物理选修静电场知识点

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物理选修3-1第一章静电场知识点总结

物理选修3-1第一章静电场知识点总结
课标领航
“静电场”是电学的基础知识,承前启 后,也是历年高考的重点之一.需要我们 在理解基本概念的基础上,掌握电荷守 恒定律、库仑定律、场强叠加、匀强电 场中电场强度与电势差的关系、带电粒 子在电场中的运动等有关规律.学会运用 电场线、等势面等几何方法形象地描述 电场的分布;熟练将运动学和力学的规 律应用到电场中,分析、解决带电粒子 在电场中的运动问题.
2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到
B点时,电场力做了5×10-6J的功,则( CD )
A.电荷在B处时将具有5×10-6J 的电势能
B.电荷在B处将具有5×10-6J 的动能
C.电荷的电势能减少了5×10-6J
D.电荷的动能增加了5×10-6J
3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它 们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动 到b的过程中(a、b相对o对称),下列说法正确的是
(C)
A.电子的电势能始终增多
B.电子的电势能始终减少
b
C.电子的电势能先减少后增加
+
D.电子的电势能先增加后减少
O
+
-a
4、一带电油滴在竖直方向的匀强电场中的运 动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空 气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变
【答案】 C
1.3电场强度 一、电场
1.电场是客观存在的特殊物质。
2.电场的基本性质是对放入其 中的电荷有力的作用(电场力)。
1.3电场强度 二、电场强度
E = F 场强的定义式,适用任何电场 q
Q E = K r2
场强的决定式,适用真空中点电荷
方向性 :正试探电荷的受力方向
唯一性: 电场中某点的场强是确定的

静电场知识点总结

静电场知识点总结

静电场知识点总结静电场知识点总结如下:1.电场强度:描述电场中力的性质的物理量,表示单位电荷在电场中受到的力。

点电荷场强公式:E = kQ/r^2。

2.库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力的规律,公式为F = kQ1Q2/r^2。

3.电势:描述电场能的性质的物理量,表示单位正电荷在电场中具有的势能。

等势面与电场线垂直,且从高电势指向低电势。

4.电势差:描述电场中两点之间电势的差值,等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。

公式为U = Ed。

5.电场力做功:电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,与移动距离和电势差有关,公式为W = qU。

