4电容器与匀强电场
匀强电场的深度剖析
匀强电场的深度剖析ʏ刘贻斌匀强电场是高中物理最常见也是最重要的一种电场,下面对匀强电场的特点㊁规律做一个梳理与深度挖掘,以帮助同学们加深对匀强电场的理解㊂一㊁匀强电场的电场强度特点:匀强电场中各处的电场强度大小相等,方向相同,电荷在电场中所受的电场力为恒力㊂图1例1 如图1所示,质量为m ㊁带电量为q 的粒子,以初速度v 0从A 点竖直射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过B 点时,速率v B =2v 0,方向与电场方向一致,求匀强电场中A ㊁B 两点的电势差U A B ㊂分析:粒子受重力㊁电场力两恒力,根据运动的合成与分解,粒子竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,运动到B 点时,竖直分速度刚好减为零㊂粒子从A 点运动到B 点,由动能定理得12m ㊃v B 2-12m ㊃v 02=U A B ㊃q -m g ㊃h ㊂竖直方向粒子做竖直上抛运动,得h =v 22g ㊂联立解得U A B =2m v 2q㊂评析:由粒子所受的电场力为恒力,就能快速判断出粒子的运动性质㊂二㊁匀强电场的电势特点:匀强电场的电势顺着电场线随距离均匀减小㊂图2证明:如图2所示,设A 点电势为φ0,B 点电势为φ,A B 的距离为x ,φ随x 变化而变化㊂φ0-φ=E ㊃x ,φ=φ0-E ㊃x ,则φ与x 为一次函数关系,图线如图3,切线斜率为电场强度E ㊂图3例2 某静电场φ随x 变化的图像如图4所示,一个带负电的粒子(忽略重力)在电场中以x =0为中心,沿x 轴方向做周 图4期性运动㊂设x 轴正方向为电场强度E ,粒子加速度α,速度v 的正方向㊂图5分别表示x 轴上各点的电场强度E ,粒子加速度α,速度v 和动能E k随x 的变化图像,其中可能正确的是( )㊂ A B C D图5分析:φ-x 图像的切线斜率表示电场强度,由φ-x 图像可知,O 点左侧㊁右侧均为匀强电场,电场强度大小相等,由顺着电场线电势逐渐减少可知,O 点左侧电场方向向左,O 点右侧电场方向向右㊂选项A ,在x =0的左侧,右侧为匀强电场,E 恒定,故选项A 错误㊂选项B ,在x =0的左侧,a 方向应为正值,在x =0的右侧,a 方向应为负值,故选项B 错误㊂选项C ,在x =0的左侧,粒子向右做匀加速直线运动,在x =0的右侧,粒子向右做匀减速直线运动,v -x 图像应为曲线,故选项C 错误㊂选项D ,E k -x 图像的切线斜率为合外力,此合外力为电场力,故选项D 正确㊂三㊁匀强电场的电场线特点:匀强电场的电场线为疏密均匀的平行直线,等势面为一系列与电场线垂直的平面㊂例3 证明没有这样的电场,电场线为疏密不均匀的平行直线㊂证明:如图6所示,在电场中构建一矩形85 基础物理 名师讲座 自主招生 2020年7 8月图6A B C D ,其中A B 长为d ,B C 长为L ,将一电荷量为+q 的点电荷沿矩形移动一周回到A 点,求电场力做功:粒子从A 移到B ,电场力做功W 1=0;粒子从B 移到C ,电场力做功W 2=E 1q ˑL ;粒子从C 移到D ,电场力做功W 3=0;粒子从D 移到A ,电场力做功W 4=-E 2q ˑL ㊂则电场力做的总功W =W 1+W 2+W 3+W 4=(E 1-E 2)q ˑL ,W <0㊂又根据粒子移动一周回到A 点,W =U q ,U =0,则W =0,结论矛盾,从而得证㊂四㊁匀强电场的产生两块相同㊁正对放置的平行金属板,若板间距离很小,当它们分别带有等量的正㊁负电荷时,板间的电场(除边缘附近)就是匀强电场㊂匀强电场由正㊁负极板的电荷共同激发㊂平行板电容器之间的匀强电场有如下两种:1.若平行板电容器电压U 确定:E =Ud(d 为两板间距)㊂2.若平行板电容器电荷量Q 确定:E =U d =Q C ㊃d =Q ㊃4πk d εS d =4πk QεS ㊂例4 两块平行金属板水平放置,带电图7情况如图7所示,其内部空间有两个悬浮着的小带电液滴A 和B ,以下办法可使液滴向上做加速运动的是( )㊂A.使两板靠近一些B .使两板左㊁右稍错开一些C .用导线将两板连接一下D .使A 和B 黏合在一起分析:最初两液滴受力平衡,满足m g =E q ㊂对于选项A ,两金属板电荷量Q 确定,E =4πk QεS ,E 与d 无关,大小不变,则两液滴依然受力平衡,选项A 错误㊂对于选项B ,两金属板电荷量确定,E =4πk Q εS ,由S 变小,则E 变大,E q >m g ,选项B 正确㊂对于选项C ,由E =4πk QεS ,由于Q 变小,则E 变小,则m g >E q ,选项C 错误㊂对于选项D ,由E q A =m A g ,E q B =m B g ,黏合后,E (q A +q B )=(m A +m B )g ,整体依然平衡,选项D 错误㊂五㊁匀强电场的三个规律1.匀强电场中,两点间的电势差等于电场强度与两点沿电场线方向距离的乘积,即U =E ㊃d ㊂2.匀强电场中,不与场强垂直的任意一条直线上,各点间的电势差之比等于对应各点间的线段长度之比㊂图8证明:如图8所示,C 为线段A B 上一点,设A B 与电场方向的夹角为θ,U A C =E ˑA C ㊃c o s θ,U C B =E ˑC B ㊃c o s θ,则U A C U C B =A CC B㊂3.匀强电场中,不与场强垂直的两条平行线段的两端点电势差之比等于线段长度之比㊂图9证明:如图9所示,平行线段A B ㊁C D 与电场方向的夹角设为θ,U A B =E ˑA B ㊃c o s θ,U C D =E ˑC D ㊃c o s θ,则U A B U C D =ABC D㊂ 图10例5 (2007年浙江)如图10所示,a ㊁b ㊁c ㊁d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在平面平行,已知a 点电势为20V ,b 点电势为24V ,d 点电势为4V ,由此可知c 点电势为( )㊂A.4V B .8V C .12V D .24V 分析:匀强电场中,a b 与c d 平行,则:U a bU d c =a b d c,所以φc =8V ㊂作者单位:湖南省武冈市第二中学95基础物理 名师讲座 自主招生 2020年7 8月。
高中物理电场知识点总结
高中物理电场知识点总结电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。
下面给大家分享一些关于高中物理电场知识点总结，希望对大家有所帮助。
