(优化设计)南通高三物理第一轮复习第九章-第十二章.doc

第九章 电 场 本章知识网络  第一单元 库仑定律 电场 电场强度 电势能 电势 等势面 电场中的导体一、知识要点概述 1．考试内容和要求 (1)掌握真空中的库仑定律，理解电场、电场强度、电场线、匀强电场等基本概念，知道几种典型电场的电场线分布情况。 (2)正确理解电势能、电势差、电势、等势面的确切含义，掌握匀强电场中电势差跟电场强度的关系，知道静电屏蔽及其应用。 2．知识拓展 (一). 对理解， k=9×109N·m/C2， 称为静电引力恒量。 说明：(1)适用条件 真空中两点电荷之间的相互作用力。如果两点电荷在充满电介质的空间里，则它们之间相互作用力是真空中的倍，公式为：；(2)点电荷是理想模型，如果带电体之间的距离比带电体本身的线度大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的大小和方向可以忽略不计时，这样的带电体可以视为点电荷。均匀带电球体可以看作点电荷，r为两球心间的距离；(3)库仑力的方向在两点电荷的连线方向，同性相斥，异性相吸；(4)如果空间中有多个点电荷，要用矢量叠加的方法求合力。 (二)．电场、电场强度、电场的叠加，电场线 电荷周围存在着电场，电场的强弱用电场强度这一物理量来描述，电场线则形象地描述电场的分布情况。电场强度叠加原理是处理电场强度矢量合成的基础。如果某一空间有两个或两个以上的点电荷同时存在，则合电场中某点的场强就等于各个点电荷单独存在时所产生的电场在该点场强的矢量和。一般说电场中某点的场强是指该点的合场强。 (三)．电势差、电势、电势能、等势面；电势差与电场强度的关系 (1)确定电势的方法：用电势差的定义Uab = W/q和Uab＝Ua—Ub；设法画出电场线的方向，利用电场线的方向判定；利用等势面来判定。 (2)电场力对电荷做功的计算公式：W=qE，此公式适用于任何电场，电场力对电荷做功与路径无关，由起始和终了位置的电势差决定；而公式W=qEd只适用匀强电场。 (3)电场力做功和电势能的改变：电场力对电荷做功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值。 (4)等势面的特点：①等势面一定跟电场线垂直；②在同一等势面上移动电荷电场力不做功；③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面；④任意两个等势面都不会相交；⑤等势面越密的地方电场强度也越大。 (四)．*静电平衡 、静电屏蔽 导体处在电场中，导体内部自由电荷在外电场力的作用下重新分布的现象为静电感应现象。导体中(包括导体表面)的自由电荷不再发生定向移动的状态为静电平衡状态。导体处于静电平衡状态时的特点如下：(1)场强：导体内部的电场强度处处为零；导体表面的电场强度方向处处与该处表面垂直。(2)电势：导体是个等势体，导体表面是等势面。 说明：①电场中的导体处于静电平衡状态时导体内部的场强应是外电场场强与感应电荷产生的附加电场场强的矢量叠加的合场强处处为零。一般要求感应电荷在导体中某点的场强时，只要求出外电场在该点场强大小，感应电荷场强的大小与外电场场强大小相等，方向与外电场场强方向相反。②正电荷电场中导体的电势大于零，因此无论导体哪一端接地后断开，导体一定带负电。③带电导体可看作导体处于自己所带电荷的电场中，导体所带的净电荷只分布在导体的外表面。 二、典型试题精析 例1．如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态． (1)如q2为正电荷，q1为 电荷，q3为 电荷． (2)q1、q2、q3三者电量大小之比 ： ： 。 图9—1 解析：(1)三个点电荷都是静止的，则每个点电荷所受的合力必等于零，根据库仑定律可推知：每个点电荷受到其它两个点电荷作用于它的库仑力必沿着这条直线，而且这两个库仑力的方向必相反，由此可断定，若q2为正电荷，则q1、q3必为负电荷． (2)若以|q1|、|q2|、|q3|表示这三个点电荷电量的大小，由库仑定律得到 ① ② ③ ④ 则三个点电荷q1、q2、q3的电量大小之比为： 化简得 ： 例2．两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等用E1和E2E1＝E2?Q2．NM是通过两个点电荷的直线，它被分成三个区域NQ1、Q1Q2、Q2M，点电荷Q1、Q2产生的场强大小分别为E1、E2．若Q1＞Q2，由点电荷的场强公式E= k可知，在NQ1区域中，E1一定大于E2且方向相反；在Q1Q2区域内的任一点，E1和E2的方向总是相同，但在此区域内存在一个E1=E2的点(靠近Q1)；在Q2M区域内的任一点