6.电容:描述电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的结构决定。

公式为C = Q/U。

7.静电感应:将一个带电体靠近导体时,由于静电感应,导体靠近带电体的一端会出现异种电荷,远离的一端会出现同种电荷。

8.静电平衡状态:导体中的自由电荷受到电场力的作用,将重新分布,最终达到静电平衡状态。

此时导体内部无净电荷,导体表面是等势面。

9.静电屏蔽:将一个空腔导体置于外电场中,静电平衡时,空腔内感应电荷的电场与外电场在空腔内部相互抵消,从而使得空腔内部不受外部电场的影响。

10.高斯定理:通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的电荷的代数和除以真空电容率。

公式为∮E·ds = ∑q/ε0。

这些知识点涵盖了静电场的各个方面,包括电场强度、库仑定律、电势、电势差、电场力做功、电容、静电感应、静电平衡状态、静电屏蔽和高斯定理等。

通过理解和掌握这些知识点,可以对静电场有更深入的理解。

物理选修3-1静电场知识点详细解析

物理选修3-1静电场知识点详细解析

静电场重点知识点第 2 课时电场电场强度知识点一:电场和电场的基本性质1.电场:场是物质存在的一种形式.电荷的周围存在着电场,静止电荷周围产生的电场称为静电场.电荷之间的相互作用是通过电场发生的.电荷 A 对电荷 B 的作用,实际是电荷 A 的电场对电荷 B 的作用,电荷 B 对电荷 A 的作用实际是电荷 B 的电场对电荷 A 的作用.2.电场的基本性质是:对放入其中的电荷有力的作用,电场具有能量.知识点二:电场强度(重点)1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值,叫做这一点的电场强度,简称为场强.用 E 描述电场强度2.定义表达式: E=F/q它是失量,规定场强的方向是正电荷受力的方向;负电荷受力的方向跟场强的方向相反; 单位是 N/C.说明:( 1)在电场中的同一点,F/q的比值是不变的, 在电场中的不同点,F/q往往不同.即F/q 完全由电场本身性质决定, 与放不放电荷, 放入电荷的电性, 电量多少均无关.( 2) E=F/q 变形为F=qE.表明如果已知电场中某点场强E, 便可计算出电场中该点放任何电荷、电量的带电体所受电场力的大小.即电场强度 E 是反映电场力性质的物理量 ; 电场力是电荷和场共同决定的 , 而场强是由电场本身决定的.3. 三个性质( 1)矢量性:物理学中规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.指出:负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反.带领学生讨论真空中点电荷周围的电场,说明研究方法:将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点,判断其所受的电场力的大小和方向,从而得出该点场强.( 2)唯一性:电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点电荷q 无关,它决定于电场的源电荷及空间位置,电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.( 3)叠加性电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.知识点三:点电荷周围的电场①大小: E=kQ/r 2(只适用于点电荷的电场)②方向:如果是正电荷, E 的方向就是沿着 PQ的连线并背离 Q;如果是负电荷: E 的方向就是沿着PQ的连线并指向 Q. ( 参见课本图 14- 7)说明:公式 E=kQ/r 2中的 Q是场源电荷的电量, r 是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理解:空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的,与检验电荷无关.提出问题:如果空间中有几个点电荷同时存在,此时各点的场强是怎样的呢?带领学生由检验电荷所受电场力具有的叠加性,分析出电场的叠加原理.电场强度的叠加原理:某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.知识点三: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 E F / q E kQ / r 2 E U / d式适用任何电场真空中的点电荷匀强电场范围说明 E 的大小和方向与检验电荷Q:场源电荷的电荷量U: 电场中两点的电势差的电荷量以及电性以及存在与r: 研究点到场源电荷的d:两点沿电场线方向的否无关距离距离知识点四:电场线1. 电场线定义:在电场中画一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点场强方向一致,这样的曲线叫电场线 .2. 电场线性质( 1)电场线是人们为研究电场而假想的一些曲线,实际电场中并不存在这些曲线,但它能反映出实际现象的基本规律.( 2)电场线总是从正电荷(或无穷远处)出发,到负电荷(或无穷远处)终止,因此电场线有起始点和终止点,不是闭合曲线.( 3)电场中的电场线永不相交 . 因为电场中每一点的场强只有一个唯一的方向,如果电场线在电场中某点相交,则在交点处相对两条电场线就有两个切线方向,该点处场强就有两个方向,这是不可能的 .( 4)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹. 只有当电场线为直线,点电荷初速度为零或初速度方向与电场线方向一致,且只受电场力作用时,点电荷运动轨迹才会与电场线重合.3. 电场线在描述电场中的作用(1)电场线的疏密程度反映了电场的强弱,即表示电场强度的大小.在电场线密集的地方,电场强度大,稀的地方电场强度小,如图9-2-1 ,电场中 A 点处的电场线稀, B 点处的电场线密,所以 E A<E B,但如图 9-2-2 ,仅仅一条电场线无法判定这条电场电场线上两点 A、 B 的场强大小 .A B·图 9-2-2 ·图 9-2-1( 2)电场线上某一点的切线方向表示该点的场强方向.( 3)根据电场线上任何一点的切线方向,可以判断带电粒子在电场线上任何一点所受电场力的方向 . 反之,若知正(负)点电荷在电场中某点的受力方向,可以判断该点场强方向.知识点五:几种特殊电场线的分布(重点)1. 正负点电荷的电场中“电场线”的分布情况如图9-2-3 :图9-2-3特点:( 1)离点电荷越近,电场线越密,场强越强;(2)在点电荷形成的电场中,不存在场强相等的点;( 3)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,但方向各不相同.2. 等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布情况如图 9-2-4 :图 9-2-4特点:( 1)沿两点电荷的连线场强先变小后变大;( 2)两点电荷连线中垂面上,场强方向均相同,点与中垂面垂直;( 3)在中垂面上,与两点电荷连线的中点 O等距离的各点场强相等 .3、等量同种点电荷形成的电场中电场线分布情况如图9-2-5 。

静电场知识归纳

静电场知识归纳

一、静电场基本公式归纳1.(矢量)静电力F:F=qE(适用一切电场)F=k q1q2r2(适用于真空,点电荷)2.(矢量)场强E: E=Fq(适用一切电场、定义式,E大小与二者没有关系)E=k Qr2(决定式,适用于真空,点电荷)E=U ABd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离)(标量)电势ᵩ:ᵩ=E pq(定义式,ᵩ大小与二者没有关系)ᵩA =U AB (B点为零电势点)(标量)电势能Ep :E p=qᵩE pA=WA∞(无限远处为零电势能点)(标量)电势差U AB :U AB=ᵩA−ᵩB(适用一切电场)U AB=W ABq(适用一切电场)U AB=Ed(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)(标量)静电力做功W AB :W AB=qU AB(适用一切电场)W AB=E PA−E PBW AB=−∆E PW AB=qEd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)二、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。