1.两种电荷(1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.(2)电荷守恒定律2.库仑定律(1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.(2)适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线(1)电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.(2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.(3)电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷(或无穷远处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.(4)匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.(5)电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U: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WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA，一般常取绝对值，写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.(1)电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.(2)沿着电场线的方向，电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.(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较高的等势面指向电势较低的等势面.(3)画等势面(线)时，一般相邻两等势面(或线)间的电势差相等.这样，在等势面(线)密处场强大，等势面(线)疏处场强小.8.电场中的功能关系(1)电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算(此公式只适合于匀强电场中)，或由动能定理计算.(2)只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.(3)只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.(2)带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动(3)是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但不能忽略质量).②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.(4)带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极--′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
高中物理备课参考 电容器的电容
示．A、B 两板中心开孔，在 A 板的开孔上搁有一金属容器 P，与 A 板接触良好，其内盛有 导电液体．A 板通过闭合的电键 S 与电动势为 U0的电池的正极相连，B 板与电池的负极相 连并接地．容器 P 内的液体在底部小孔 O 处形成质量为 m，带电量为 q 的液滴后自由下落， 穿过 B 板的开孔 O'落在 D 板上，其电荷被 D 板吸附，液体随即蒸发，接着容器底部又形成 相同的液滴自由下落，如此继续．设整个装置放在真空中．
（4）D 板最终电势等于 A 板电荷全部到达 D 板时 D 板的电势．由于 h=d，B、D 间电 容量也是 C0，故 D 板最终电势 U 至多为 U0．
因为当 D 板电势为 U 时， A 板电势 UA=U0－U，到达 D 板液滴的动能为 Ek＝mg（h＋d）＋qU0－qU＞mg（h＋d）qU
式中 qm=aC0U0，是 q 的最大值，即第一个液滴的电量．因
（1）第 1 个液滴到达 D 板时的速度为多少？ （2）D 板最终可达到多高的电势？ （3）设液滴的电量是 A 板所带电量的 a 倍（a=0.02），A 板与 B 板构成的电容器的电 容为 C0=5×10-12F，U0=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．试计算 D 板最终的电势值．（g=10m／ s2） （4）如果电键 S 不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其 他条件与（3）相同．在这种情况下，D 板最终可达到电势值为多少？说明理由． 【解析】 液滴落下后，由电场力和重力共同对它做功，由此可算出它到达 D 板的速 度．液滴落下后，D 板上出现正电荷，在 DB 间形成一个方向向上的场强，将阻碍以后继续 下落的液滴，使 D 板的带电量有一限度，其电势也有一个最大值． 【答案】（1）设第一个液滴到达 D 板的速度为 v1，对液滴从离开小孔 O 到 D 板的全过 程由功能关系
电容器,偏转粒子在电场中偏转讲解
答案 C
解析显隐
返回目录
结束放映
规律方法
解电容器问题的常用技巧
(1)在电荷量保持不变的情况下,电场强度与板间的距 离无关.
(2)对平行板电容器的有关物理量 Q、E、U、C 进行 讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量， 在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，抓住 C＝
4επrkSd、Q＝CU 和 E＝Ud 进行判定即可.
返回目录
结束放映
3．平行板电容器 (1)影响因素：平行板电容器的电容与 正对面积 成正比， 与介质的 介电常数 成正比，与两板间的距离成反比．
(2)决定式：C＝4επrkSd，k为静电力常量．
返回目录
结束放映
带电粒子在匀强电场中的运动 (考纲要求 Ⅱ )
1.带电粒子在电场中的加速 带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将 做 加(减)速 运动．有两种分析方法： (1)用动力学观点分析：a＝qmE，E＝Ud ，v2－v02＝2ad. (2)用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功 等于物体动能的变化，qU＝12mv2－12mv20.
P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电
容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平
移d/3 ，则从P点开始下落的相同粒子将( )．
A．打到下极板上
B．在下极板处返回
C．在距上极板d/2处返回 D．在距上极板2d/5处返回
1.表明平行板电容器两端电压不变.
