《2022年高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 電場(chǎng)教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 電場(chǎng)教案（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 電場(chǎng)教案 一、庫(kù)侖定律 真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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。即： 其中k為靜電力常量， k=9.0×10 9 N?m2/c2 1．成立條件 ①真空中（空氣中也近似成立），②點(diǎn)電荷。即帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)。（這一點(diǎn)與萬有引力很相似，不同的是：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心距代替r）。 2．應(yīng)用舉例 例1．在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電

2、荷量分別為+9Q和-4Q的點(diǎn)電荷。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？ +9Q -4Q A B C 解：先判定第三個(gè)點(diǎn)電荷所在的區(qū)間：只能在B點(diǎn)的右側(cè)；再由，F(xiàn)、k、q相同時(shí)∴rA∶rB=3∶2，即C在AB延長(zhǎng)線上，且BC=2AB 此類題必須“先定段、再定點(diǎn)”：兩個(gè)已知電荷把直線分成三段，先根據(jù)固定電荷的電性和電荷量確定第三個(gè)電荷應(yīng)該在這三段中的哪一段，在根據(jù)庫(kù)侖定律確定在該段上的哪一點(diǎn)。 mBg d A O B F N L 例2．已知如圖，帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB，OA=OB，都用長(zhǎng)L的絲線懸掛在O點(diǎn)。靜止時(shí)A、B

3、相距為d。為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2，可采用以下哪些方法 A．將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍 B．將小球B的質(zhì)量增加到原來的8倍 C．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半 D．將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量也減小到原來的一半 解：由B的共點(diǎn)力平衡圖知，而，可知，選B。 例3．兩個(gè)相同的帶電金屬球（視為點(diǎn)電荷），相距一定距離放置，兩球間的庫(kù)侖力大小為F；用絕緣工具將兩球相碰后再放回原處，兩球間的庫(kù)侖力大小為F′。先有如下判斷：①若兩球原來帶同種電荷，一定有F′>F；②若兩球原來帶異種電荷，一定有F ′

4、 ′>F；④若兩球原來帶不等量異種電荷可能出現(xiàn)F ′=F。以上判斷正確的有 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 解：要分情況討論：若為等量同種電荷，F(xiàn)′=F；若為不等量同種電荷F′>F；若為等量異種電荷，F(xiàn)′=0F、F′=F、F′

5、該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)。 單位是V/m，也可以用N/C。 ①這是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場(chǎng)。 ②其中的q為試探電荷，是電荷量很小的點(diǎn)電荷，可正可負(fù)，它的放入不影響被探測(cè)的電場(chǎng)。 ③電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)受的電場(chǎng)力方向相同。 ⑵點(diǎn)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)公式是：，其中Q是產(chǎn)生該電場(chǎng)的電荷，叫場(chǎng)電荷。 ⑶勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式是：，其中d是沿電場(chǎng)線方向上的距離。 EB EA EC A B C O 例4．圖中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三點(diǎn)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷+q、+q、-q，求該三角形中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。 解：每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小都是 由圖

6、可得O點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為方向由O指向C 。 2．電勢(shì)差（電壓）和電勢(shì) 電荷q在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WAB與q的比，叫AB間的電勢(shì)差（又叫電壓），用UAB表示，即WAB=qUAB。 如果在電場(chǎng)中選擇某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，可以用電勢(shì)差來定義電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（即零勢(shì)能點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功。電勢(shì)用Φ表示。在理論研究中一般以無窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，在實(shí)際電路中一般以大地為零勢(shì)能點(diǎn)。 電壓和電勢(shì)的關(guān)系：UAB=ΦA(chǔ)-ΦB，顯然有UAB= -UBA。兩點(diǎn)間的電壓與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)。 3．電場(chǎng)線和等勢(shì)面 物理學(xué)中用電場(chǎng)線和等勢(shì)面來形象地描繪電場(chǎng)強(qiáng)度

7、和電勢(shì)。 + — 孤立點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng) — + 等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng) + + 要牢記以下6種常見的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面： 等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 勻強(qiáng)電場(chǎng) －?。。。? 點(diǎn)電荷與帶電平板 + 電場(chǎng)線、等勢(shì)面的特點(diǎn)以及電場(chǎng)線、等勢(shì)面間的關(guān)系： ①電場(chǎng)線的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大??； ②電場(chǎng)線互不相交，等勢(shì)面也互不相交； ③電場(chǎng)線和等勢(shì)面在相交處互相垂直； ④電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向，而且是降低最快的方向； ⑤電場(chǎng)線密的地方等差等勢(shì)面密，等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)線也密； ⑥沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任何一條直