三、电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。

2、电场线的特征1)、电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱2)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点3)、电场线不会相交,也不会相切4)、电场线是假想的,实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系3、几种典型电场的电场线1)正、负点电荷的电场中电场线的分布特点:a 、离点电荷越近,电场线越密,场强越大b 、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。

2)、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点:a 、沿点电荷的连线,场强先变小后变大b 、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直c 、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点 0等距离各点场强相等。

静电场知识点总结归纳

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》知识梳理

高中物理《静电场》知识梳理

高中物理《静电场》知识梳理
1. 静电场的基本概念和性质
静电场指的是由于空间中静止电荷所形成的电场。

其性质包括场强、电势、电势能等。

2. 静电场的电场强度
静电场的电场强度表示了单位正电荷在某一点处所受的电场力,其大小受到电荷量和距离的影响。

电场强度的方向与电荷正负有关。

3. 静电场的电势差和电势
电势差指的是两点之间移动单位电荷所需要做的功,而电势则是在某一点的电势差。

电势差和电势的计算可以利用库仑定律和高斯定理。

4. 静电场的电荷分布
在静电场中,电荷分布对于场强和电势分布都有影响。

主要包括均匀带电球面、均匀带电球体、均匀带电棒、均匀带电平板等情况。

5. 静电场的高斯定理
高斯定理可以用来计算电场强度、电势和电势能。

它表明了通过某一闭合曲面的场线束数与该曲面所包含的电荷量成正比,与曲面的形状无关。

6. 静电场的电势能
电势能指的是静电场中电荷所具有的势能,它的大小与电荷量、
电势差和位置有关。

静电场中的电势能可以用来计算电荷的移动和相互作用。

7. 静电场与导体
静电场中的导体可以影响场强和电势分布。

在外场作用下,导体表面的电荷会分布在表面上,而内部则是均匀的。

在导体内部,电场强度为零,电势分布为恒定值。

高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)

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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(图表版)

静电场知识点(图表版)

第一章静电场一、基本公式二、带电粒子在电场中的运动(1)平衡问题:静止或匀速直线运动mg=Eq(电场力与重力的平衡)(2)带电粒子在电场中的加速问题:E ∥v 0 (不计重力)(3)带电粒子在电场中的偏转问题: E ⊥v 0 (不计重力)处理方法:类平抛运动①垂直电场线的方向(水平):速度为v 0匀速直线运动②平行电场线的方向(竖直):初速度为0的匀加速直线运动在偏转电场中,在竖直方向: 粒子的加速度 2F Eq U qa m m md===设类平抛的水平距离x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飞行的时间:tLt x t ==① (从正中央进入)能飞出电场则:y ≤d/2 ② (从边缘进入)能飞出电场则:y ≤d竖直方向:221at y = 匀加速运动 ③v 0 y U d竖直方向:分速度: at v y=④出电场时速度的偏角:0tan v v y =θ ⑤合速度:220y v v v += ⑥由①②③④⑤可得:飞 行 时间:t=L/v O 竖直分速度:02mdv qLU v y =侧向偏移量:d mv qL U y 20222= 偏向角:Lyd mv qL U 21tan 202==θ(4)带电粒子先在加速电场U 1中加速后,再进入偏转电场U 2用:2'2'L L L y y +=可求'y飞 行 时间:t=L/v O 侧向偏移量:dU L U y 1224=屏上偏移量:y'=d U L L L U 124)2('+ 偏向角:dU LU 122tan =θ【小结】(1)一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同,即:不同粒子的侧移量y ,偏向角θ都相同。