审 题
2. 电荷的整个下落过程中受几个力作 用？各力做功情况怎样？用哪个物理
请完成对应本典例的“跟踪短训”
返回目录
结束放映
热点3 带电粒子在匀强电场中的偏转问题
匀强电场产生条件
电场作为一种普遍存在的物理现象，其特性与产生的条件密切相关。
在众多电场类型中，匀强电场因其电场强度和方向在某一区域内恒定不变的特性而备受关注。
本文将对匀强电场的产生条件进行深入分析，旨在揭示其背后的物理原理和应用价值。
首先，匀强电场的产生要求场源分布均匀。
这是因为在匀强电场中，电场强度和方向是恒定的，这就要求场源电荷的分布必须是均匀的。
以两块靠近的平行金属板为例，当它们带有等量的正负电荷时，它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。
这是因为在这种情况下，金属板上的电荷分布是均匀的，从而导致了电场的均匀分布。
其次，等势面平行等间距也是匀强电场产生的必要条件。
在匀强电场中，等势面是相互平行且等间距的。
这些等势面与电场线垂直，提供了电场均匀性的直观表示。
等势面的存在意味着在电场中移动电荷时，电场力所做的功与路径无关，只与起始点和终点的位置有关。
这一特性使得匀强电场在电荷的加速、偏转和聚焦等方面具有广泛的应用。
此外，电场线平行等间距也是匀强电场的一个重要特征。
电场线是用来描述电场强度和方向的假想线，其疏密程度表示电场强度的相对大小。
在匀强电场中，电场线是平行且等间距的，这进一步证明了电场的均匀性。
电场线的平行等间距分布使得电荷在电场中的受力方向一致，大小相等，从而保证了电场的均匀性。
在分析匀强电场产生条件的同时，我们还需关注其在实际应用中的价值。
首先，匀强电场在电场偏转和聚焦方面有着广泛的应用。
在粒子加速器、电子显微镜和质谱仪等设备中，匀强电场被用来偏转和聚焦带电粒子，以实现对粒子的精确控制和测量。
其次，匀强电场在电容器、电场传感器和电场显示器等电子元器件中也有重要应用。
这些元件利用匀强电场的特性，实现了电荷的存储、测量和显示等功能。
在实际应用中，为了实现匀强电场，通常需要采取一些特定的措施。
例如，在电容器中，通常采用平行金属板作为电极，以保证电荷分布的均匀性。
此外，为了提高电场的均匀性，还可以采用特殊的电极形状、优化电极间距以及采用介电常数较高的介质等方法。
电场与电场强度的关系以及电容器
第八节 电容器 电容
一、电容器 • 整个装置具有储存电荷的功能
1、 构成：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成 一个电容器，能够贮藏电量和能量。 两个导体称为电容的两极。
2、 电容器的充放电 ①充电：使电容器两极带异号电荷的过程。
充电过程中其它形式的能转化为电能。
②放电：使电容器两极失去所带电荷(正负电荷中和)。 放电过程中电场能转化为其它形式的能
• 实验现象 c）固定两板位置不变，把电介质板插入，可观察到
• 电介质板进入过程中，静电计指针偏角变小。
• 说明：两极板间插入电介质 • 时比不插入电介质时电容大。
（4）平行板电容器电容的决定式
S
C
4 kd
其中ε为介电常数，k为静电力恒量 ，d为两极间距；S 为两极正对面积。
例题2：如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充 电后与静电计相连．要使静电计指针张角变大，下列措 施中可行的是将（ ） A．A板向上移动 B．B板向右移动 C．A、B之间充满电介质 D．使A板放走部分电荷
• 分析：电容器充电后与静电计相连，说明电容器两极板 上所带电量不变。
• 静电计指针张角变大，表示电容器两极板间电压变大。 • 根据电容定义式 CQ/U，Q不变，U变大，说明电容C变小。
• 根据平行板电容的决定式 Cs/4kd，
• 当A板向上移动时，S变小，C变小； • 当B板向右移动时，d变大，C变小。 • 若使A、B之间充满电介质则C变大，U变小； • 若使A板放走部分电荷则Q变小，U变小。
③单位：法拉（F） 1F1C／V 常用单位有微法（μF），皮法（pF） 1F106μF1012pF
例题1： 一个电容器所带电量为61011C，其两极板间 的电压为60V，求： （1）它的电容是多少？ （2）若使它的电量减少一半，它的电容是多少？ （3）若使它两极间的电压增加2V，应增加多少电量？
第3讲 匀强电场中电势差与电场强度的关系 电容器
深化拓展 栏目索引
把充入电容器的总电荷量q分成许多小等份,每一等份的电荷量为Δq,表 示在某个很短的时间内电容器极板上增加的电荷量,在这段时间内,可 认为电容器两端的电压为UC,此时电源运送电荷做功为ΔWC=UCΔq 即为这段时间内电容器所储存的能量增加的数值。 当充电结束时,电容器两极板间的电压达到稳定值UC,此时,电容器所储 存的电场能量应为整个充电过程中电源运送电荷所做的功之和,即把图
深化拓展 栏目索引
2-2 一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关S,电容器充电后, 悬线与竖直方向夹角为φ,如图所示。下列方法中能使夹角φ减小的是 ( C ) A.保持开关闭合,使两极板靠近一些 B.保持开关闭合,使滑动变阻器滑片向右移动 C.保持开关闭合,使两极板远离一些 D.打开开关,使两极板靠近一些
4 kd
(3)用定义式C= Q 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。
U
(4)用E= U 分析电容器极板间电场强度的变化。
d
深化拓展 栏目索引
2-1 (2018北京理综,19,6分)研究与平行板电容器电容有关因素的实验 装置如图所示。下列说法正确的是 ( )
深化拓展 栏目索引
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电 B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大 D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
知识梳理 栏目索引
3.电容器的电容 (1)定义:电容器所带的② 电荷量 与电容器两极板间的 ③ 电势差 的比值。 (2)意义:表示电容器④ 容纳电荷本领 的物理量。
(3)定义式:C= Q 。
U
(4)单位:法拉(F)、微法(μF)和皮法(pF) 1 μF=10-6 F 1 pF=10-12 F
电场知识点
电场部分知识点总结1电场：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
能对电荷产生力的作用。
2电场力：F qE =受力方向根据电荷的正负去判断。
3点电荷：形状和大小可以看做是质点的带电物体。
4场源电荷：产生电场的电荷叫做场源电荷。
5电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷q 的比值，叫做改点的电场强度。
F E q =， 使用所有的电场。
单位有/,/N C V m ，电场强度是矢量，方向沿正电荷的受力方向。
在空间中的每一点的大小方向都是唯一的确定。
2kQ E r =，适用于点电荷所产生的电场。
U E d=适用于匀强电场。
6匀强电场：匀强电场场强大小相等，方向相同，常见的匀强电场有两极板之间所形成的电场，如电容器。
7电场线：从正电荷出发终止于负电荷，电场线不闭合。
电场线的任一点的切线方向都跟该点电场强度方向一致。
电场线密的地方场强越大，电场线疏的地方场强弱。
电场线不相交。
8电势：定义：电荷在电场中某一点所具有的电势能与他的电荷量的比值叫做这一点的电势。
根据=PE qϕ来计算。
电势是标量，反应了单位电荷所具有的能量。
若规定无穷远处电势为零，则正电荷形成的电场中，电势处处为正；负电荷所形成的电场中电势处处为负。
电势沿电场线的方向逐渐降低，并且沿电场线的方向降低的最快。
9电势差：电场中两点间的电势差值叫做电势差，也叫做电压。
AB A B U ϕϕ=-,BA B A U ϕϕ=-10等势面:电场中电势相等的点组成的面叫做等势面。
等势面一定与电场线垂直，也就是与场强的方向垂直；电荷在同一等势面上移动电场力不做功。
等势面越密的地方电场强度越大。
