静电场知识点总结
高中物理:静电场知识点归纳
高中物理:静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6×10-19C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。
(2) 点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷。
2. 静电场(1) 定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2) 基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
3. 电荷守恒定律(1) 内容: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。
(2) 起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3) 带电实质:物体带电的实质是得失电子。
二、库仑定律1. 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,与它们的距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2. 表达式:,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫静电力常量。
3. 适用条件:真空中的点电荷。
三、电场强度、点电荷的场强1. 定义:放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
2. 定义式:3. 点电荷的电场强度:真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度:4. 方向:规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5. 电场强度的叠加:电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,遵从平行四边形定则。
四、电场线1. 定义:为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致,曲线的疏密表示电场的强弱。
2. 特点①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.②电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹.③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏.五、匀强电场电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线.六、电势能、电势1. 电势能(1) 电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关。
大学物理静电场知识点总结
大学物理静电场知识点总结1. 电荷的根本特征:〔1〕分类:正电荷〔同质子所带电荷〕,负电荷〔同电子所带电荷〕〔2〕量子化特性〔3〕是相对论性不变量〔4〕微观粒子所带电荷总是存在一种对称性2.电荷守恒定律:一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生什么变化,整个系统的电荷总量必定保持不变。
3.点电荷:点电荷是一个宏观*围的理想模型,在可忽略带电体自身的线度时才成立。
4.库仑定律:表示了两个电荷之间的静电相互作用,是电磁学的根本定律之一,是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律121212301214q q F r r πε= 5.电场强度:是描述电场状况的最根本的物理量之一,反映了电场的基0F E q =6.电场强度的计算:〔1〕单个点电荷产生的电场强度,可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得〔2〕带电体产生的电场强度,可以根据电场的叠加原理来求解〔3〕具有一定对称性的带电体所产生的电场强度,可以根据高斯定理来求解〔4〕根据电荷的分布求电势,然后通过电势与电场强度的关系求得电场强度7.电场线:是一些虚构线,引入其目的是为了直观形象地表示电场强度的分布〔1〕电场线是这样的线:a .曲线上每点的切线方向与该点的电场强度方向一致b .曲线分布的疏密对应着电场强度的强弱,即越密越强,越疏越弱。
〔2〕电场线的性质:a .起于正电荷〔或无穷远〕,止于负电荷〔或无穷远〕。
b .不闭合,也不在没电荷的地方中断。
c .两条电场线在没有电荷的地方不会相交8. 电通量:φ=⋅⎰⎰e s E dS〔1〕电通量是一个抽象的概念,如果把它与电场线联系起来,可以把曲面S 的电通量理解为穿过曲面的电场线的条数。
〔2〕电通量是标量,有正负之分。
9.高斯定理:ε⋅=∑⎰⎰s S 01E dS i (里)q〔1〕定理中的E 是由空间所有的电荷〔包括高斯面内和面外的电荷〕共同产生。
〔2〕任何闭合曲面S 的电通量只决定于该闭合曲面所包围的电荷,而与S 以外的电荷无关10.静电场属于保守力:静电场属于保守力的充分必要条件是,电荷在电场中移动,电场力所做的功只与该电荷的始末位置有关,而与其经历的路径无关。
高中物理静电场知识点总结
静电场--知识点一、库伦定律与电荷守恒定律1.库仑定律〔1〕真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在他们的连线上。
〔2〕电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。
〔3〕当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体可以看做带电的点,叫点电荷。
类似于力学中的质点,也时一种理想化的模型。
2.电荷守恒定律电荷既不能创生,也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一局部转移到物体的另一局部,在转移的过程中,电荷的总量保持不变,这个结论叫电荷守恒定律。
电荷守恒定律也常常表述为:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变的。
二、电场的力的性质1.电场强度〔1〕定义:放入电场中的某一点的检验电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值,叫该点的电场强度。