(2)飞越偏转电场的时间t 不同,此时间与加速电压U 1、粒子电量q 、质量m 有关。

附1:知识网络附1:重力场与电场的比较。

高中物理静电场知识点

高中物理静电场知识点

高中物理静电场知识点高中物理选修3-1第一章讲的是有关于静电场的相关知识,下面是小编给大家带来的高中物理选修31第一章静电场知识点总结,希望对你有帮助。

高中物理静电场知识点第一节认识静电一、静电现象1、了解常见的静电现象。

2、静电的产生(1)摩擦起电:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦的橡皮棒带负电。

(2)接触起电: (3)感应起电:3、同种电荷相斥,异种电荷相吸。

二、物质的电性及电荷守恒定律1、物质的原子结构:物质是由分子,原子组成,原子由带正电的原子核以及环绕原子核运动的带负电的电子组成的。

而原子核又是由质子和中子组成的。

质子带正电、中子不带电。

在一般情况下,物体内部的原子中电子的数目等于质子的数目,整个物体不带电,呈电中性。

2、电荷守恒定律:任何孤立系统的电荷总数保持不变。

在一个系统的内部,电荷可以从一个物体传到另一个物体。

但是,在这个过程中系统的总的电荷时不改变的。

3、用物质的原子结构和电荷守恒定律分析静电现象(1)分析摩擦起电 (2)分析接触起电(3)分析感应起电4、物体带电的本质:电荷发生转移的过程,电荷并没有产生或消失。

第二节电荷间的相互作用一、电荷量和点电荷1、电荷量:物体所带电荷的多少,叫做电荷量,简称电量。

单位为库仑,简称库,用符号C表示。

2、点电荷:带电体的形状、大小及电荷量分布对相互作用力的影响可以忽略不计,在这种情况下,我们就可以把带电体简化为一个点,并称之为点电荷。

二、电荷量的检验1、检测仪器:验电器2、了解验电器的工作原理三、库仑定律1、内容:在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

2、大小:方向:在两个电电荷的连线上,同性相斥,异性相吸。

3、公式中k为静电力常量,4、成立条件①真空中(空气中也近似成立),②点电荷第三节电场及其描述一、电场1、电场:电荷的周围存在着电场,带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。