11电势能：类似于重力势能12场的叠加：即场强的叠加，场强的叠加与力的叠加相同。
13静电平衡：定义放在电场中的导体由于电场的作用自由电荷不再移动，达到静电平衡。
静电平衡的导体内部场强处处为零；电荷只分布在导体的外表面上，在导体的表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
匀强电场的电场线
匀强电场的电场线电场线是描述电场分布情况的一种图示方法，通过画出电场线可以很直观地了解电场的方向、大小和形状等信息。
本文将主要介绍匀强电场的电场线的特征和应用。
第一部分：匀强电场的基本概念匀强电场是指在一定空间范围内，电场方向和大小都是恒定的电场。
比如说在两个平行的金属板之间印上相等电荷，这两个金属板之间就会形成一个匀强电场。
电场线是从正电荷到负电荷的方向，与电场的方向相反。
在匀强电场中，电场线是平行并且等距的直线。
第二部分：匀强电场的电场线特征匀强电场的电场线特点非常明显，首先电场线是平行的，并且间距相等，这种形状的电场线十分简单直观，并且容易描述和计算。
其次，在匀强电场中，电荷粒子（如电子）受到的力也是匀强的，这意味着物体在匀强电场中的运动是线性的。
这也可以依据电场线来进行简单的预测和分析。
第三部分：匀强电场的电场线应用匀强电场的电场线应用非常广泛，其中最常见的应用就是电容器。
电容器是一种电子学元件，由至少两个导体板和介质组成，它们构成了一个电场区域。
电容器的容量可以通过电场线来计算，通常将电容器中的电场线画出来，以便更好地理解容量计算中的演算。
此外，电子束管和电场分选器等也都是基于匀强电场原理实现的。
第四部分：匀强电场的电场线实验在教学和科研方面，实验是很重要的。
如何使学生更直观地了解匀强电场的特征是非常重要的。
对于匀强电场的电场线实验，通常是通过在平面导体中印上不同大小的点电荷或用电极板对极板，并通过静电电平衡法进行实验探究和计算。
总结：匀强电场的电场线具有平行、等距和简单明了的特点，可以用于电容器、电子束管等基础电子学和物理学领域中，同时也是教学中非常重要的实验项目。
学习匀强电场的电场线会帮助学生更好地理解物理学中一些基本概念，同时也会对电子学领域的应用有所帮助。
第10章静电场中的能量(单元知识清单)高二物理(人教版2019)
第10章必备知识清单§1电势能和电势1、在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。
计算式：W电＝qEd，其中d为带电体在沿电场方向的位移。
2、电势能（符号E P）：电荷在电场中具有的势能，是标量3、静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即W AB=−∆E p=−(E pB−E pA)=E pA−E pB。
●当W AB＞0，则E pA＞E pB，表明电场力做正功，电势能减小；●当W AB＜0，则E pA＜E pB，表明电场力做负功，电势能增加。
4、电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关。
通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。
5、电势能具有系统性，为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。
●电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能面时静电力所做的功。
●选择不同的零势能面，对于同一个带电体在同一点来说电势能大小是不相同的。
6、电势（符号 φ）：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。
●定义式：φ=E pq●单位：伏特（V），1V＝1J/C。
●电势是标量，有正负，负电势表示该处的电势比零电势低。
7、电势具有相对性，确定某点的电势，应先规定电场中某处电势为零，通常取大地或无穷远处的电势为零。
8、沿电场线方向，电势降低最快。
判断电势高低的基本方法：①沿电场线方向，电势越来越低。
②正电荷在电势能大的地方电势高，负电荷相反。
③静电力对正电荷做正功，则电势降低。
④离带正电的场源电荷越近的点，电势越高。
9、在等量异种点电荷的电场中，①沿点电荷的连线由正电荷到负电荷，电势逐渐降低。
②两点电荷连线中垂线上，电势均相等（若取无穷远处电势为0，则中垂线上电势处处为0）。
10、在等量同种正点电荷的电场中，①两电荷连线上，由正电荷到连线中点O电势逐渐降低，且关于O点对称。
②两电荷连线中垂线上，由中点O向两侧电势到无限远电势逐渐降低，且关于O点对称。
高考物理电势差 带电粒子在匀强电场中的运动辅导讲义
高考物理电势差、带电粒子在匀强电场中的运动辅导讲义二、课堂导入三、本章知识点讲解电势差1。
定义:电场中两点间电势的差值叫做电势差,也叫电压、2。
公式:ＵAB=φA－φB,U BＡ=φＢ－φA,UＡＢ=—U BA、3、单位:伏特,符号是V。
4、理解电势差的注意事项(1)电势差是表示电场能的性质的物理量,只由电场本身的性质决定。
电场中电势是相对的,而电势差是绝对的,与零电势的选取无关;(2)讲到电势差时,必须明确所指的是哪两点的电势差。
A、Ｂ间的电势差记为UAB,而Ｂ、A间的电势差记为UBA,且UAＢ=-UBA;(3)电势差是标量,但电势差有正、负之分,且电势差的正、负表示电场中两点电势的高低,如ＵＡＢ＝-6 Ｖ,表示Ａ点的电势比B点的电势低6Ｖ、电势能够和高度类比,电势差能够和高度差类比、注意体会类比法的运用、５、电势差与电势的区别和联系电势差等于两点的电势之差,反过来,某点电势也可看成该点与零电势点的电势差,φA=ＵAO,φＯ=0、电势差与静电力做功的关系１、推导:电荷q从电场中A点移到B点,由静电力做功与电势能变化的关系可得W AB=E pＡ-EｐB,由电势能与电势的关系φ=错误!未定义书签。
可得E p A＝qφA,ＥpＢ=ｑφB、因此W AB＝q(φA-φB)=qＵAB,因此有U AB＝错误!未定义书签。
、即电场中Ａ、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷q的比值。
２、U AB＝错误!未定义书签。
的三点说明(1)电势差U AB与q、ＷＡＢ及移动电荷的路径均无关,仅与电场中Ａ、B的位置有关,故电势差反映了电场本身的性质、不能认为U AB与ＷAＢ成正比,与ｑ成反比,但能够利用W AB、ｑ来测量A、Ｂ两点间的电势差ＵAB、(２)ＵAB＝错误!未定义书签。
中,W AB为q从初位置A移动到末位置B的过程中静电力做的功,ＷＡＢ估计为正值,也估计为负值;ｑ为电荷所带电荷量,正电荷取正值,负电荷取负值、在计算ＵAB时,ＷAB和q的正负可直截了当代入。
物理电学知识点总结
一、电场基本规律2、库仑定律（1）定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）表达式：k=9.0×109N?m2/C2——静电力常量（3）适用条件：真空中静止的点电荷。
1、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
（1）三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。
（2）元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C ——密立根测得e的值。
二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。
2、电势φ（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。
（2）定义式：φ——单位：伏（V）——带正负号计算（3）特点：○1电势具有相对性，相对参考点而言。
但电势之差与参考点的选择无关。
○2电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。
○3电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。
○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。
