張健
一、電荷守恒定律和庫侖定律
電荷守恒定律是電學中的基本定律,它體現了帶電現象的實質.一個原來不帶電的物體通過某些方法可以帶電,原來帶電的物體也可以使它失去電性,但其實質是電荷的轉移,電荷的數量并未增加或減少.用電荷守恒定律能很好地解釋感應起電、摩擦起電和棒觸起電.
二、描述電場的物理量
電場是電荷周圍存在的一種特殊物質,理解電場的物質性,要從電荷間的相互作用思考,電荷是通過電場發生相互作用的,雖然看不見電場,但能用試探電荷q檢驗.描述電場的物理量有電場強度、電勢、電勢差三個物理量.
例1 如圖1所示,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內,且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱,忽略空氣阻力.由此可知 ( ? ?)
A.Q點的電勢比P點高
B.油滴在Q點的動能比它在P點的大
C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大
D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小
解析 由于勻強電場中的電場力和重力都是恒力,所以油滴的合外力為恒力,加速度恒定不變,所以選項D錯.油滴軌跡相對于過最低點P的豎直線對稱,類似于倒過來的斜上拋運動,所以油滴所受合外力豎直向上,電場力一定豎直向上.當油滴從P點運動到Q點時,電場力做正功,電勢能減小,選項C錯誤;油滴帶負電,電場方向豎直向下,沿著電場線電勢降低,所以Q點電勢高于P點電勢,選項A正確;在油滴從P點運動到Q點的過程中,合外力做正功,動能增加,所以Q點動能大于P點,選項B正確,本題選AB.
三、靜電現象、電容器、帶電粒子在電場中運動
要知道靜電現象首先應知道靜電平衡,導體中(包括表面)沒有電荷定向移動的狀態叫做靜電平衡.靜電平衡的特點有,導體內部場強處處為零,導體為等勢體,導體表面為等勢面,表面上場強不為零且與表面垂直,凈電荷分布在導體外表面.靜電現象的應用主要有靜電屏蔽、尖端放電等.
例2 一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內的電場線分布如圖2所示.容器內表面為等勢面,A、B為容器內表面上的兩點,下列說法正確的是( ? ?)
A.A點的電場強度比B點的大
B.小球表面的電勢比容器內表面的低
C.B點的電場強度方向與該處內表面垂直
D.將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點,電場力所做的功不同
解析 由圖可知,B點的電場線比A點的密集,所以B點的電場強度比A點的大,選項A錯;沿著電場線電勢降低,故小球表面的電勢比容器內表面高,選項B錯;電場線與等勢面垂直,所以選項C正確;由于容器內表面為等勢面,故A、B的電勢差為零,電荷從A點沿不同路徑移到B點電場力做功均為零,所以選項D錯誤.本題選C.