该电场强度是由场源电荷产生的。
〔2〕公式:qF E = 〔3〕方向:电场强度是矢量,规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向一样。
负电荷在电场中受的静电力的方向跟该点的电场强度的方向相反。
2.点电荷的电场〔1〕公式:2rQ K E = 〔2〕以点电荷为中心,r 为半径做一球面,那么球面上的个点的电场强度大小相等,E 的方向沿着半径向里〔负电荷〕或向外〔正电荷〕3.电场强度的叠加如果场源电荷不只是一个点电荷,那么电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
4.电场线〔1〕电场线是画在电场中的一条条的由方向的曲线,曲线上每点的切线方向,表示该点的电场强度的方向,电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线。
〔2〕电场线的特点电场线从正电荷或从无限远处出发终止于无穷远或负电荷;电场线在电场中不相交;在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;匀强电场的电场线是均匀的平行且等距离的线。
知识点总结静电场
知识点总结静电场1. 静电力静电场是由静止电荷或者电荷在互相静止的情况下产生的。
当两个电荷之间存在一定的距离时,它们之间就会产生静电力,即库仑力。
库仑定律描述了两个电荷之间的静电力与它们之间距离的平方成反比,与它们电荷量的乘积成正比。
数学表示为:\[F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}\]其中,\(F\)为静电力,\(q_1\)和\(q_2\)分别为两个电荷的电荷量,\(r\)为它们之间的距离,\(k\)为真空介质中的电场常量,其值为\(8.9875 \times 10^9 N m^2/C^2\)。
2. 电场强度在静电力的基础上可以引入电场的概念,电场是指空间中的每一点所受的静电力。
电场的强度用电场强度矢量表示,通常用\(E\)表示。
电场强度的定义为单位正电荷在电场中所受的力。
在均匀电场中,电场强度是一个常量,可用以下公式表示:\[E = \frac{F}{q}\]其中,\(F\)为单位正电荷所受的力,\(q\)为单位正电荷的电荷量。
3. 电势电势是电场的另一个重要概念,它描述了电场中单位正电荷所具有的电势能。
在静电场中,电场强度与电势之间存在一定的关系。
在电场中沿某一方向移动单位正电荷,单位正电荷所具有的电势能的增加量称为电势差。
电场中某一点的电势与该点所受的力之间存在一种直观的联系。
电场中任意一点\(A\)的电势定义为单位正电荷从无穷远处移到该点时所做的功。
其数学表达式为:\[V_A = \frac{W_{A\to\infty}}{q}\]其中,\(V_A\)为点\(A\)的电势,\(W_{A\to\infty}\)为从无穷远处移到点\(A\)所做的功。
4. 高斯定律高斯定律是描述电场的重要定律之一,它表明了电场强度与通过任意闭合曲面的总电通量之间的关系。
高斯定律对问题的简化和求解提供了更便利的方法。
它表示为:\[\oint \vec{E} \cdot \vec{dS} = \frac{1}{\varepsilon_0} Q_{enc}\]其中,\(\vec{E}\)是电场强度,\(\vec{dS}\)是曲面元素,\(\varepsilon_0\)是真空中的介电常数,\(Q_{enc}\)是曲面内的电荷总量。
静电场知识点总结归纳
静电场知识点总结一、点电荷和库仑定律1.如何理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷?(1)电荷量是物体带电的多少,电荷量只能是元电荷的整数倍.(2)元电荷不是电子,也不是质子,而是最小的电荷量数值,电子和质子带有最小的电荷量,即e=1。
6×10-19 C,是密立根通过油滴实验测定的。
(3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”,是一种理想化的模型,对其带电荷量无限制.(4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响,且要求在其占据的空间内场强“相同”,故其应为带电荷量“足够小”的点电荷.2.库仑定律(1)适用条件:真空中的点电荷(2)库仑力的方向:同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力.二、库仑力作用下的平衡问题1.分析库仑力作用下的平衡问题的思路(与以往的受力分析一样,不过多了个电场力)(1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”,一般是先整体后隔离.(2)对研究对象进行受力分析.有些点电荷如电子、质子等可不考虑重力,而尘埃、液滴等一般需考虑重力.具体视题目要求来定.(3)列平衡方程(F合=0或F x=0,F y=0,即水平和竖直方向合力分别为0).2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:三个点电荷放置于于一条直线上,且接触面光滑不固定,有如下结论(2)规律:“三点共线"—-三个点电荷分布在同一直线上;“两同夹异”——正负电荷相互间隔;“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”-—中间电荷靠近电荷量较小的电荷.三、场强的三个表达式的比较及场强的叠加电场为矢量,叠加需要平行四边形定则。
四、对电场线的进一步认识1.点电荷的电场线的分布特点(1)离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.(2)若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向各不相同.2.等量异种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷.(2)两点电荷连线的中垂面(线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直.在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线的中点).(3)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、同向.3.等量同种点电荷形成的电场中电场线的分布特点(1)两点电荷连线中点O处场强为零.(2)中点O附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零.(3)在中垂面(线)上从O点到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变大后变小.(4)两点电荷连线中垂线上各点的场强方向和该直线平行.(5)关于O点对称的两点A与A′,B与B′的场强等大、反向.五、电势高低及电势能大小的比较方法1.比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.注意:电势降低最快的方向是电场线的方向(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA <φB.,即看U AB的下角标。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