高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料

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高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1.电荷:自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.2.电荷量:电荷量是指物体所带电荷的多少.单位是库仑,字母为“C”.物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷.3.元电荷:电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ,全部带电体的电荷量都是e 的整数倍,因此电荷量e 称为元电荷.4.点电荷:点电荷是一种志向化的模型,当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多,以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时,这样的带电体就可以看做点电荷.5.物体带电方法:(1)摩擦起电;(2)感应起电;(3)接触起电.6.电荷守恒定律:电荷既不能创建,也不能歼灭,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,在转移过程中电荷总量保持不变.7.库仑定律:(1)适用条件:① 真空中,②点电荷(2)公式:221rQ Q k F = 说明:①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力,不论两个带电体的电量是否相等,甚至相差悬殊,但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反,并与它们的质量无关.②匀称带电的圆球、圆板、圆环,等效为电荷都集中在球心、圆心.③微观粒子(如电子、质子)间的万有引力比它们之间的库仑力小得多,万有引力通常忽视不计,电荷在电场中受力分析时,一般状况下物体的重力不计.1.2 电场强度 电场力的性质1.电场:(1)电场:带电体四周存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.它是一种看不见的客观存在的物质.它具有力的特性和能的特性.(2)电场最基本的性质:对放入电场中的电荷由电场力的作用.(3)电场力:放入电场中的电荷受到电场的力的作用,此力叫电场力.2.电场强度E :描述电场力的性质的物理量(1)定义:放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值,叫电场强度.(2)定义式:q F E /=.(3)物质性:电场是电荷四周客观存在的物质,电荷之间的相互作用力通过电场而发生.(4)客观性:场强是描述电场力的性质的物理量,只由电场本身确定.电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关,与检验电荷所受的电场力F 无关,即使无检验电荷存在,该点的场强依旧是原有的值.(5)矢量性:电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向.与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反.(6)场强大小推断:a .依据电场力推断:q F E /=b .依据电场线推断:只与电场线疏密有关,与电场线方向无关.c .依据匀强电场中电势差推断:E=U/d(7)电场强度的计算:q F E /=(定义式,普遍适用)2rQ kE =(用于真空中点电荷形成的电场) U/d E =(用于匀强电场) 3.电场线:在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样,这些曲线就叫做电场线.(1)电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线,它不是电场中实际存在的线.电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹.(2)电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密的地方,其场强就越大.(3)电场线上某点的切线方向即该点的场强力向,也就是正电荷在该点所受电场力的方向.(4)静电场的电场线是不闭合的曲线,总是从正电荷(或无穷远处)发出,终止于负电荷(或无穷远处).在没有电荷的地方电场线不会中断,也不会相交.正电荷肯定要发出电场线,负电荷肯定要接收电场线.(5)电场线不会相交或相切.4.电场的叠加:同时存在几个产生电场的场源时,电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和.1.3 电势 电场能的性质1.电势差U AB :(1)定义:电荷在电场中,由一点A 移动到另一点B 时,电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ,叫做A 、B 两点间的电势差,用U AB 表示.(2)定义式:U AB =W AB /q .(3)电势差是标量,但有正负,正负表示电势的凹凸.2.电势φ:描述电场能的性质的物理量(1)定义:电势实质上是和标准位置的电势差.即电场中某点的电势,在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置(零电势点)时电场力所做的功.(2)定义式:φA =U A∞= W A∞/q .(3)电势是标量,但有正负,正负表示该点电势比零电势点高还是低.(4)电势凹凸推断:a .依据移动检验电荷做功推断:移动正电荷电场力做正功(负功)时,电势着陆(上升);移动负电荷电场力做正功(负功)时,电势上升(着陆).b .依据电场线推断:沿着电场线方向,电势越来越低,逆着电场线方向电势越来越高.c .依据场源电荷推断:离正电荷越近,电势越高,离场源负电荷越近,电势越低.d .依据电势差推断:AB U >0,则A 点电势比B 点高;AB U <0,则A 点电势比B 点低.3.电势能E P :(1)电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能.(2)电势能是标量.(3)电场力做功与电势能的变更的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能削减,做功量等于电势能的削减量;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加,做功量等于电势能的增加量,即W电=-△E P (类比于W G =-△E P ).4.电场力做功的计算:(1)依据电势能的变更与电场力做功的关系计算:即W 电=-△E P .(2)应用公式W AB =qU AB 计算:①正负号运算法:依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB .②肯定值运算法:公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算,功的正负再另推断:当正(或负)电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时,是电场力做正功(或电场力做负功);当正(或负)电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时,是电场力做负功(或电场力做正功).5.等势面:(1)定义:电场中电势相同的点构成的面叫做等势面.(2)等势面的特点:①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图,不是电场中实际存在的面.②同一等势面上各点间的电势差为零,电荷在等势面上移动时电场力不做功.③电场线垂直于等势面,并指向电势降低最快的方向.④等势面不相交.⑤电场强度较大的地方,等差的等势面较密.⑥电场线的描绘:利用电场线和等势面的垂直关系,先描绘出电场中的等势面,再画出电场线.6.匀强电场中场强和等势面的关系:在匀强电场中,沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积,即U =Ed ,也可理解为:在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆,即E =U/d .1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1.电容器、电容(1)电容器:两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器.(2)电容:描述电容器容纳电荷本事的物理量.①定义:电容器所带的电荷量Q (一个极板所带电荷量的肯定值)与两个极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容. ②定义式:U Q U Q C ∆∆==.电容C 由电容器本身的构造因素确定,与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关.③单位:1F=106μF=1012pF④几种电容器(a )平行板电容器:平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟两板间的距离d 成反比,即kdS C πε4=. 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,板间场强为U/d E =.(b )固定电容器、可变电容器、电解电容器.电解电容器接入电路时应留意其极性.2. 带电体在电场中的运动(1)平衡(静止或匀速):仅在电场力和重力作用下满意mg qE =(2)加速(1)能量:在任何电场中,若只有电场力做功,有21222121mv mv qU -=. (2)动力学:在匀强电场中,若只有电场力作用,带电体做匀变速运动,其加速度为mEq a =. (3)偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时,粒子的运动为类平抛运动,其轨迹是抛物线.当带电粒子的质量为m ,电量为q ,两平行金属板板长为l ,距离为d ,板间电压为U ,当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时,两板间的场强为dU E =. 在垂直于场强方向上,粒子做匀速直线运动:t v x v v 0x ==,0.在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动:m qE a =,221,t mqE y t m qE v y ==. 离开电场时,粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ,200tan mdv qUl v v y==φ.(4)圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中,可做匀速圆周运动.如氢原子核外电子的绕核运动.此时有rv m r Qqk 22=. 3.示波器:(1)构造:示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成.(2)示波管的基本工作原理:利用两组正交的偏转极板,可以限制电子打在荧光屏上的位置.示意图如右:两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转.一般在水平偏转电极上加扫描电压(从左向右周期性扫描),在竖直偏转电极上加须要探讨的信号.(3)示波器面板开关与旋钮的作用:如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板.①是辉度调整旋钮,标以“☼”符号,用来调整光点和图像的亮度. 顺时针旋转旋钮时,亮度增加.②是聚焦调整旋钮“⊙”,③是协助聚焦调整旋钮“○”,这两个旋钮协作着运用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清楚的图像.往下是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以运用了.荧光屏下边第一行中,④是竖直位移旋钮,⑤是水平位移旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置. 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度增大.中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”挡不衰减,其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000.运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10,最右边的正弦符号“~”挡不是衰减,而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压,可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作.中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮,也有四挡,可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10~100Hz,向右旋转每上升一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,运用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入.中间的小旋钮是扫描微调旋钮,它可以在初定的频率范围内,进行连续微调,得到一确定的频率.顺时针转动时频率连续增加.底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱.左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关,置于“DC”位置时,所加的信号电压是干脆输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让沟通信号通过而隔断直流成分.右边的“同步”也是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步.这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步.对测量没有影响.。

