(完整word版)高中物理静电场知识点归纳,推荐文档 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 19:24:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

重难点突破

一、平行板电容器动态分析

这类问题的关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪是自变量,哪是因变量。同时应注意理解平行板电容器演示实验中现象的实质。

一般分两种基本情况:

1、电容器两极板电势差U保持不变。即平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。

2、电容器的带电量Q保持不变。即平行板电容器充电后,切断与电源的连接,使电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。 进行讨论的物理依据主要是三个:

(1)平行板电容器的电容与极板距离d、正对面积S、电介质的介电常数ε间的关系:C?(2)平行板电容器内部是匀强电场,E??Sd

UQ。 (根据电容器U不变还是Q不变来判断E变化) ?d?S(3)电容器每个极板所带电量Q=CU。

小结:平行板电容器的常见变化

在平板电容器中插入介质(比如玻璃,陶瓷,塑料)会使介电常数ε增大(绝缘性能越好的东西介电常数越大) 1.开关接通在电源上,改变d、S、ε,特点:两板间电压U不变;改变d的值,E会变化;改变S的值,,E不会变化 2.开关从电源上断开,改变d、S、ε,特点:两板间带电量Q不变;改变d的值,E不会改变;改变S的值,E会变化

例1:如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两板相连,两板的中央各有一个小孔

M和N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变,则( )

A、把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回。

B、把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落。 C、把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然返回。

D、把B析向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落。

二、带电粒子在匀强电场中的运动

如用动能定理,则要分清有哪些力做功?正功还是负功?若电场力是变力,电场力的功必须用W=qU. 如选用能量守恒定律,则要分清有哪些形式的能变化?怎样变化?能量守恒的表达形式有: (1)初态末态的总能量相等,即E初=E末;

(2)某些形式的能量减少一定有其他形式的能增加。且ΔE减=ΔE增;

解题的基本思路是:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,是直线运动还是曲线运动),然后选取用恰当的规律(牛顿运动定律、运动学公式;动能定理)解题。

对带电粒子进行受力分析时应注意的事项:

(1)要掌握电场力的特点。电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关。在匀强电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同。 (2)是否考虑重力要依据情况而定。

a、基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外,一般都不考虑重力(但不能忽略质量)。

b、带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力。

例2:如图所示,一个质量为m、带电量为q的微粒,从A点以初速度V0竖直向上射入水平匀强电场,微粒通过B时的速度为2V0,方向水平向右,求电场强度E及A、B两点的电势差U。

静电场练习

1.如图1所示,匀强电场E的区域内,在O点放置一点电荷+Q. a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是 ( )

A.b、d两点的电场强度相同 B.a点的电势等于f点的电势

C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功

D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,从a点移动到c点电势能的变化量 一定最大

2.如图3所示,两平行金属板竖直放置,板上A、B两孔正好水平相对,板间电压为500 V.一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中.经过一段时间电子离开电场,则电子离开电场时的动能大小( )

A.900 eV B.500 eV C.400 eV D.100 eV

3.平行板电容器的两极板A、B接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图4所示,则下列说法正确的是 ( )

A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小 B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ增大 C.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大 D.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变

4. 如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2

22v1+v2

A.小物体上升的最大高度为

4gB.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小 C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功

D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小

5.如图7所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则 ( )

A.小球带负电

B.电场力跟重力平衡

C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小 D.小球在运动过程中机械能守恒

6.如图9所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度vN折回N点,则 ( )

A.粒子受电场力的方向一定由M指向N B.粒子在M点的速度一定比在N点的大

C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大 D.电场中M点的电势一定高于N点的电势

7.如图11所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2-3)V、(2+3)V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( ) A. (2-3)V、(2+3)V

4343

C.(2-)V、(2+) V

33

B.0 V、4 V

D.0 V、23 V

8. 如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以

T时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中3未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是( )

初速度v0沿中线射入两板间,0~A.末速度大小为2v0 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了

1mgd 2D.克服电场力做功为mgd

9.在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为(E图中未画出),由A(-l0,0)点斜射出一质量为m,带电荷量为+q的粒子,B(l0,0)和C(2l0,-3l0)是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求: (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功; (2)粒子从A到C过程所经历的时间; (3)粒子经过C点时的速率。

10.如右图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C,方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4,P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示。P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间; (2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。