静电场知识点小结
静电场知识点小结静电场知识点复一、库仑定律元电荷是指最小的电荷量,用e表示,大小为e=1.6×10^-19C。
库仑定律表明,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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式为F=kq1q2/2r,其中静电力常量k=9×10^9N·m^2/C^2.二、电场电荷的周围存在着电场,产生电场的电荷叫做源电荷。
描述电场力的性质的物理量是电场强度,描述电场能的性质的物理量是电势,这两个物理量仅由电场本身决定,与试探电荷无关。
电场强度是放入电场中某点的电荷所受的静电力与它的电荷量的比值。
定义式为E=F/q,单位为N/C或V/m。
方向规定与正电荷在该点所受的静电力方向相同,则与负电荷在该点所受静电力的方向相反。
电场线是在电场中画出的一系列有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示场强的大小。
电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,是不闭合、不相交的曲线。
熟悉正、负点电荷、匀强电场、等量异种电荷、等量同种电荷的电场线分布图。
三、电势能、电势、电势差电势能是由于移动电荷时静电力做的功与路径无关,所以电荷在电场中也具有势能,叫做电势能。
静电力做功与电势能变化的关系式为W=-ΔEP,即静电力所做的功等于电势能的变化。
所以,当静电力做多少正功,电势能就减小多少;当静电力做多少负功,电势能就增加多少。
静电力做功与电势差的关系式为WAB=qUAB。
电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(通常选大地或无限远处电势能为零)。
电势能有正有负,但是标量。
试探电荷在电场中某点的电势能大小为EP=qΦ。
电势是电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,由电场中这点的性质决定,与试探电荷的q、EP无关。
定义式为Φ=EP/q,单位为J/C或V。
电势差与电势的关系式为UAB=ΦB-ΦA。
物理-静电场知识点汇总
2.电场强度的计算:
(1)定义-矢量叠加
点电荷
E
1
4 0
q r2
er
连续带电体
E
dE
1
4 0
dq r2
er
方法
场源电荷分布
球面、球壳 无限长棒、圆柱 无线大平面
(2)高斯定理:
1
E dS
S
0
q int
3.电势的计算:
(1) 定义法 已知场强分布 方法
(2) 叠加法 已知电荷分布
Vp
稳恒磁场中,磁感应强度沿任意闭合路径 L 的线积分(也称 的环B流),等于该路径 L 包围的所有电流强度的代数和的
倍 μ0
说明
积分路径方向
(1)电流 正I 负的规定: 与I 成L右螺旋时, 为I正;反之为负.
(2) 环路上各点的B为空间所有电流的贡献
Edr
p
dq
V dV =
Q
Q 40r
➢ 电势差的计算: U AB =VA VB
B
Edl
A
WAB =
B A
q0
E
d
l
=q0
B
E dl
A
q0U AB
例1 求均匀带电球壳的电场与电势分布,已知半径R,带电量q。
解:由高斯定理求出场强分布
0
E
q
4 0 r 2
er
rR rR
++
+ +O
O
40r 2
er
r R2
r
电势差 A,B
一.毕奥-萨伐尔定律
✓ 实验定律,反映电流元在空间激发磁场的规律
dB
I
静电场知识点归纳
静电场知识点归纳一、电荷及电荷守恒定律1、电荷自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、元电荷电荷量 e = 160×10⁻¹⁹ C 称为元电荷。
所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
3、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。
二、库仑定律1、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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、表达式\(F = k\frac{q₁q₂}{r²}\),其中\(k = 90×10⁹N·m²/C²\),称为静电力常量。
3、适用条件(1)真空中;(2)点电荷。
三、电场强度1、定义放入电场中某点的电荷所受的电场力\(F\)跟它的电荷量\(q\)的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
用\(E\)表示,即\(E =\frac{F}{q}\)。
2、单位牛/库(N/C)3、方向规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
4、电场强度的叠加电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
四、电场线1、定义为了形象地描述电场而引入的假想的曲线。
2、特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不相交;(3)电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密的地方电场强度越大。
3、常见的电场线分布(1)正点电荷的电场线呈发散状;(2)负点电荷的电场线呈聚拢状;(3)等量同种电荷的电场线分布;(4)等量异种电荷的电场线分布。
五、匀强电场1、定义电场强度的大小和方向处处相同的电场。