8、線（等勢(shì)面除外），電勢(shì)都是均勻變化的。 + A B C 例5．如圖所示，三個(gè)同心圓是同一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢(shì)面，這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上。A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為φA=10V和φC=2V，則B點(diǎn)的電勢(shì)是 A．一定等于6V B．一定低于6V C．一定高于6V D．無法確定 解：由U=Ed，在d相同時(shí)，E越大，電壓U也越大。因此UAB> UBC，選B。 + － c a O 例6．如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將一個(gè)正的試探電荷由a 點(diǎn)沿直線移到o點(diǎn)

9、，再沿直線由o點(diǎn)移到c點(diǎn)。在該過程中，檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力大小和方向如何改變？其電勢(shì)能又如何改變？ 解：根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布可知：電場(chǎng)力一直減小而方向不變；電勢(shì)能先減小后不變。 三、電荷引入電場(chǎng) 1．將電荷引入電場(chǎng) 將電荷引入電場(chǎng)后，它一定受電場(chǎng)力F=Eq，且一定具有電勢(shì)能E=φq。 2．在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做的功 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做的功W=qU，只與始末位置的電勢(shì)差有關(guān)。在只有電場(chǎng)力做功的情況下，電場(chǎng)力做功的過程是電勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程。W= -ΔE=ΔEk。 ⑴無論對(duì)正電荷還是負(fù)電荷，只要電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就減??；克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能就增大。 ⑵正電荷在電

10、勢(shì)高處電勢(shì)能大；負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小。 ⑶利用公式W=qU進(jìn)行計(jì)算時(shí)，各量都取絕對(duì)值，功的正負(fù)由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向判定。 ⑷每道題都應(yīng)畫出示意圖，抓住電場(chǎng)線這個(gè)關(guān)鍵。（電場(chǎng)線能表示場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向，又能表示電勢(shì)降低的方向。有了它，可以很方便地判定點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中受力、做功、電勢(shì)能變化等情況。） A B C D 例7．已知ΔABC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W1=-1.2×10-5J；再將該點(diǎn)電荷從B移到C，電場(chǎng)力做功W2=6×10-6J。已知A點(diǎn)的電勢(shì)φA=5V，則B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為____V和____V。試在右

11、圖中畫出通過A點(diǎn)的電場(chǎng)線。 解：先由W=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，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φB= -1VφC=2V。沿勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意直線電勢(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)，斜向左下方。 c b a P Q 例8．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 A

12、．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Q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 解：先畫出電場(chǎng)線，再根據(jù)速度、合力和軌跡的關(guān)系，可以判定：質(zhì)點(diǎn)在各點(diǎn)受的電場(chǎng)力方向是斜向左下方。由于是正電荷，所以電場(chǎng)線方向也沿電場(chǎng)線向左下方。選D。 例9．一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降；若兩板間電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升。若兩板間電壓為-U

13、，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹? A．2v、向下 B．2v、向上 C．3v、向下 D．3v、向上 解：設(shè)阻力大小f=kv，無電場(chǎng)勻速下降時(shí)mg=kv；電壓為U以v勻速上升時(shí)，電場(chǎng)力必向上F-mg=kv；電壓為-U時(shí)，電場(chǎng)力必向下，大小仍為F，因此速度v′必向下且F+mg=kv′，得v′=3v。選C。 四、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速 一般情況下帶電粒子所受的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力，可以認(rèn)為只有電場(chǎng)力做功。由動(dòng)能定理W=qU=ΔEk，此式與電場(chǎng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無關(guān)。 T/2 T 3T/2 2

14、T U0 t φ -U0 O 例10．如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔。右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來靜止在左極板小孔處。（不計(jì)重力作用）下列說法中正確的是 A．從t=0時(shí)刻釋放電子，電子將始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上 B．從t=0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng) C．從t=T/4時(shí)刻釋放電子，電子一定會(huì)在兩板間振動(dòng) D．從t=3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將回到左極板小孔處 解：從t=0時(shí)刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/2，接著勻減速T/2，速度減小到零，又向右勻加速T/2，接著勻減速T/2…直到打在右極板上

15、；如果兩板間距離不夠大，電子也始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上。從t=T/4時(shí)刻釋放電子，如果兩板間距離足夠大，電子將向右先勻加速T/4，接著勻減速T/4，速度減到零后，改為向左先勻加速T/4，接著勻減速T/4，在兩板間振動(dòng)；如果兩板間距離不夠大，電子在第一次向右運(yùn)動(dòng)過程中就可能打在右極板上。從t=3T/8時(shí)刻釋放電子，電子將向右先勻加速T/8，接著勻減速T/8，速度減到零，如果兩板間距離不夠大，電子在上述過程中可能已經(jīng)到達(dá)右極板上，而不會(huì)返回左極板。選A。 2．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) v0 m，q y vt θ θ v0 vy U，L，d 質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子