（4）电势高低的判断方法○1根据电场线判断：沿着电场线电势降低。
φA>φB○2根据电势能判断：正电荷：电势能大，电势高；电势能小，电势低。
负电荷：电势能大，电势低；电势能小，电势高。
结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。
3、电势能Ep（1）定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。
电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
（2）定义式：——带正负号计算（3）特点：○1电势能具有相对性，相对零势能面而言，通常选大地或无穷远处为零势能面。
○2电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。
匀强电场的条件
**匀强电场的条件**在电场理论中，匀强电场是一种非常特殊且重要的电场类型。
匀强电场，顾名思义，是一种场强大小和方向处处相同的电场。
为了更深入地理解这一概念，我们需要探讨匀强电场形成的条件及其主要特点。
一、**匀强电场的条件**1. **场源分布均匀**：匀强电场的产生通常要求场源电荷分布均匀。
例如，无限大的平行金属板在它们之间产生的电场可以近似看作是匀强的，因为金属板上的电荷分布是均匀的。
2. **等势面平行等间距**：在匀强电场中，等势面是相互平行且等间距的。
这些等势面与电场线垂直，提供了电场均匀性的直观表示。
3. **电场线平行等间距**：电场线是描述电场分布的重要工具。
在匀强电场中，电场线是相互平行且等间距的直线，这反映了电场强度和方向的均匀性。
二、**主要特点**1. **场强恒定**：匀强电场的最显著特点是其场强大小和方向在整个空间区域内保持不变。
这意味着无论测试电荷置于电场中的哪个位置，它受到的电场力都是恒定且方向一致的。
2. **势能与电势差**：在匀强电场中，两点间的电势差与这两点沿电场线方向的距离成正比。
这意味着沿任意路径移动电荷时，电场力所做的功仅取决于电荷的初末位置。
3. **实际应用**：匀强电场的概念在物理学和工程学中有广泛应用。
例如，在粒子加速器、电泳和电容器等设备中，匀强电场发挥着关键作用。
总结来说，匀强电场是一种理想化的电场模型，其特点是场强大小和方向处处相同。
要形成匀强电场，通常需要场源电荷分布均匀、等势面平行等间距以及电场线平行等间距等条件。
这些特点使得匀强电场成为理解更复杂电场行为的重要基础。
匀强电场场强公式
匀强电场场强公式
匀强电场场强公式是物理学中的重要概念，用来描述电场的强度。
在这篇文章中，我将以人类的视角向你介绍匀强电场场强公式及其应用。
匀强电场场强公式是指在一个均匀的电场中，电场的强度是恒定的。
这个公式可以用来计算电场的强度，即电场对单位正电荷的力。
在我们日常生活中，匀强电场的应用非常广泛。
比如，在电子设备中，我们常常需要利用电场来驱动电子的流动，从而实现电子器件的正常工作。
匀强电场场强公式可以帮助我们计算出所需的电场强度，从而保证电子器件的正常运转。
除了电子设备，匀强电场还有其他许多应用。
比如，在医学领域，我们可以利用电场来治疗某些疾病。
通过施加特定的电场强度和方向，可以改变细胞的代谢和运动，从而促进治疗效果。
匀强电场还在科学研究中发挥着重要作用。
科学家们可以通过改变电场的强度和方向，来探索物质的性质和反应。
通过研究电场对物质的影响，我们可以更深入地了解物质的本质和规律。
匀强电场场强公式是物理学中的重要工具，它可以帮助我们计算电场的强度，并在各个领域中得到广泛应用。
通过深入研究和理解匀强电场场强公式，我们可以更好地利用电场的力量，推动科学的进步和社会的发展。
希望通过本文的介绍，你对匀强电场场强公式有
了更深入的理解和认识。
电容器的能量和静电场的能量
σ = σ0
E0
εr
εr
d
U = Ed =
E0
εr
U0 d=
K
εr
U0
6
4.电位移矢量 真空时 D0 = σ 0 . 插入介质后
由于 D = σ0 ，断开电源后 σ0 不 也不变。 变，D 也不变。 5.电容 . 由于电容器电容与电量无关， 由于电容器电容与电量无关，与介 质有关， 质有关，充满介质时 C = ε rC0
存在的空间有关，电场携带了能量。 存在的空间有关，电场携带了能量。
4
2
•电容器所具有的能量还与极板间体积成正比，于是可 电容器所具有的能量还与极板间体积成正比， 电容器所具有的能量还与极板间体积成正比 定义能量的体密度， 定义能量的体密度，它虽然是从电容器间有均匀场而 来但有其普遍性。 来但有其普遍性。
Q2 1 2 所以储存在电容器中的能量为： 所以储存在电容器中的能量为： e = = CU W 2C 2
两种观点： 两种观点： 电荷是能量的携带者。 电荷是能量的携带者。 电场是能量的携带者—近距观点。 电场是能量的携带者 近距观点。 近距观点 这在静电场中难以有令人信服的理由， 这在静电场中难以有令人信服的理由，在电磁波的传播 如通讯工程中能充分说明场才是能量的携带者。 中，如通讯工程中能充分说明场才是能量的携带者。 3
2
2 ε
1D 1 1 2 V体 结果讨论： 结果讨论：∴We = εE V体 = EDV体 = 2 ε 2 2 v v v 有关， 电容器所具有的能量与极板间电场 v •电容器所具有的能量与极板间电场 E 和 D 有关，E 和 是极板间每一点电场大小的物理量， D是极板间每一点电场大小的物理量，所以能量与电场
D = ε 0ε r E= ε 0ε r = ε 0 E0 εr = σ 0 = D0
高中物理电场知识点
高中物理电场知识点高中物理电场知识一、三种产生电荷的方式：1、摩擦起电： 1正点荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷; 2负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;3实质：电子从一物体转移到另一物体;2、接触起电： 1实质：电荷从一物体移到另一物体;2两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;3、电荷的中和：等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和;3、感应起电：把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;1电荷的基本性质：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引; 2实质：使导体的电荷从一部分移到另一部分;3感应起电时,导体离电荷近的一端带异种电荷,远端带同种电荷;4、电荷的基本性质：能吸引轻小物体;二、电荷守恒定律：电荷既不能被创生,亦不能被消失,它只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变;三、元电荷：一个电子所带的电荷叫元电荷,用e表示; 1、e=×10-19c; 2、一个质子所带电荷亦等于元电荷; 3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍;四、库仑定律：真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上;电荷间的这种力叫库仑力, 1、计算公式：F=kQ1Q2/r2 k=×kg2 2、库仑定律只适用于点电荷电荷的体积可以忽略不计 3、库仑力不是万有引力;五、电场：电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质; 1、只要有电荷存在,在电荷周围就一定存在电场; 2、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷静止、运动有力的作用;这种力叫电场力;3、电场、磁场、重力场都是一种物质六、电场强度：放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度; 