2、特点(1)电场线是间隔相等的平行直线;(2)场强处处相等。
(完整版)静电场知识点
第一章静电场知识点概括一电场力的性质1. 库伦定律: (1)公式:(2)适用条件:真空中的电荷2. 电场强度用比值定义法定义电场强度E,与试探电荷无关;适用于一切电场适用于点电荷适用于匀强电场3. 电场线(1)意义:形象直观地描述电场的一种工具(2)定义:如果在电场中画出一些直线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向致,这样的曲线叫做电场线。
注意!1)电场线不是真实存在的曲线2)静电场的电场线从正电荷出发,终止于负电荷。
(或从正电荷出发终止于无穷远,或者来自无穷远终止于负电荷)3)电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向相同。
4)电场线的疏密程度表示场强的大小,场强为零的区域,不存在电场线5)任何两条电场线都不会相交6)任何一条电场线都不会闭合7)沿着电场线的方向电势是降低的典例 1 如图,N和P 是以M,N为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠ MOD=6°0 ,电荷量相等但符号相反的两个点电荷分别置于M,N 两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P 点,则O点的场强大小变为E2;E1 与E2之比为()A . 1:2 B. 2:1 C.2: 3 D.4: 3方法总结:求该类问题时首先根据点电荷场强公式得出每一个点电荷产生的场强的大小和方向,再依据平行四边形定则进行合成。
答案: B 二 电场的能的性质1. 电势能 E P 电势Φ 电势差 U电场力做功与路径无关,故引入电势能, W AB =E PA - E PB2) 电场力做功和电势差的关系: 沿着电场线方向电势降低,或电势降低最快的方向就是电场强度的方向2. 电场力做功定 义 : 电荷 q 在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时,电场力 所 做 的 功W AB 简称电功。
公式: 注意!1) 电场力做功与路径无关,由 q,U AB 决定。
2) 电功是标量,电场力可是做正功,可做负功,两点间的电势差也可正可负。
第一章静电场知识点归纳
《静电场》知识点归纳考点1.电荷、电荷守恒定律1. 元电荷:电荷量e=1.60×10-19C 的电荷,叫元电荷。
说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2. 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。
考点2.库仑定律 1. 公式:叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k rQ Q kF ⋅⨯== 2. 适用条件:真空中的点电荷。
3. 点电荷:如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
考点3.电场强度 1.电场(1)定义:存在于电荷周围、能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度⑴ 定义:放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。
⑵ 单位:N/C 或V/m 。
⑶ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式决定式关系式表达式 q F E /=2/r kQ E =d U E /=适用范围 任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q :场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差d :两点沿电场线方向的距离⑷方向:规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向,或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
考点4.电场线、匀强电场1. 电场线:曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向,曲线的疏密程度表示场强的大小。
2. 电场线的特点⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。
⑵ 始于正电荷或无穷远,终于无穷远或负电荷,静电场的电场线是不闭合曲线。
⑶ 任意两条电场线不相交。
⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱,某点的切线方向表示该点的场强方向,它不表示电荷在电场中的运动轨迹。
静电场知识点总结
静电场知识点总结1、电荷(电荷含义、点电荷:有带电量而无大小形状的点,是一种理想化模型、元电荷)、电荷守恒定律(1)起电方式:①摩擦起电②感应起电③接触起电【重点理解区分】当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电.当一个带电体靠近导体,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这就是感应起电,也叫静电感应.接触起电指让不带电的物体接触带电的物体,则不带电的物体也带上了与带电物体相同的电荷,如把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触,验电器就带上了负电,且金属箔片会张开;带正电的物体接触不带电的物体,则是不带电物体上的电子在库仑力的作用下转移到带正电的物体上,使原来不带电的物体由于失去电子而带正电。
实质:电子的得失或转移(2)元电荷:e=1.60×10-19C比荷:物体所带电量与物体质量的比值 q / m2.库仑定律:(适用于真空点电荷,注意距离r的含义;Q1 、Q2——两个点电荷带电量的绝对值)【典型例题】例1.两个完全相同的金属小球带有正、负电荷,相距一定的距离,先把它们相碰后置于原处,则它们之间的库仑力和原来相比将[ D ]A.变大B.变小C.不变 D.以上情况均有可能[例2] 两个直径为r的金属带电球,当它们相距100r时的作用力为F。
当它们相距为r时的作用力 DA、F/100B、104FC、100FD、以上答案均不对[例3]如图所示,A 、B 两个点电荷,质量分别为m1、m2,带电量分别为q1、q2。