高中物理选修静电场知识点与常用结论归纳

高中物理选修静电场知识点与常用结论归纳

高中物理选修静电场知识点与常用结论归纳一、电荷及电荷守恒定律1. 元电荷、点电荷(1) 元电荷:e=1.6 ×10 -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。

(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 ×10 9N ·m 2/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。

静电场知识点归纳

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。

静电场知识点

静电场知识点

静电场知识点一、静电的形成静电是指物体表面带有正、负电荷,通过电荷的相互作用产生的现象。

静电的形成主要有以下几个方面的原因。

1. 摩擦电荷:当两种不同材料相互摩擦时,由于电子在不同材料中的转移,会导致物体带电。

例如,我们在穿着塑料鞋时走在地毯上,会感到身体发出静电。

2. 接触电荷:当带电物体与不带电物体接触时,电荷会从带电物体转移到不带电物体上,使得两者都带电。

这也是我们经常使用的静电复印、喷墨打印机等原理。

3. 电离电荷:有些物质在受到外界引力或摩擦力的作用下会发生分解,释放出带电粒子,使周围的空气中形成电场。

例如,雷电就是因为大气中的水分经过快速蒸发产生静电。

二、电场的特性电场是描述电荷相互作用的物理量,具有以下几个特性。

1. 电场线:电场线是用来表示电场强度和方向的一种图示方法。

电场线从正电荷向负电荷方向延伸,且始终垂直于导体表面。

密集的电场线表示电场强度大,稀疏的电场线表示电场强度小。

2. 电场强度:电场强度是指单位正电荷在电场中受到的力的大小,可以用矢量表示。

单位为牛顿/库仑。

电场强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。

3. 均匀电场:如果电场中各点的电场强度大小和方向都相同,则称该电场为均匀电场。

均匀电场中的电场线是平行的,并且密度均匀。

三、电荷的分布与电场电荷的分布对电场的形态产生重要影响,以下是一些常见的电荷分布形式。

1. 点电荷:电荷在空间中的分布很集中,可以看作是集中在一个点上。

点电荷产生的电场线以电荷为中心,呈放射状。

2. 线电荷:电荷在空间中分布成一维线状,如细线、导线等。

线电荷所产生的电场强度与距离成反比,电场线呈径向分布。

3. 面电荷:电荷在空间中分布成二维平面,如金属板、导体平面等。

面电荷所产生的电场线是平行等间距的,且与面电荷垂直。

四、静电场的应用静电场在日常生活和工业领域有着广泛的应用。

1. 静电除尘:利用静电原理可以去除空气中的尘埃和污染物质,常用于粉尘处理和空气净化工程。

(完整版)大学物理静电场知识点总结

(完整版)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.电荷的基本特点:(1)分类:正电荷(同质子所带电荷),负电荷(同电子所带电荷)(2)量子化特征(3)是相对论性不变量(4)微观粒子所带电荷老是存在一种对称性2.电荷守恒定律:一个与外界没有电荷互换的孤立系统,不论发生什么变化,整个系统的电荷总量必然保持不变。