1、定义式：E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷;2、电场强度是矢量,电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向与负电荷所受电场力的方向相反 3、该公式适用于一切电场; 4、点电荷的电场强度公式：E=kQ/r2七、电场的叠加：在空间若有几个点电荷同时存在,则空间某点的电场强度,为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和;解题方法：分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段,用平行四边形定则求出合场强;八、电场线：电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线; 1、电场线不是客观存在的线; 2、电场线的形状：电场线起于正电荷终于负电荷;G:\用锯木屑观测电场线.DAT 1只有一个正电荷：电场线起于正电荷终于无穷远;2只有一个负电荷：起于无穷远,终于负电荷; 3既有正电荷又有负电荷：起于正电荷终于负电荷; 3、电场线的作用： 1、表示电场的强弱：电场线密则电场强电场强度大;电场线疏则电场弱电场强度小; 2、表示电场强度的方向：电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向; 4、电场线的特点： 1、电场线不是封闭曲线; 2、同一电场中的电场线不向交;九、匀强电场：电场强度的大小、方向处处相同的电场;匀强电场的电场线平行、且分布均匀; 1、匀强电场的电场线是一簇等间距的平行线;2、平行板电容器间的电是匀强电场;场十、电势差：电荷在电场中由一点移到另一点时,电场力所作的功WAB与电荷量q的比值叫电势差,又名电压; 1、定义式：UAB=WAB/q; 2、电场力作的功与路径无关;3、电势差又命电压,国际单位是伏特;十一、电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点零势点时电场力作的功; 1、电势具有相对性,和零势面的选择有关;2、电势是标量,单位是伏特V; 3、电势差和电势间的关系：UAB= φA -φB;4、电势沿电场线的方向降低;时,电场力要作功,则两点电势差不为零,就不是等势面; 4、相同电荷在同一等势面的任意位置,电势能相同;原因：电荷从一点移到另一点时,电场力不作功,所以电势能不变;5、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方; 6、等势面的画法：相临等势面间的距离相等;十二、电场强度和电势差间的关系：在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积; 1、数学表达式：U=Ed; 2、该公式的使适用条件是,仅仅适用于匀强电场; 3、d是两等势面间的垂直距离;十三、电容器：储存电荷电场能的装置; 1、结构：由两个彼此绝缘的金属导体组成; 2、最常见的电容器：平行板电容器;十四、电容：电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值;用"C"来表示; 1、定义式：C=Q/U; 2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量; 3、国际单位：法拉简称：法,用F表示 4、电容器的电容是电容器的属性,与Q、U无关;十五、平行板电容器的决定式：C=εs/4πkd;其中d为两极板间的垂直距离,又称板间距;k是静电力常数,k=×10 c2;ε是电介质的介电常数,空气的介电常数最小;s表示两极板间的正对面积; 1、电容器的两极板与电源相连时,两板间的电势差不变,等于电源的电压; 2、当电容器未与电路相连通时电容器两板所带电荷量不变;十六、带电粒子的加速： 1、条件：带电粒子运动方向和场强方向垂直,忽略重力; 2、原理：动能定理：电场力做的功等于动能的变化：W=Uq=1/2mvt2-1/2mv02; 3、推论：当初速度为零时,Uq=1/2mvt2; 4、使带电粒子速度变大的电场又名加速电场;。
最新高中物理复习——电容器问题的动态分析
例3．平行金属板A、B组成的电容器，充电后与
静电计相连.要使静电计指针张角变大 ，下列
措施中可行的是：（ A B ）
A.将A板向上移动
例3．两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的 电压加倍， 而板间的电场强度减半，可采用的办法有：
A.两板的电量加倍，而距离变为原来的4倍 （ C ）
B.两板的电量加倍，而距离变为原来的2倍 C.两板的电量减半，而距离变为原来的4倍 D.两板的电量减半，而距离变为原来的2倍
U ' 2U
E' 1 E
极相接，两板相距d，电源电压为U，电容器电容
为C。将电键K闭合 ，将A板向上移，使A、B板间
·· 的距离为2d，通过电源的电量为多大？ S
解析：过程一:电源给电容器 A
充电,电容器所带电量即通过
电源的电量为 Q CU
B
C S
d' 2d 4kd
ε、S不变
C' 1 C 2
CQ U
U不变
Q' 1 Q 2
解析： C S
CQ
·P
4kd
U
d减小 ε、S不变 C变大 Q不变 U减小
电容器充电后与电源断开，电量不变，根据匀强电场场强的决 定式可知，场强E不变。场强E不变，P点到下极板间的距离不变， P点与零势面的电势差不变, 把点电荷从P点移到零势面电场力 所做的功不变,故点电荷在P点的电势能EP不变．
第一类问题:Q不变，E与d无关。
过程二:电容器放电过程中通过电源的电量为CU/2
匀强电场电势能公式
匀强电场电势能公式在物理世界中，电场与电势能的作用以其普遍性和独特性而引人注目。
特别是匀强电场，它是一种电场强度各处相等、方向不变的电场。
这种电场在许多实际应用中扮演着重要角色，如电子在匀强电场中的运动、电容器的充电放电过程等。
本文将围绕匀强电场中的电势能计算这一主题进行探讨。
首先，我们需要了解电势能的基本概念。
电势能是指电荷在电场中由于电场力作用而具有的能量，其大小取决于电荷量和电场强度。
在匀强电场中，电场强度是常数，因此电势能只与电荷量和位置有关。
我们可以用以下公式计算匀强电场中任意一点电荷的电势能：电势能 = 电荷量×电场强度×距离其中，电荷量是电荷的电量，电场强度是匀强电场的强度，距离是电荷到参考点的距离。
需要注意的是，这个公式中的距离是指电荷到参考点的直线距离，而不是曲线距离。
在实际应用中，我们常常需要对多个电荷的电势能进行计算。
在匀强电场中，多个电荷的电势能是各自电势能的和，即：电势能 = 电荷量1 ×电场强度×距离1 + 电荷量2 ×电场强度×距离2+ ...在计算匀强电场中的电势能时，还需要注意一些特殊情况。
例如，当电荷在电场中移动时，其电势能会发生变化。
如果电荷远离了匀强电场的源电荷，其电势能会减小；如果电荷靠近了源电荷，其电势能会增大。
此外，在计算电势能时还需要注意单位的统一，以免出现误差。
总之，匀强电场中的电势能计算是一个重要的物理问题，其在许多实际应用中都有广泛的应用。
通过本文的介绍，我们可以了解到匀强电场中电势能的计算方法，以及一些需要注意的特殊情况。
希望这些内容能够帮助读者更好地理解匀强电场中的电势能问题。
电学公式里那些需要带入正负电荷符号计算哪些不需要
电学公式里那些需要带入正负电荷符号计算哪些不需要。
哪些符号表示大小哪些表示方向。
解：一般来说符号的正负并不代表大小，而通常是表示方向的，结果为正则与选定的正方向相同，结果为负时则表示与选定的正方向相反。