静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,且A 、B 恰好处于同一水平面上,则CA 、若q1=q2,则θ1 = θ2B .若q1<q2,则θ1 >θ2C 、若m1=m2,则θ1 = θ2D .若m1<m2,则θ1 < θ24. 电场及电场强度(矢量)定义式:E =F/q ,其单位是N/C5. 点电荷的场强:2rQk E =【总结】大小:E=F/q 定义式 普适E= kQ/r2 计算式 适用于真空中点电荷电场 E=U/d 计算式 适用于匀强电场6. 电场线的特点:① 电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
静电场知识点总结
静电场知识点总结第一篇:静电场的基本概念和性质静电场是一种严格意义下的物理场,它由空间内的电荷分布所决定。
在静态情况下,电荷之间的相互作用以及它们所激发的电场存在于空间中。
静电场理论是电学的一个基本分支,它对于电子学、微观电子学、光学、电磁学以及物理学等诸多领域都有着重要的影响。
静电场主要是描述电荷之间的相互作用和这种作用所产生的电场,因此静电场又被称为库仑场。
在静态情况下,静电场力的作用范围是无限远的,因此它实质上是一种长程力。
静电场力的强度与电荷量的大小和距离的平方成反比。
静电场的基本性质是可叠加性。
这意味着当两个或多个电荷源同时存在时,它们所激发的电场可以进行独立的叠加。
因此,可以将电场视为每个电荷源单独产生的局部电场之和。
另外,静电场还具有无旋性和无散性的特点。
这两个性质意味着电场的线积分与路径无关,并且电场在任何一点的散度都为零。
静电场的分布可以通过高斯定律来计算。
高斯定律是静电场理论的一个基本定理,它告诉我们在任何一个闭合曲面内,电场的通量与该曲面内电荷的总量成正比。
由于电场的无旋性和无散性,因此高斯定律是静电场理论中最为重要的推论之一。
总之,静电场是一种重要的物理现象,它涉及到电荷的相互作用、电场的分布和电场力的特性。
理解静电场性质和规律对于电子学、光学、电磁学以及物理学等领域的研究都具有重要的意义。
第二篇:静电场的计算方法和应用静电场的计算方法主要包括库仑定律、超级位置法、电势法和高斯定律。
库仑定律公式为:F=kq1*q2/r^2,其中F表示静电力的大小,k表示库仑常数,q1和q2分别表示两个电荷的大小,r表示电荷之间的距离。
超级位置法则是一种优雅的图解法,它可以用来计算由任意数量电荷组成的静电场。
电势法讲的是静电场能量的概念,电势差等于在引力边缘执行对引力环的等功所需的力。
这些方法都有各自的适用范围和优势,因此在进行静电场计算时需要根据问题的具体情况来选择不同的方法。
静电场的应用涉及到多个领域,包括电磁学、天文学、医学等等。
静电场知识点
静电场知识点一、关键信息1、静电场的定义及性质定义:____________________________性质:____________________________2、库仑定律表达式:____________________________适用条件:____________________________3、电场强度定义式:____________________________决定式:____________________________方向规定:____________________________4、电场线特点:____________________________与电场强度的关系:____________________________ 5、电势能定义:____________________________与电场力做功的关系:____________________________6、电势定义:____________________________与电场强度的关系:____________________________7、电势差定义:____________________________表达式:____________________________二、静电场的定义及性质11 静电场是存在于静止电荷周围的一种特殊物质形态。
它具有物质的基本属性,如具有能量和动量。
111 静电场对处于其中的电荷有力的作用,这种力称为电场力。
112 静电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,并且这个力与电荷的电荷量和所处位置有关。
三、库仑定律12 库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。
121 表达式为:$F = k\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$F$ 为两个点电荷之间的库仑力,$k$ 为库仑常量,$q_1$ 和$q_2$ 分别为两个点电荷的电荷量,$r$ 为它们之间的距离。
静电场知识点总结
静电场知识点总结静电场是电荷在空间中分布所产生的电场。
以下是关于静电场的知识点总结:1. 电荷:静电场的存在是由于电荷的存在和运动。
电荷具有正负两种类型,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
2. 距离和力:两个电荷之间的电场力与它们之间的距离成反比。
当距离减小,力增大;距离增大,力减小。
3. 电场强度:电场强度表示单位正电荷在某一点的受力大小和方向。
电场强度是一个矢量量,用E表示,单位是N/C。
4. 趋势力线:电场力在空间中的分布可以用趋势力线表示。
趋势力线是沿电场方向的连续曲线,线的密度表示电场强度的大小。
5. 电势:电势是描述电场中一点电荷引起的影响的物理量。
电势可以定义为单位正电荷所具有的电能或单位正电荷所受到的电场力做功。
单位是伏特(V)。
6. 电势差:两点之间的电势差表示从一个点移到另一个点时电场对单位正电荷做的功。
电势差等于两点之间的电势差除以单位电荷所具有的电能,单位是伏特。
7. 等势面:在电场中,电势相等的所有点构成的曲面被称为等势面。
等势面是垂直于电场线的曲面,即沿着等势线移动不会改变电势。
8. 静电场的高斯定律:高斯定律是描述静电场的性质的基本定律。
它表明,通过任何闭合曲面的电通量等于该曲面内的总电荷除以真空介电常数。
9. 真空介电常数:真空介电常数表示真空中电场的传导能力。
它的值约为8.85 x 10^(-12) C^2/N·m^2。
真空介电常数用ε₀表示。
10. 静电屏蔽:静电屏蔽是指用导体将电荷隔离,以防止电荷干扰其他设备或影响周围环境的过程。
导体可以吸收或分散电荷,从而减少电场的影响范围。
这些是关于静电场的一些基本知识点总结。
深入学习静电场还涉及到电荷分布、电位能、电容等更复杂的概念和计算方法。
