高中物理静电场知识点总结及题型分析word版本 下载本文

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(3)负点电荷的情况正好相反。

(5)等量异种点电荷电势分布:

(1)点电荷连线上:沿电场线方向,电势从正电荷到负电荷依次降低;

(2)连线中垂线上:中垂线上任意两点之间电势差为零,即中垂线上电势为零。

考点4.等势面

1. 定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。 2. 等势面的特点

⑴等势面一定跟电场线垂直(等势面与电力线相互垂直);

⑵电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面;同量异号电荷间的电场线上下左右对称

⑶任意两等势面都不会相交

⑷电荷在同一等势面上移动时,电场力做功为零 ⑸电场强度较大的地方,等差等势面较密 ● 等势面:电势相等的点构成的面有以下特征

① 在同一等势面上移动电荷电场力不做功。 ② 等势面与电场线垂直。 ③ 电场中任何两个等势面不相交。 ④ 电场线由高等势面指向低等势面。

⑤ 规定:相邻等势面间的电势差相差,所以等势面的疏密反映了场强的大小(匀强点电荷电场等势面的特点)。 ⑥ 几种等势面的性质。

Ⅰ、等量同种电荷连线和中线上:

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连线上:中点电势最小。

中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。

Ⅱ、等量异种电荷连线上和中线上:

连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。 中线上:各点电势相等且都等于零。

⑹几种常见的等势面如下:

例1:(2012·重庆理综)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如题图20图所示,a、b、c、d为电场中的4个点,则

A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同 C.c点的电势低于d点的电势 D.负电荷从a到c,电势能减少 试题分析:

根据等势面分布情况,可判断左右两部分等势面对称分布,电场线与等势面垂直,可知PQ连线为一条电场线,且电场线方向从正电荷指向负电荷,由于P为正电荷,所以Q为负电荷,选项A错。

根据左右等势面对称分布,可判断PQ电荷量等量异种,电场线从P指向Q。根据电场线对称性,电场关于PQ连线上下对称分布,即点和b点的电场强度大小相等,但是方向不同,选项B错。

沿电场线方向电势逐渐降低, c点所在的等势面电势高于d点所在等势面,选项C错。

c点所在的等势面电势高于a点所在等势面,负电荷从到c,电场力做正功,电势能减少,选项D对。

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例2(2011上海物理)两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,正确描述电

势?随位置x变化规律的是图

解:两个等量异号电荷的电场线如下图,

根据“沿电场线方向电势降低”的原理,从左侧无穷远处向右电势应升高,正电荷所

在位置处最高;然后再慢慢减小,O点处电势为零,则O点右侧电势为负,同理到达负电荷时电势最小,经过负电荷后,电势开始升高,直到无穷远处,电势为零。(A)

考点5.电势差UAB 1、电势差定义: a.电势差概念的建立:

在重力场中物体在重力作用下做功越多,则两点间高度差越大。

在电场中电荷在电场力作用下做功越多,则称这两点间“电势差”越大。从而建立了重力场中的高度差和电场中的电势差之间的类比关系。考虑到重力场中有:hAB=WAB/mg, hAB表示重力场中两点高度差,WAB表示物体由A移到B重力做的功。

则hAB类比于电场中的电势差UAB,重力做功类比于电场力做功WAB,重力场中物体重力类比于电场中电荷带电量q,从而得出电势差的表达式:UAB=WAB/q;

电荷在电场中由一点A移动到另一点B时,电场力所做的功与该电荷电荷量的比值WAB就叫做AB两点的电势差,用UAB表示,伏特(1V?1JC)。 2、定义式:UAB?WAB

qq 3.矢标性:是标量,当有正负,正负代表电势的高低

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(1)电场线它不表示电荷在电场中的运动轨迹; (2)电场强度的方向与运动路径无关; (3)UAB?WAB,有正负,正负代表电势的高低;

q(4)电场力做正功,电势能减少;做负功,电势能增加。

4、 电势差的计算问题:

(1)电势能除了与电场有关外,还跟放入的电荷有关,和重力势能类似。

(2)电势差则与放入的电荷无关,仅取决于电场本身性质,对于一个确定的电场来说,某两点间的电势差是不变的。

(3)电势差的计算是标量运算,计算时注意需代入正负号,计算中W与U的脚标要对应即:

例1:在静电场中,一个电子由a点移到b点时电场力做功为5eV,则以下认识中错误的是( )

A.电场强度的方向一定由b沿直线指向a. C、电子的电势能减少5eV. B.a、b两点间电势差Uab=5V. D、电子的电势能减少5J.

解析:A选项:电场强度的方向与运动路径无关,A错。B选项:Uab?Wabq?5eV错

C选项:电场力做5eV正功,电势能减小5eV,C对,D单位错。答案:ABD

例:(全国理综1)关于静电场,下列结论普遍成立的是 A.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低

C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零 D.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向

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