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專題六 靜電場 電場能的性質 1．電勢差：電荷從電場中的一點移到另一點，電場力做的功跟其電量的比值叫做這兩點的電勢差，UAB = WAB/q，是標量． 〖說明〗電勢差很類似于重力場中的高度差．物體從重力場中的一點移到另一點，重力做的功跟其重力的比值叫做這兩點的高度差h = W/G = gh． 2． 電勢： （1） 公式： （與試探電荷無關） （2）相對性：電勢是相對的，只有選擇零電勢的位置才能確定電勢的值，通常取無限遠或地球的電勢為零。 （3）標量：只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示比零電勢高還是低。 （4）高低判斷： 1 2 3 3．等勢面 ⑴ 電場中電勢相等的點所組成的面為等勢面． ⑵ 特點：a、在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功； b、等勢面一定與電場線______。 c、電場線總是從電勢_______的等勢面指向電勢________的等勢面。 4. 電勢能和電場力做功 ⑴電勢能：電荷在電場中具有的勢能。公式εA=__________。具有_______性，與參考位置的選取有關。 ⑵電場力做功：WAB=________。做功的大小與路徑無關，只與_______位置有關。 ⑶電場力做功與電勢能變化的關系：____________________________。 5. 勻強電場中電場強度與電勢差的關系：UAB =__________(d是沿電場強度方向的距離） 20㎝ A B C 60 例2、在勻強電場中，如圖所示，分布著A、B、C三點，當把一個電量q=10-5的正電荷從A沿AB線移到B時，電場力做功為零；從B移至C時，電場力做功為－1.7310-3J，試判斷該電場方向，算出場強大小。 【典型問題】場強、電勢、電勢能的比較方法 1．電場強度： (1)根據電場線的疏密程度判斷，電場線越密處電場越強． (2)根據等差等勢面的疏密程度判斷，等差等勢面越密處電場越強． 2．電勢： (1)沿電場線方向電勢降低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，且電場線垂直于等勢面． (2)判斷UAB的正負，根據UAB＝φA－φB，比較φA和φB的大?。? 3．電勢能 （1）電場力做正功，電荷(無論正電荷還是負電荷)電勢能減少；電場力做負功，電荷的電勢能增加． （2）沿著電場線方向，正電荷的電勢能減少，負電荷的電勢能增加 例3.某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是(　　) A．c點場強大于 b點場強 B．a點電勢高于b點電勢 C．若將一試探電荷 ＋q由 a點釋放，它將沿電場線運動到b點 D．若在 d點再固定一點電荷－Q，將一試探電荷＋q由a移至 b的過程中，電勢能減小 例4.如圖所示為點電荷a、b所形成的電場線分布，有一帶電粒子僅在電場力作用下從圖中的A點沿電場線運動到B點的過程中，下列說法正確的是(　　) A．帶電粒子在A點電勢能高于在B點電勢能 B．帶電粒子在A點動能大于在B點的動能 C．帶電粒子在A點的電場力小于在B點的電場力 D．帶電荷a、b為異種電荷 四、電容器、電容 1.電容器：兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器。 2.電容器的電容 電容是表示 物理量，是由電容器本身的性質（導體大小、形狀、相對位置及電介質）決定的。 定義式： 單位：法拉（F）。1F=_________uF=_________pF。 3.平行板電容器的電容決定式是： K 【典型問題】電容器的動態(tài)分析 1．動態(tài)變化的兩種基本情況 （1）電鍵K保持閉合，則電容器兩端的 恒定（等于電源電動勢），改變板間距離d和正對面積S.討論這種情況下其它變化量： （2）充電后斷開K，保持電容器 恒定，改變板間距離d和正對面積S.討論這種情況下其它量的變化： 討論的依據 (1)平行板電容器的電容的公式：C＝. (2)平行板電容器內部是勻強電場E＝. (3)電容器所帶電荷量Q＝CU. [思維警示]　對平行板電容器，由C＝、C＝和U＝Ed可得出：E＝，由這個式子可得出，當兩極板所帶電荷量不變時，板間場強E與板間距離變化情況無關，這是動態(tài)問題分析時經常使用的結論． K m 例5、如圖，兩極板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關K閉后，電容器兩板間有一質量為m、電量為q的微粒靜止不動，下列說法正確的是（ ） A、微粒帶的是正電 B、電源電動勢的大小為mgd/q C、斷開開關K，微粒將向下做加速運動 D、保持開關K閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運動 練習題： 1.電場中有A、B兩點，一個點電荷在A點的電勢能為1.210-8 J，在B點的電勢能為0.8010-8 J.已知A、B兩點在同一條電場線上，如圖所示，該點電荷的電荷量為1.010-9C，那么（ ） A.該電荷為負電荷 B.該電荷為正電荷 C.A、B兩點的電勢差UAB=4.0 V D.把電荷從A移到B，電場力做功為W=4.0 J 2.AB連線是某電場中的一條電場線，一正電荷從A點處自由釋放，電荷僅在電場力作用下沿電場線從A點到B點運動過程中的速度圖象如圖所示，比較A、B兩點電勢φ的高低和場強E的大小，下列說法中正確的是（ ） A.φA＞φB，EA＞EB B.φA＞φB，EA＜EB C.φA＜φB，EA＞EB D.φA＜φB，EA＜EB a b R 3.如圖所示是電池，電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中（ ） A、電阻R中沒有電流 B、電阻R中有從a流向b的電流 C、電容器的電容變大 D、電阻R中有從b流向a 的電流 4．如圖1-5-7，兩平行金屬板A、B間為一勻強電場，A、B相距6cm，C、D為電場中的兩點，且CD＝4cm，CD連線和場強方向成60角。已知電子從D點移到C點電場力做功為3.210-17J。 A 圖1-5-7 600 D B C 求：（1）勻強電場的場強； （2）A、B兩點間的電勢差； （3）若A板接地，D點電勢為多少？ 5．在一高為h的絕緣光滑水平桌面上，有一個帶電量為+q、質量為m的帶電小球靜止，小球到桌子右邊緣的距離為s，突然在空間中施加一個水平向右的勻強電場E，且qE= 2 mg，如圖所示，求： （1）小球經多長時間落地？ （2）小球落地時的速度．