静电场知识点总结
静电场知识点复习一、电荷量:电荷量是指 用于度量电荷多少的物理量 ,单位是 库仑 ,简称 库 ,符号是 C 。
二、元电荷:元电荷是指 最小 的电荷量。
用e 表示,大小为C 19106.1-⨯。
三、库仑定律:1、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 它们的距离的二次方 成反比,作用力的方向在 它们的连线上 。
2、表达式: 221rq kq F =,其中静电力常量229/.100.9C m N k ⨯=,适用条件: 真空中的点电荷 。
四、电场1、电场的产生:电荷周围存在着 电场 ,产生电场的电荷叫 源电荷 。
2、电场的性质之一是: 电场是一种特殊物质,并非由分子原子组成,但客观存在 , 电场的性质之二是: 电场对放入其中的电荷有电场力的作用 。
描述电场的力的性质的物理是 电场强度 ,描述电场的能的性质物理量是 电势 ,这两个物理量仅由电场本身决定,与试探电荷无关。
五、电场强度(E )1、定义:放入电场中某点的电荷所受的 静电力 跟它的 电荷量 的比值,叫电场强度。
2、定义式:qFE =,公式中的q 只代绝对值。
3、单位:C N /或m V /。
4、矢量性:电场强度是矢量,它的方向就是电场的方向,其方向规定与 正电荷在该点所受的静电力方向 相同,则与 负电荷在该点所受静电力的方向 相反,也是该点的电场线的 切线方向 。
5、物理意义:描述电场 大小 和 方向 的物理量,它所描述的是放入电场中的电荷所受 电场力 的性质。
6、试探电荷在电场中所受的电场力大小计算:F = Eq 。
7、区别:q F E =、2rQk E = 、d U E = ①、qFE =是电场强度的定义式,适用于 任何电场 ,其中F 是 电荷所受电场力 ,q 是 电荷量 。
②、2r QkE =是点电荷所形成电场的场强决定式,适用于 真空中点电荷产生点电场 ,E 与 Q 成正比,与 r 2 成反比,与试探电荷q 无关 。
静电场知识点总结
知识点总结:《一》一、电荷及电荷守恒定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷:e=1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同,但符号相反.(2)点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.补充:涉及电荷的基本概念1、电荷自然界中存在两种电荷,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、电荷量指物体带电的多少,电荷量的正负表示电荷的性质。
单位库伦,符号C3、元电荷质子和电子带有等量的异种电荷,其电荷量称之为元电荷,用e表示,e=1.6*10-19C。
注意:元电荷不是电荷,而是指电荷的电荷量,其数值最早由美国科学家密立根用实验测得。
所有带电体的电荷量等于元电荷或者元电荷的整数倍。
质子、电子不叫元电荷,它们电荷量的绝对值才是元电荷。
4、点电荷形状和大小对研究问题的影响可以忽略的带电体称为点电荷。
即可认为无大小、无形状,只有电荷量的理想化模型。
实际问题中,只有当带电体间的距离比它们的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时才可视作点电荷。
5、感应电荷当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。
这种现象叫静电感应。
由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷叫做感应电荷。
6、场源电荷电场是由电荷产生的,产生电场的电荷叫场源电荷。
7、试探电荷借以研究电场形状的电荷叫试探电荷。
作为试探电荷的带电体,基本要求是体积要小,能研究电场中每一点的性质;所带电荷量要少,以放入试探电荷后试探电荷对原电场的影响可以忽略。
8、净电荷物体得到或失去电子时所带的电荷就称之为净电荷。
9、比荷比荷也称之为荷质比,即带电体所带电荷量与其质量之比,用来描述微观粒子的性质。
2.电荷守恒定律(1)内容: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.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同的导体,接触后再分开,两者带同种电荷时,电荷量平均分配;两者带异种电荷时,异种电荷先中和后平分.3.感应起电:感应起电的原因是电荷间的相互作用,或者说是电场对电荷的作用.(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(2)当有外加电场时,电荷向导体两端移动,出现感应电荷,当无外加电场时,导体两端的电荷发生中和.二、库仑定律1.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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:真空中的点电荷.(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式.(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷.《二》一、电场强度1.静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.2.电场强度(1)物理意义:表示电场的强弱和方向.(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度.(3)定义式:E =F q. (4)标矢性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则.二、电场线1.定义: 为了直观形象地描述电场中各点电场强度的大小及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小.2.特点:(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于负电荷或无限远处;(2)电场线在电场中不相交;(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大;(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向;(5)沿电场线方向电势逐渐降低;(6)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图3所示).