电行，也可能为负电荷
B．运动中粒子总是克服电场力做功
C．粒子在a、b两等势面时a的动能一定比b的大
D．粒子在经过a、b两等势面上时的a点时的电势能一定比b点时的大
5.一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子运动轨道如图虚线a、b、c所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，则可以断定（）
A.此粒子一直受到静电排斥力
B.粒子在b点的电势能一定大于a点的电势能
C.粒子在b点的速度一定大于a点的速度
D.粒子在a点和c点速度大小相等
6.如图2所示，B、C、D是以+Q为圆心的圆周上的三个点，将一检验电荷从圆内Q点分别移动到B、C、D各点时，电场力做功是（）
A.WAB＞WACB.WAD＞WAB
C.WAC＞WADD.WAB=WAC
7、孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示，其电势分别为U1、U2、U3，A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且ab=ac.现将一负电荷由a移到b，电场力做正功W1；
再由b移至C，电场力做正功W2.则（）
A.W1=W2，U1＜U2＜U3B.W1=W2，U1＞U2＞U3
C.W1＞W2，U1＜U2＜U3D.W1＜W2，U1＞U2＞U3
1.CD2.D3.C4.C5.ABD6.D7.C
11.静电感应现象：
放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。
这种现象叫静电感应现象。
12.静电平衡状态：
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E`和原电场E在导体内叠加为零，即E`=E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
（导体中包括表面没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态。
）
处于静电平衡状态导体的性质
（1）导体内部的场强处处为零。
（2）导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。
（3）导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内部没有净电荷。
（4）处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势面。
13.静电屏蔽：
具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，而且腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。
处理静电平衡问题的方法：
（1）直接用静电平衡的特点进行分析；
（2）画出电场中的电场线，判断电势高低，进而分析电荷在电场力作用下的运动情况。
自由电子只在电场力的作用下由电势低处向电势高处移动。
注意：
（1）用导线把导体接地或用手触摸导体时，可把导体和地球看成一个大导体
（2）一般取无穷远处或大地的电势为零。
1：
如图所示接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，到球心的距离为r，感应电荷在球心的场强等于多少？
2：
如图所示，在真空中把一绝缘导体向带电（负电）的小球P缓慢地靠近（不相碰），下列说法中正确的是：
A、B端的感应电荷越来越多
B、导体内场强越来越大
C、导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强
D、导体的感应电荷在MN两点的场强相等
3：
如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不于B发生接触，达到静电平衡后，则：
A、B的空腔内电场强度为零
B、B不带电
C、B的内外表面电势相等
D、B带负电
4：
带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为r，在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为多大？
方向怎样？
5：
带正电的空心金属球壳，支于绝缘支座上，将五个原来不带电的金属球，如图所示放置，静电平衡时，下列说法中正确的是：
A、D球不带电且D球电势高于A球的电势
B、B球带负电，且电势为零
C、因E球与内壁接触，所以
不带电且球壳电势相等
D、若C球通过导线与球壳内
壁接触，则不带电
6：
如图所示，A、B为带异种电荷的小球，将两不带电的导体棒C、D放在两球之间，当用导线将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间，导线中的电流方向是：
A、x→yB、y→x
C、没有电流D、先是y→x，然后x→y
2.A3.CD5.BC6.A
13.电容器：
电容器的概念及其定义式平行板电容器
14.电容器的电压、电荷量、电容
15.电场中的加速运动
17.匀强电场中的偏转问题
18.带电粒子在重力场和电场的复合场中的相关运动问题
19.示波器的工作原理
Q
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