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新高二学生暑假物理自主学习材料—静电场部分
第3节 电场强度
【要点综述】
1．电场强度
电场的最基本性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述.利用电场具有对放在其中的电荷具有电场力的特征，通过分析放在电场中的检验电荷受到的电场力来研究或描述电场的强弱.
⑴在电场中放入一个试探电荷q，它所受到的电场力F和q的比值叫做该点的电场强度。 ⑵定义式：E=F/q, 单位：牛/库（N/C）或伏/米（V/m）
⑶方向：场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点场强的方向，那么负电荷受电场力的方向与该点场强的方向相反。
⑷要正确理解场强的定义式E=F/q，电场强度E的大小、方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放试探电荷、以及放入的试探电荷的正负、电量多少均无关。既不能认为E与F成正比，也不能认为F与q成反比。
⑸正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场，场强的计算公式为E=k
Q r2⑹场强的定义式E=
QF与点电荷场强的计算式E?k2，前者适用于任何电场，而后者只
rq适用于真空（或空气）中点电荷形成的电场
2.电场线
⑴了直观形象的描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱，这些曲线就是电场线。
⑵场线的特点：始于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或无穷远）；任意两条电场线都不相交。
⑶种典型电场的电场线分布：孤立正、负点电荷；等量异种点电荷；等量同种点电荷,匀强电场.
匀强电场：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场，匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外就是匀强电场.
⑷场线描述电场的方向和定性的描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度情况来决定。
【双基落实】
1．A为已知电场中的一个固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的电场强度为E，则 （ ）
A.若在A点换上–q，A点的电场强度将发生变化
B.若在A点换上电量为2q 的电荷，A点的电场强度将变为2E
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C.若A点移去电荷q ，A点的电场强度变为零
D.A点电场强度的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关 2．如图所示是电场中某一条电场线，下列说法中正确的是（ ） A.A、B两点电场方向相同
B.A、B两点电场大小关系是 EA＞EB A B C.电场线是直线，则 EA＝EB
D.不知附近的电场线分布， EA 、EB 的大小不确定
3.对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是 （ ）
A.电场强度的表达式仍成立，即E=F/Q，式中的Q就是产生电场的点电荷所带电量
2
B.在真空中，点电荷产生电场强度的表达式为E=kQ/r,式中Q是产生电场的点电荷所带电量 C.在真空中E=
kQ，式中Q是试探电荷 D.上述说法都不对 2r4.如图所示，四个电场线图，一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大，那么它是在哪个图示电场中运动. ( )
A B C D
5. 如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已测出A点场强为100N/C,C点场强为36 N/C,B点为A、C两点连线的中点，那么B点的场强为______
6.如图所示，在真空中相距为L的A、B两点分别放置电量大小均为Q的正负点电荷，那么在离A、B两点距离都等于L的点的电场强度方向为___________，该点的场强大小为___________.
7. 如图所示，一个粒子质量为m、带电量为+Q，以初速度v0与水平面成45角射向空间匀强电场区域，粒子恰做直线运动，则这匀强电场的强度最小值为 ；方向是 。
?
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第4节 电势能和电势
【要点综述】
1.电势能
电场具有能的性质,研究电场能的性质的方法类似于重力势能. ⑴.由电荷和电荷在电场中的相对位置决定的能量叫电势能. ⑵.电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点.
⑶.由于电势能具有相对性，所以实际的应用意义并不大，而经常应用的是电势能的变化. 在电场中移动电荷电场力要做功，电荷的电势能要发生变化. 电场力做功的特点：只与初、末位置有关,和路径无关. 2．电势Φ
电势是描述电场能的性质物理量.
⑴.在电场中某位置放一个检验电荷q，若它具有的电势能为EP，则比值EP/q叫做该位置的电势。
⑵.电势也具有相对性，通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势（对同一个电场，电势能及电势的零点选取是一致的），这样选取零电势点之后，可以得出正点电荷形成的电场中各点的电势为正值，负点电荷形成的电场中各点的电势均为负值。电场中某点的电势，数值上等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。
3.电势、电势能的大小、正负判定方法
⑴.根据场源电荷判定：离场源正电荷越近，电势越高，检验正电荷(或负电荷)的电势能越大(或越小).
离场源负电荷越近，电势越低，检验正电荷(或负电荷)的电势能越小(或越大). ⑵.根据电场线判断：
顺着电场线的方向，电势逐渐降低，检验正电荷(或负电荷)的电势能减小(增加). 逆着电场线的方向，电势逐渐升高，检验正电荷(或负电荷)的电势能增大(减小). ⑶.根据检验电荷判断：
电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势(电势能大)的点，移向低电势(电势能小)的点. 电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势(电势能大)的点，移向高电势(电势能小)的点. 4.电势相等的点组成的面叫等势面。
⑴.点电荷、等量异种点电荷、等量同种点电荷、一般带电体、匀强电场中等势面的分布情况.
⑵.等势面的特点：
①等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。
②.等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势教高的等势面指向电势较低的等势面。
③.规定：画等势面（线）时，相邻两等势面（线）间的电势差相等。 ④.等势面（线）密处场强大，等势面（线）疏处场强小。
【双基落实】
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1.如图所示，A、B是电场中两点，一个带负电的点电荷Q在A点所受的电场力要比它在B点所受的电场力______，该负电荷在A点的电势能要比它在B点的电势能______，A点的电场强度要_____于B点的电场强度，A点的电势要______于B点的电势.
2．如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 ( )
A．放上＋q时，它们的电势能EPA＞EPB＞EPC B．放上＋q时，它们的电势能EPA＜EPB＜EPC C．放上－q时，它们的电势能EPA＞EPB＞EPC D．放上－q时，它们的电势能EPA＜EPB＜EPC
3.下列说法中，正确的是( )
A.当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 B.当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大
C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小
4．如图所示，虚线a、b、c是某静电场中的三个等势面，它们的电
M N 势分别为φa、φb、φc，且φa>φb>φc，一带正电的粒子射人电场中，
L 其运动轨迹如实线KLMN所示．由图可知 （ ） A．粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功 K C．粒子从K到L的过程中，电势能增加
D．粒子从L到M的过程中，动能减少
5.下列关于电荷在电场中移动时，其电势能变化的说法中，正确的是（ ）
A.正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加 B.正电荷逆电场线方向移动，其电势能增加 C.负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少 D.负电荷逆电场线方向移动，其电势能减少
6.如图1-24所示，A、B、C为某匀强电场中的三点，已知这三点的电势分别为φA=6V，φB=-2V，φC=2V，试在图上画出电势为2V的等势线，再画出一条电场线.（注意：图中应保留表明作图过程或依据痕迹）.
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7.如果把ｑ＝1.0×10Ｃ的正电荷，从无穷远移至电场中的A点，需要克服电场力做功
W?1.2?10?4Ｊ，那么：(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少?(2)q未移入电场前A点的电势是多少?
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