图34.电场线与电荷运动的轨迹(1)电荷运动的轨迹与电场线一般不重合.若电荷只受电场力的作用,在以下条件均满足的情况下两者重合:①电场线是直线.②电荷由静止释放或有初速度,且初速度方向与电场线方向平行.(2)由粒子运动轨迹判断粒子运动情况:①粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切.②由电场线的疏密判断加速度大小.③由电场力做功的正负判断粒子动能的变化.《三》一、电场力做功与电势能1.电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功与重力做功相似.(2)在匀强电场中,电场力做的功W=Eqd,其中d为沿电场线方向的位移.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功.(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A -E p B .(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.二、电势1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q. (3)标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取的不同而不同.(5)沿着电场线方向电势逐渐降低. 2.等势面(1)定义:电场中电势相等的各点构成的面. (2)特点 ①电场线跟等势面垂直,即场强的方向跟等势面垂直.②在等势面上移动电荷时电场力不做功.③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面越密的地方电场强度越大;反之越小.⑤任意两等势面不相交.三、电势差1.电势差:电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时,电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值,叫做A 、B 间的电势差,也叫电压.公式:U AB =W AB q. 2.电势差与电势的关系:U AB =φA -φB ,电势差是标量,可以是正值,也可以是负值,而且有U AB =-U BA .3.电势差U AB 由电场中A 、B 两点的位置决定,与移动的电荷q 、电场力做的功W AB 无关,与零电势点的选取也无关.4.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积.即U =Ed ,也可以写作E =U d. 《四》一、电容器的充、放电和电容的理解1.电容器的充、放电(1)充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.(2)放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值.(2)定义式:C =Q U. (3)物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量.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 =εr S 4πkd,k 为静电力常量. 特别提醒 C =Q U (或C =ΔQ ΔU )适用于任何电容器,但C =εr S 4πkd仅适用于平行板电容器. 二、带电粒子在电场中的运动1.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的功等于带电粒子动能的增加量.(1)在匀强电场中:W =qEd =qU =12m v 2-12m v 20或F =qE =q U d=ma . (2)在非匀强电场中:W =qU =12m v 2-12m v 20. 2.带电粒子在电场中的偏转(1)条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:分解成相互垂直的两个方向上的直线运动,类似于平抛运动.(4)运动规律: ①沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间⎩⎨⎧ a.能飞出电容器:t =l v 0.b.不能飞出电容器:y =12at 2=qU 2md t 2,t = 2mdyqU②沿电场力方向,做匀加速直线运动⎩⎪⎨⎪⎧ 加速度:a =F m =qE m =Uq md 离开电场时的偏移量:y =12at 2=Uql 22md v 20离开电场时的偏转角:tan θ=v yv 0=Uql md v 20特别提醒带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.。
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电场
基本定律
库仑定律:F=(方向:同性相斥异性相吸来判断)☞求矢量,计算不带符号
电荷守恒定律
力能性质综
合应用
①带电粒子在电场中:⑴平衡⑵直线加速⑶偏转
②电场中导体:静电感应静电平衡静电屏蔽
,当时,E合=0 ,故到达静电平衡体内场
定义式
③电容器
电容
决定式
电容器问
题的动态
分析
I、电键S闭合,U保持不变
,E↓= U/d(E只跟d有关)
,E不变
II、电键S断开, Q保持不变
与d无关,但跟正对面积有关。
电场力
的性质
定义式:E=F/q (适用任何电场,场强方向跟正电荷受力方向一致)☞求矢量,不带符号场强
电
场
力
F=Eq(适用于任何电场)☞求矢量,计算不带符号
F=k(真空中点电荷)☞求矢量,计算不带符号
真空中点电荷:E=☞求矢量,计算不带符号
匀强电场:E=U/d(d为沿电场线方向的距离)☞求矢量,计算不带符号
电场能
的性质
W=qU AB(适用任意电场)☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜
W AB=Flcosα(匀强电场)
电场力做功
W AB=ΔE P =–(E pB – E pA)= E pA–E PB 电场力做的功等于电势能的减少量←从能的角度看电势能
①ΔE P=W电,与W的关系:电场力做正功,电势能减小,做负功,电势能增加
③,计算起来特别的方便☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜
②电荷在某点的电势能:等于静电力把它从该点移到零势能参考面面电场力所做的功