3.点电荷:点电荷是一个宏观范围的理想模型,在可忽视带电体自身的线度时才建立。

4.库仑定律:表示了两个电荷之间的静电互相作用,是电磁学的基本定律之一,是表示真空中两个静止的点电荷之间互相作用的规律r1 q1q2 rF1240 r123r 125.电场强度:是描绘电场状况的最基本的物理量之一,反应了电rr F场的基Eq0 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,能够依据电场的叠加原理来求解r1nq i r r1dq rE r i E r40 i 1 r i3r 340(3)拥有必定对称性的带电体所产生的电场强度,能够依据高斯定理来求解(4)依据电荷的散布求电势,而后经过电势与电场强度的关系求得电场强度7.电场线:是一些虚假线,引入其目的是为了直观形象地表示电场强度的散布(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.曲线散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(或无量远),止于负电荷(或无量远)。

b.不闭合,也不在没电荷的地方中止。

c.两条电场线在没有电荷的地方不会订交8.电通量:e s r r E dS(1)电通量是一个抽象的观点,假如把它与电场线联系起来,能够把曲面 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:òs r r1E dS q i0( S里)r(1)定理中的E是由空间全部的电荷(包含高斯面内和面外的电荷)共同产生。

人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)

人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)

物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结(详细)一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量。

说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。

③感应起电:带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带上电的现象。

④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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。

方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:221 r QQkF k=9.0×109N·m2/C2极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。

3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当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,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。