具体如下：电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝这个公式可以代符号，也可以不代，代符号时结果是正的表示斥力，负号表示引力3.电场强度：E＝F/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝这个公式不需要代符号4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝这个公式不需要代符号5.匀强电场的场强E＝UAB/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝这个公式不需要代符号6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝这个公式要代符号，代符号时结果是正的表示力的方向与电场方向相同，负号表示力方向与电场方向相反7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q这个公式要代符号8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝这个公式可以代符号，也可以不代，代符号时结果是正的表示电场力做正功，负号表示电场力做负功9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝这个公式要代符号10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝这个公式要代符号11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)这个公式要代符号12.电容C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝这个公式不需要代符号13.平行板电容器的电容C＝εS/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）这个公式不需要代符号14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，这个公式一般不需要代符号15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；（3）常见电场的电场线分布要求熟记(4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；(6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；(7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面恒定电流1.电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝2.欧姆定律：I＝U/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3+ ….. 1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+…….电流关系I串＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3+ ……….电压关系U串＝U1+U2+U3+…….. U并＝U1＝U2＝U3功率分配P串＝P1+P2+P3+ ……P并＝P1+P2+P3+……..这部分内容的公式一般不需要代符号磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位:(T),1T＝1N/A•m2.安培力F＝BIL；(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝这部分内容的公式一般不需要代符号十三、电磁感应1.[感应电动势的大小计算公式]1) （普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，:磁通量的变化率｝2) （导体垂直切割磁感线运动) ｛L:有效长度(m)｝3) （交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝4) 导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位:(T),1T＝1N/A•m2.安培力F＝BIL；(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m/s)｝这部分内容的公式一般不需要代符号交变电流（正弦式交变电流）1.电压瞬时值e＝Emsinωt 电流瞬时值i＝Imsinωt；(ω＝2πf)2.电动势峰值Em＝nBSω＝2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im＝Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值：4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2＝n1/n2；I1/I2＝n2/n1；P入＝P出这部分内容的公式一般不需要代符号电磁振荡和电磁波1.LC振荡电路；f＝1/T ｛f:频率(Hz)，T:周期(s)，L:电感量(H)，C:电容量(F)｝2.电磁波在真空中传播的速度c＝3.00×108m/s，λ＝c/f ｛λ:电磁波的波长(m)，f:电磁波频率｝这部分内容的公式一般不需要代符号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.两种不同变化 电容器和电源连接如图，改变板间距离、改变正 对面积或改变板间电解质材料，都会改变其电容， 从而可能引起电容器两板间电场的变化。这里一 定要分清两种常见的变化： ⑴电键K保持闭合，则电容器两端的电压恒定 （等于电源电动势），这种情况下带 S S U 1 电量Q CU C，而C ，E 4kd d d d
解:
1 2 qU1 mV0 2
2
mV0 2qU1 eU 2 L U2L tan 2 2dU1 mdV0
例6. 三个等质量，分别带正电、负电和不带电的小球 ，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板 间，三小球分别落在图中A、B、C三点，则[ A ] A．A带正电、B不带电、C带负电 B．三小球在电场中运动时间相等 C．三小球到达下板时的动能关系是EkA ＞EkB＞ EkC D．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aC 注意：小球、油滴、微粒 P 等要考虑重力，而电子、 质子等不要考虑重力。 C B A
测定 压力F 的电 容式 传感 器
测定 位移x 的电 容式 传感 器
测定 液面 高度h 的电 容式 传感
图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪 器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极， 中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管 （塑料或橡皮）作为电介质，电容器的两个电极分别用导 线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电 容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法 中正确的是（ ） A．如果指示器显示出电容增大了， 则两电极正对面积增大，必液面升高 B．如果指示器显示电容减小了， 则两电极正对面积增大，必液面升高 C．如果指示器显示出电容增大了， 则两电极正对面积减小，液面必降低 D．如果指示器显示出电容减小了， 则两电极正对面积增大，液面必降低
练习： （2005年北京）真空中存在空间范围 足够大的，水平向右的匀强电场。在电场中， 若将一个质量为m，带正电的小球由静止释放， 运动中小球的速度与竖直方向夹角为370，现 将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛 出。求运动过程中（取sin 370 =0.6，cos 370 =0.8） （1）小球受到电场力的大小及方向 （2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量
2 2
相关问题：“能力提升训练”5 3）带电粒子在电场中的偏转 处理方法：类平抛
题型2 带电粒子在电场中的平衡问题