16、（不計(jì)重力）以平行于極板的初速度v0射入長(zhǎng)L、板間距離為d的平行板電容器間，兩板間電壓為U。求射出時(shí)的側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角和動(dòng)能增量。 ⑴側(cè)移：。不要死記公式，要清楚物理過程。根據(jù)不同的已知條件，改用不同的表達(dá)形式（已知初速度、初動(dòng)能、初動(dòng)量或加速電壓等）。 ⑵偏角：。必然有，說明末速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論完全相同。 ⑶穿越電場(chǎng)過程的動(dòng)能增量：ΔEk=Eqy （注意，一般來說不等于qU） — + Y Y′ X′ X 電子槍 熒光屏 偏轉(zhuǎn)電極 3．示波管的原理 利用兩組正交的偏轉(zhuǎn)極板，可以控制電子打在熒光屏上的位置。如圖

17、：兩組偏轉(zhuǎn)電極分別控制電子在水平、豎直方向的偏轉(zhuǎn)。一般在水平偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓（從左向右周期性掃描），在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加需要研究的信號(hào)。 A O1 O2 O3 P2 P1 L L′ U1 M N 燈絲 例11．如圖是示波管的示意圖。電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)，電壓為U1的電場(chǎng)加速后，從加速極板A上的小孔O1射出，沿中心線O1O2進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。O1O2與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U2。經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右端P1點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光屏上的P2點(diǎn)。已知平行金屬極板MN間的距離為d，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng)′。不計(jì)電子之

18、間的相互作用力及其所受的重力，電子離開燈絲時(shí)的初速度忽略不計(jì)。⑴求電子通過P1點(diǎn)時(shí)偏離中心線O1O2的距離。⑵若O1O2的延長(zhǎng)線交于屏上O3點(diǎn)，P2點(diǎn)到O3點(diǎn)的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離y。單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離（即y/U）稱為示波管的靈敏度。寫出示波管靈敏度的表達(dá)式，并分析如何才能提高該示波管的靈敏度。 解：⑴電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)移；⑵P1P2的反向延長(zhǎng)線與中心線的交點(diǎn)到極板邊緣的距離為L(zhǎng)/2，由相似形得，。提高靈敏度的途徑有：增加極板長(zhǎng)度L、增加極板到熒光屏的距離L′、減小極板間距d或減小加速電壓U1。（改變U2只能改變偏轉(zhuǎn)距離，但不能改變靈敏度y/U。） 4．帶電物體在電場(chǎng)力和重力共同作用

19、下的運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)帶電體的重力和電場(chǎng)力大小可以相比時(shí)，不能再將重力忽略不計(jì)。這時(shí)研究對(duì)象經(jīng)常被稱為“帶電微?！?、“帶電塵?！?、“帶電小球”等。 + O C 例12．已知如圖，水平放置的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)。一根長(zhǎng)l的絕緣細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系有質(zhì)量為m并帶有一定電荷的小球（看作質(zhì)點(diǎn)）。小球原來靜止在C點(diǎn)。當(dāng)給小球一個(gè)水平?jīng)_量后，它可以在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若將兩板間的電壓增大為原來的3倍，要使小球從C點(diǎn)開始在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，至少要給小球多大的水平?jīng)_量？在這種情況下，小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩所受的最大拉力是多大？ 解：原來小球受的電場(chǎng)力和重力等大反向。增大電壓后電場(chǎng)

20、力是重力的3倍，場(chǎng)力的合力向上。C點(diǎn)處有最小速度和最小向心力2mg，這時(shí)繩的拉力為零，由得v=，因此給小球的最小沖量為I = m。在最高點(diǎn)D小球受到的拉力最大。從C到D對(duì)小球用動(dòng)能定理：，在D點(diǎn)，解得F=12mg 例13．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)E=1.5×106V/m，絲線長(zhǎng)l=40cm，上端系于O點(diǎn)，下端系質(zhì)量m=1.0×10-4kg，帶電量q=+5.0×10-10C的小球，將小球從最低點(diǎn)A由靜止釋放，求：⑴小球擺到最高點(diǎn)時(shí)絲線與豎直方向的夾角多大？⑵擺動(dòng)過程中小球的最大速度是多大？ θ θ O A B C E 解：⑴此裝置可稱為“歪擺”。其擺動(dòng)的平衡位置由重力和電

21、場(chǎng)力合力的方向確定（懸點(diǎn)與平衡位置的連線就是重力和電場(chǎng)力合力的方向）。由題意得得電場(chǎng)力Fe=0.75G，電場(chǎng)力和重力的合力F=1.25G。擺到平衡位置時(shí)絲線與豎直方向所成的角是37o，因此最大擺角為74o。 ⑵小球通過平衡位置時(shí)速度最大。由動(dòng)能定理，重力和電場(chǎng)力合力做功等于動(dòng)能增加：，解得vm=1.4m/s。 五、電容器 1．電容器 兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體組成一個(gè)電容器。 2．電容器的電容 電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，由電容器本身的性質(zhì)（導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì)）決定。國(guó)際單位法拉F、微法μF、皮法pF 3．電容器的分類 固定電容器、可變電容器、

