高中物理：電場知識歸納及例題講解(2)

　　8．帶電粒子在勻強電場中的運動

　　1、電場強度E和電勢U僅僅由場本身決定，與是否在場中放入電荷 ，以及放入什么樣的檢驗電荷無關。

　　而電場力F和電勢能 兩個量，不僅與電場有關，還與放入場中的檢驗電荷有關。

　　所以E和U屬于電場，而 和 屬于場和場中的電荷。

　　2、一般情況下，帶電粒子在電場中的運動軌跡和電場線并不重合，運動軌跡上的一點的切線方向表示速度方向，電場線上一點的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運動方向是有區別的。

　　只有在電場線為直線的電場中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場方向一致并只受電場力作用下運動，在這種特殊情況下粒子的運動軌跡才是沿電力線的。如圖所示：

　　9．電容器  電容

　　（1）兩個彼此絕緣，而又互相靠近的導體，就組成了一個電容器。

　　（2）電容：表示電容器容納電荷的本領。

　　a 定義式： ，即電容C等于Q與U的比值，不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無關。

　　b 決定因素式：如平行板電容器 （不要求應用此式計算）

　　（3）對于平行板電容器有關的Q、E、U、C的討論時要注意兩種情況：

　　a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變

　　b 充電后斷開電源，則帶電量Q不變

　　（4）電容的定義式：  （定義式）

　　（5）C由電容器本身決定。對平行板電容器來說C取決于： （決定式）

　　（6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見的有兩種基本情況：

　　第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開，則表示電容器的電量Q為一定，此時電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。

　　第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V為一定，此時電容器的電量將隨電容的變化而變化。

　　10．電流  電動勢Ⅰ

　　（1）形成電流的條件：一是要有自由電荷，二是導體內部存在電場，即導體兩端存在電壓。

　　（2）電流強度：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值，叫電流強度： 。

　　（3）電動勢：電動勢是描述電源把其他形式的能轉化為電能本領的物理量。

　　[學習方法--例題講解]

　　例一：如圖所示，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EA，在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EB，當A、B同時存在時，根據場強疊加原理，P點的場強大小應為 ( 　　)

　　A. EB

　　B. EA+EB

　　C. ｜ EA－EB ｜

　　D. 以上說法都不對

　　分析與解：此題考查了求電場強度的幾個公式的適用條件，特別要注意公式F=kQq/r2只適用于點電荷，因為導體球A不能視為點電荷，即引入電荷B后，導體球的電荷分布發生變化，所以P點的電場強度無法確定。

　　正確答案為：D

　　例二：半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為+Q的電荷，另一帶電量為+q的點電荷放在球心O上，由于對稱性，點電荷受力為零，現在球殼上挖去半徑為r (r<< R)的一個小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受力的大小為 (已知靜電力恒量為k)

　　解法一：利用“補償法”求解。在球殼上挖一小圓孔，相當于圓孔處放一等量異種電荷，電量為 ，因為挖去小孔前受力平衡，所以挖去后受力即為q′與q的庫侖力。即，方向由球心指向小孔中心。

　　解法二：本題還可以等效為在挖去一小圓孔的關于球心對稱的另一側放一等量同種電荷q′，對球心處的q產生的電場力，因q′=r2Q/4R2，且它與q是同種電荷，所以，方向仍由球心指向小孔中心。

　　點評：在求解電場強度時，可將研究對象進行分割或補償，從而使非理想化模型、非對稱體轉化為對稱體，達到簡化結構的目的。

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