有三根长度皆为l=0 . 30m 的不可伸长的绝缘轻线，其 中两根的一端固定在天花板的 O 点，另一端分别拴有 质量皆为 m = 1 . 0×10－2kg 的带电小球A和B，它们 的电荷量分别为－q 和＋q, q = 1.0×10－6 C ．A、 B 之间用第三根线连接起来，空间中存在大小为 E = 2 . 0× 10 5 N / C 的匀强电场，电场强度的方向水平向 右．平衡时A、B球的位置如图所示．已知静电力恒量 k=9×109 N ·m 2/C2 , 重力加速度g=10m / s2 . （1）求 连接A、 B 的轻线的拉力大小？（2）若将 O 、 B 间 的线烧断，由于有空气阻力， A 、 B 球最后会达到新 的平衡状态，请定性画出 此时A、B 两球所在的位置 和其余两根线所处的方向． （不要求写出计算过程， 只按画出的图评分）
第六章
第4单元
电场
电容器与匀强电场
第一轮复习
一、电容器、电容 导体——极板 1、电容器 ⑴构成：两个导体夹一个绝缘体 绝缘体——电介质
⑵ 充 、 放 电 充电——使电容器带上电荷的过程
两板间的电场中贮存有电场能 放电——使电容器失去电荷的过程
电场能转化为其它形式的能
⑶常用电容器 聚笨乙烯电容器符号 固定电容器
带电粒子在电场中的加速
如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间 加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电 粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极 板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？ 带电粒子在电场力的作用下，电场力所的功 W=qU，设带电粒子到达负极板时的速度为V 由动能定理 1/2mv2=qU
解：（1）取B球为研究对象，B球受到重力mg， 电场力qE、静电力F、AB间绳子的拉力T1 和OB 间绳子的拉力T2共5个力的作用，处于平衡状态。 受力情况如图。(2 分） A、B间的静电力F= =0.1N (2 分） 在竖直方向上T2sin60°＝mg (2 分）在水平方向 上：qE=F+T1+T2cos60°(2 分） 代入数据解得T1=0.042N (2 分） （2）将O、B间的线烧断后，A、B球最后的平衡 状态如图示(4 分）
带电粒子在电场中的运动： 1、思路：动力学的问题，比上阶段多了电场力的 作用。 2、带电粒子的重力是否忽略： 3、带电粒子在电场中的运动 1）平衡：即粒子处于静止或匀速直线运动状态 处理方法：受力分析，合外力为零 2）带电粒子在电场中的加速运动 处理方法：动能定理：Uq 1 mv 22 1 mv12
V
2qU m
qE
上式是从匀强电场的情况得出的， 但是同样适用非匀强电场的情况
返回
带电粒子在电场中的偏转
二.带电粒子的偏转 如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’， 板间距离为d．在两板间加以电压U，两板间的匀强电 场的场强为E=U/d．现有一电荷量为q的带电粒子以水 平速度v0射入电场中. 带电粒子在初速度方向做匀速运动 L=V0t t=L/ V0 带电粒子在电场力方向做匀加速运动
例：一个带负电的小球，质量为M、电荷量为q。在 一个如图所示的平行板电容器的右侧板边被竖直上抛， 最后落在电容器左侧边同一高度处，若电容器极板是 竖直放置，两板间距离为d，板间电压为U，求电荷 能达到的最大高度及抛出时的初速度（小球运动过程 未离开两极板间的区域）。 V
0
小结：等效法（一个曲线运动等效于两个直 线运动） 或者正交分解法处理带电粒子的复杂运动 1、特点：带电粒子在匀强电场中受到恒定 的电场力和恒定重力 2、处理方法：将复杂运动分解为两个互相 正交的比较简单的直线运动（一个曲线运动 等效于两个直线运动） 3、优点：将非理想模型转化为理想模型 将复杂问题变为简单问题
空气的=1，最小。
+
E
-
如图电容器C两板间有一负电荷q静止，使q向 上运动的措施是( ) A.两板间距离增大 B.两板间距离减少
C.两板相对面积减小 D.两板相对面积增大
K
【解析】对平行板电容器，由
E=U/d=Q/(dC),C∝S/d，E∝Q/(S).
式中Q/S就是极板上单位面积的带电量(电荷密度). 令=Q/S,于是得E∝所以电容器两板间的场强大小， 完全取决于极板上电荷分布的密度.极板上电荷的 密度越大，两板间电场线的分布越密集，板间场 强越大， 请思考在K 断开时如何达到该目的。 开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向 上运动，则要增大电场力，即要使场强E增大.由 于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极 板间的电压不变，所以，当d减小时，由E=U/d可 知E增大，故选B.
2
2
1992年高考 、 如图,电子在电势差为U1的加速电场中 由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板 间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中, 重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述 四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是 ( B ) (A)U1变大、U2变大(B)U1变小、U2变大 (C)U1变大、U2变小(D)U1变小、U2变小
2
对于不同的带电粒子 （1）若以相同的速度射入，则y∝q/m （2）若以相同的动能射入，则y∝q (3）若以相同的动量射入，则y∝qm （4）若经相同电压U0加速后射入，则 y与 q m无关,随加速电 qUL UL y 压的增大而减小，随偏 2 4dU 0 转电压的增大而增大。 电容器带电 量Q恒定，这种情况下
K
s d 1 C ,U , E d s s
03年江苏高考5 5．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置， 构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接 通开关K，电源即给电容器充电. （ B C ） A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间 电场的电场强度减小 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板 上的电量增大 C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电 势差减小 D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间 K R 的电势差增大
电 解 电 符号 容 器
符号
可变电容器
2、电容（C） ⑴、定义： 电容器所带电荷量Q与电容器两板间的电势差U 的比值 电容器一极板所带电 Q ⑵、表达式： C 量的绝对值 U ⑶意义：表征电容器容纳电荷本领的大小； 由电容器本身结构决定。 ⑷单位：法拉（F），常用微法（μF）、皮法（pF) 1F=106 μF=1012 pF ⑸额定电压与击穿电压 击穿电压: 加在电容器两端的极限电压，超过此电压电介质将被击穿 额定电压: 电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压低
F qE
a qE / m
2
带电粒子通过电场的侧移
1 2 1 qU L y at 2 2 2 md V0
偏向角φ
at qUL 2y tan 2 V0 V0 L mdV0 Vy
对偏移公式的讨论
1 2 1 qU L y at 2 2 2 md V0
⑹平行板电容器的电容 ε为电介质的介电常数 影响电 s s为两极板的正对面积 容大小 C 4kd 的因素 d为两极板间距 3、电容式传感器
测定角度 θ的电容 式传感器
测定液面 高度h的 电容式传 感器
测定压力 F的电容 式传感器
测定位移 x的电容 式传感器
3、电容式传感器
测定 角度 θ的 电容 式传 感器
+