22、電解電容器。 4．平行板電容器的電容 平行板電容器的電容的決定式是： 利用靜電計(jì)研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)。 靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，表示金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。 A B A B A B 本實(shí)驗(yàn)中極板的帶電量保持不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)、板間距離增大時(shí)、插入電介質(zhì)時(shí)兩板間電壓的變化情況（實(shí)線表示變化前指針的位置，虛線表示變化后指針的位置）。由知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。

23、因此C和S、d、ε的關(guān)系應(yīng)該是。 +Q -Q +q -q 例14．平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負(fù)電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場(chǎng)在很遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長(zhǎng)為l，且l < d?，F(xiàn)將它們從很遠(yuǎn)處移到電容器內(nèi)兩板之間，處于圖示的靜止?fàn)顟B(tài)（桿與板面垂直），在此過程中電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)小球所做總功的大小等于多少？（設(shè)兩球移動(dòng)過程中極板上電荷分布情況不變） A． B．0 C． D． 解：把該過程分成三個(gè)階段：先將系統(tǒng)由無窮遠(yuǎn)處沿平行板中軸線水平移到電容器內(nèi)，由于+Q -Q

24、 +q -q 是沿著等勢(shì)面移動(dòng)的，因此電場(chǎng)力不做功；再將系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)90o，克服電場(chǎng)力W=Eql，其中，，因此W=；再將系統(tǒng)沿豎直方向移到圖示位置，電場(chǎng)力做功為零。選A。 5．平行板電容器內(nèi)電場(chǎng)的變化 電容器和電源連接如圖，改變板間距離、改變正對(duì)面積或改變板間電解質(zhì)材料，都會(huì)改變其電容，從而可能引起電容器兩板間電場(chǎng)的變化。分兩種常見的類型： K ⑴充電后電鍵K保持閉合，則電容器兩端的電壓U恒定（等于電源電動(dòng)勢(shì)），電容器帶 ⑵充電后斷開電鍵K，電容器帶電量Q保持恒定，，，。 例15．如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在①保持K閉合；②

25、充電后將K斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板 K M N A．上移上極板M B．上移下極板N C．左移上極板M D．把下極板N接地 解：由上面的分析可知①選B，②選C。 第②種情況也可以這樣分析：對(duì)平行板電容器，可認(rèn)為每單位電荷對(duì)應(yīng)一根電場(chǎng)線，K斷開電量不變，電容器中電場(chǎng)線的總條數(shù)不變。改變d不會(huì)改變電場(chǎng)線疏密程度，因此不改變場(chǎng)強(qiáng)；減小S電場(chǎng)線變密，因此場(chǎng)強(qiáng)增大。 6．電容器作為傳感器的應(yīng)用 A 例16．計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是，其中常量ε=9.0×1

26、0-12F?m-1，S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達(dá)0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？ 解：先求得未按下時(shí)的電容C1=0.75pF，按下后距離減小，電容增大，因此C2=1.00pF，根據(jù)求得當(dāng)時(shí)兩金屬片間的距離d2=0.45mm，所以至少需要按下0.15mm。 電介質(zhì) 導(dǎo)電液 金屬芯線 h 例17．傳感器是把非電學(xué)量（如溫度、速度、

27、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。如圖是一種測(cè)量液面高度h的電容式傳感器的示意圖。從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況。關(guān)于兩者關(guān)系的說法中正確的是　　 A．C增大表示h減小　 B．C減小表示h增大 C．C減小表示h減小 D．C的變化與h變化無直接關(guān)系 解：這里金屬芯線的外表面和導(dǎo)電液與電介質(zhì)的接觸面相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板。隨著液面的升降，相當(dāng)于電容器極板正對(duì)面積的增減。因此選C。 六、靜電感應(yīng)、靜電屏蔽 1．把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。 2．導(dǎo)體中沒有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體：①內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零（表面的場(chǎng)強(qiáng)垂直于表面）；②整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體。 3．導(dǎo)體殼可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響。這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。有的電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面套有金屬罩，有的通信電纜外面包有一層鉛皮，都是用來防止外界電場(chǎng)干擾的，起靜電屏蔽作用。 + + + + + + + + + + — + + + + — — — + + + + + + + + + + 下右圖在驗(yàn)電器外罩一個(gè)金屬網(wǎng)，驗(yàn)電器的箔片就不再?gòu)堥_，表示金屬網(wǎng)內(nèi)各處的場(chǎng)強(qiáng)都為零。