若E PB=0 ,则,若,则
(正电荷在高电势处电势能大,负电荷在低电势处电势能大)
电势ϕq
E
PA
A
=
ϕ电场中沿电场线的方向,电势逐渐降低☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜
B
A
AB
Uϕ
ϕ-
=
B
AB
A
Uϕ
ϕ+
=
,通过电势差求电势
电势差
U AB = Ed(匀强电场)
B
A
AB
Uϕ
ϕ-
=
q
W
U AB
AB
=☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜
☞计算的时候确保U为正值,则不带符号计算
1、电荷
①点电荷:有带电量而无大小形状的点,是一种理想化模型
②起电方式:①摩擦起电②感应起电③接触起电
③元电荷:e=1.60×10-19C,元电荷不是电荷而是电荷量
④比荷:物体所带电量与物体质量的比值q / m
⑤库仑定律:(适用于真空点电荷,注意距离r的含义;Q1 、Q2——两个点电荷带电量的绝对值)
4. 电场及电场强度(矢量)规定:正试探电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向,负试探电荷在电场中某点的受力方向与该点电场方向相反
①定义式:E=F/q ,其单位是N/C ②点电荷的场强
③电场的基本性质:对放入其中的带电体有力的作用
E=F/q 定义式普适
计算式适用于真空中点电荷电场
E=U/d 计算式适用于匀强电场
6. 电场线的特点:
①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
②电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)。
③静电场中电场线始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,它不封闭,也不在无电荷处中断。
④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)
⑤电场线是假想的曲线,但是电场是实际存在的物质。
⑥不表示试探电荷的运动轨迹
7. 静电力做功的特点:在任何电场中,静电力移动电荷所做的功,只与始末两点的位置有关,而与电荷的运动路径无关。
8. 电场力做功与电势能变化的关系:电荷从电场中的A点移到B点的过程中,静电力所做
的功与电荷在两点的电势能变化的关系式
9. 电势能:电荷在电场中某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。
通常把大地或无穷远处的电势能规定为零。
10. 电势电势是标量,只有大小,没有方向。
(负电势表示该处的电势比零电势处电
势低。
) 特点:沿着电场线的方向,电势越来越低(1V=1J/C ) 电势差。
电势差有正负 ,但不表示大小,电势的正负表示电势的高低
q
W U AB
AB
11. 等势面:电场中电势相等的各点构成的面叫等势面。
Ⅰ等势面的特点:
① 在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。
② 电场线跟等势面一定垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
③ 等势面越密,电场强度越大 ④ 等势面不相交,不相切
Ⅱ常见等势面(以下均为等差等势面): ①点电荷电场中的等势面
②等量异种点电荷电场中的等势面。
(中垂线(面)为等势线(面),且电势为零。
)
③等量同种点电荷电场中的等势面:(连线中点电场强度为零,但电势不为零。
中点是中垂线上电势最高的点。
中点是连线上电势最低的点。
)
④形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面:越尖锐的地方电荷分布越多,电场线越密集,等差等势线越密集。
⑤匀强电场中的等势面:垂直于电场线的一簇平面
12、静电屏蔽:导体处在外加电场中时,内部场强处处为零,这种现象叫做静电屏蔽。
这是外加电场与导体自身感应电场叠加后为零的结果。
13. 匀强电场中电势差与电场强度的关系:
14. 电容:定义公式(概念:电容器的电容等于一个极板带电量除以两极板间的电势
差)注意C跟Q、U无关,。
平行板电容器的常见变化
①开关接通,改变d、S、ε,特点:两板间电压U不变
②开关断开,改变d、S、ε,特点:两板间带电量Q不变
15、应用——带电粒子在电场中的运动(平衡问题,加速问题,偏转问题)
1、基本粒子不计重力,但不是不计质量,如质子(H 11),电子,α粒子(He 42),
氕(H 11),氘(H 21),氚(H 3
1
) 带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。
2、平衡问题:电场力与重力的平衡问题。
mg=Eq 3、加速问题
(1)由牛顿第二定律解释,带电粒子在电场中加速运动(不计重力),只受电场力Eq ,粒子的加速度为a=Eq/m ,若两板间距离为d ,则
m
Uq
m
Eqd
v 22==
(2)由动能定理解释,Uq mv =-02
1
2,m
Uq
v 2=
可见加速的末速度与两板间的距离d 无关,只与两板间的电压有关,但是粒子在电场中运动的时间不一样,d 越大,飞行时间越长。
4、偏转问题——类平抛运动(由两极板间中点射入)
在垂直电场线的方向:粒子做速度为v 0匀速直线运动。
在平行电场线的方向:粒子做初速度为0、加速度为a 的匀加速直线运动。
带电粒子若不计重力,则在竖直方向粒子的加速度
md
Uq
m Eq a =
= 带电粒子做类平抛的水平距离,若能飞出电场水平距离为L ,若不能飞出电场则水平距离为x 带电粒子飞行的时间:t=x/v 0=L/v 0——————○1 粒子要能飞出电场则:y ≤d/2————————○2 粒子在竖直方向做匀加速运动:22
1at y =———○3
粒子在竖直方向的分速度:at v y =——————○4 粒子出电场的速度偏角:0
tan v v y =θ——————○5
L
v 0
y v
v 0 v y
θ
θ Eq mg
v 0
U
v
由○1○2○3○4○5可得:
飞 行 时间:t=L/v O 竖直分速度:0
mdv UqL
v y =
侧向偏移量:d
mv UqL y 2
02
2= 偏向角:d mv UqL 20tan =θ
5先加速,后偏转(即将第四点中的的速度代换)
U 1
L
v 0 y v
v 0 v y θ
θ L ' y '
飞 行 时间:t=L/v O 偏向角:d
U L
U 122tan =
θ 侧向偏移量:d
U L U y 12
24= y'=d U L L L U 124)2('+。