点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。

静电场知识点

静电场知识点

静电场知识点静电场是物理学中的一个重要概念,它描述了电荷之间相互作用的现象。

本文将介绍一些与静电场相关的知识点,包括静电场的基本概念、库仑定律、电场强度、电势能以及静电屏蔽等。

一、静电场的基本概念静电场是指存在静止电荷所产生的电场。

在静电场中,电荷间的作用力是通过电场来传递的。

电场可以通过电场线来表示,电场线的方向指向电荷的正电荷方向。

静电场中电场线的密度表示电场的强弱,密集的电场线意味着电场的强度较大。

二、库仑定律库仑定律是描述静电相互作用的定律。

根据库仑定律,两个电荷之间的作用力与它们的电荷大小成正比,与它们之间距离的平方成反比。

具体表达式为:F = k * (q1 * q2) / r^2其中,F为两个电荷之间的作用力,q1和q2分别为两个电荷的大小,r为它们之间的距离,k为库仑常数。

三、电场强度电场强度是描述单位正电荷所受电场力的大小和方向的物理量。

用E表示电场强度,它是一个矢量,方向与电场力的方向相同。

电场强度可以通过以下公式计算:E =F / q其中,F为单位正电荷所受电场力,q为单位正电荷的电荷量。

电场强度可以用N/C或V/m来表示。

四、电势能电势能是指电荷由于所处位置而具有的能量。

在静电场中,电势能可以通过电势来描述。

电势是指单位正电荷所具有的电势能。

电势可以用V表示,是一个标量。

在静电场中,电势的变化可以通过以下公式计算:V = k * (q / r)其中,V为电势,q为电荷量,r为距离,k为库仑常数。

五、静电屏蔽静电屏蔽是指通过合适的导体将某一区域与外部电场隔离开来的现象。

静电屏蔽可以有效减少外界电场对内部电荷的影响。

在静电屏蔽中,导体的存在会导致电荷在表面上重新分布,使得内部电场减弱。

静电屏蔽可以应用于各种电子设备和工业生产中,以保护电路的正常运行和避免静电干扰。

结语通过本文的介绍,我们了解了静电场的基本概念、库仑定律、电场强度、电势能以及静电屏蔽等知识点。

掌握这些知识,可以更好地理解电荷之间的相互作用,并应用于实际生活和工作中。

高中物理静电场知识点归纳

高中物理静电场知识点归纳

《静电场》第一节电场力的性质【基本概念、规律】一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷.2.电荷守恒定律(1)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.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.公式:F=k q1q2r2,式中的k=9.0×109 N·m2/C2,叫做静电力常量.3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空.三、电场强度1.意义:描述电场强弱和方向的物理量.2.公式(1)定义式:E=Fq,是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k Qr2,Q为场源电荷,r为某点到Q的距离.(3)匀强电场的场强:E=U d.3.方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向.四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(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)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(4)沿电场线方向电势降低.(5)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(如图所示)【重要考点归纳】考点一 对库仑定律的理解和应用 1.对库仑定律的理解(1)F =k q 1q 2r 2,r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.2.电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触,则其电荷量平分.(2)两个带异种电荷的相同金属球接触,则其电荷量先中和再平分. 考点二 电场线与带电粒子的运动轨迹分析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. 3.求解这类问题的方法:(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向),从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景.(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向,是题意中相互制约的三个方面.若已知其中的任一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知(三不知),则要用“假设法”分别讨论各种情况.考点三 静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同,只不过是多了静电力而已.2.(1)解决静电力作用下的平衡问题,首先应确定研究对象,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”.(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关;库仑力大小随距离变化而变化.考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【思想方法与技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中,应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题.利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的特点,出奇制胜,快速简便地求解问题.第二节电场能的性质【基本概念、规律】一、电场力做功和电势能1.电场力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关.(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿电场方向的距离.②W AB=qU AB,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B =-ΔE p.(3)电势能具有相对性.二、电势、等势面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)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直.③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).三、电势差1.定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动的电荷的电量q的比值.2.定义式:U AB=W AB q.3.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA.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方向的距离的乘积,即U AB=Ed.特别提示:电势和电势差都是由电场本身决定的,与检验电荷无关,但电场中各点的电势与零电势点的选取有关,而电势差与零电势点的选取无关.【重要考点归纳】考点一电势高低及电势能大小的比较1.比较电势高低的方法(1)根据电场线方向:沿电场线方向电势越来越低.(2)根据U AB=φA-φB:若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.(3)根据场源电荷:取无穷远处电势为零,则正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.2.电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加(与其他力做功无关).(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1.几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.考点三公式U=Ed的拓展应用1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d.推论如下:(1)如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=φA+φB2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.考点四电场中的功能关系1.求电场力做功的几种方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W=Eql cos α.(2)由W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=E p A-E p B.(4)由动能定理计算:W电场力+W其他力=ΔE k.注意:电荷沿等势面移动电场力不做功.2.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹簧弹力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不守恒,但机械能与电势能的总和可以守恒.【思想方法与技巧】E-x和φ-x图象的处理方法1.E-x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E>0表示场强沿x轴正方向;E<0表示场强沿x轴负方向.(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.2.φ-x图象(1)描述了电势随位移变化的规律.(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向.(3)斜率的大小表示场强的大小,斜率为零处场强为零.3.看懂图象是解题的前提,解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义.第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【基本概念、规律】一、电容器、电容1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成.(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值.(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.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)定义式:C=Q U.(2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF.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,与两极板间距离成反比.(2)决定式:C=εr S4πkd,k为静电力常量.特别提醒:C=QU⎝⎛⎭⎫或C=ΔQΔU适用于任何电容器,但C=εr S4πkd仅适用于平行板电容器.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=12mv2-12mv2;(2)在非匀强电场中:W=qU=12mv2-12mv2.2.偏转问题(1)条件分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场.(2)运动性质:匀变速曲线运动.(3)处理方法:利用运动的合成与分解.①沿初速度方向:做匀速运动.②沿电场方向:做初速度为零的匀加速运动.特别提示: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.【重要考点归纳】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1.确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变.(1)保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.(2)充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变.2.用决定式C=εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化.3.用定义式C=QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.4.用E =Ud分析电容器两极板间电场强度的变化.5.在分析平行板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变.(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用E =Ud ,分析板间电场强度的变化情况.考点二 带电粒子在电场中的直线运动 1.运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动.(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动. 2.分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的运动情况.(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.(3)对带电粒子的往返运动,可采取分段处理. 考点三 带电粒子在电场中的偏转 1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd .(2)在电场中的运动时间:t =lv 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧v x t =v 0t =l 12at 2=y ,y =12at 2=qUl 22mv 20d. (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y=at ,v y =qUt md ,v =v 2x +v 2y ,tan θ=v y v x =qUl mv 20d . 2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul2U 0d. (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l 2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差. 【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),找到满足题目要求所需要的条件. 2.比较通过电场的时间t 与交变电场的周期T 的关系:(1)若t ≪T ,可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变,等于刚进入电场时刻的场强. (2)若不满足上述关系,应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性.对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则,直接求解产生的电场强度较困难,若采取割或补的方法,使之具有某种对称性,从而使问题得到简化.二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则过程往往比较简捷.2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路:(1)求出重力与电场力的合力F 合,将这个合力视为一个“等效重力”. (2)将a =F 合m视为“等效重力加速度”.(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解.。

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第一章 电场一、电场基本规律1、电荷 电荷守恒定律自然界中只存在正、负电荷自然界中两种电荷的总量是守恒的,使物质带电的过程,就是使电荷从一个物体转移到另一物体(如摩擦起电和接触带电);或者是从物体的一部分转移到另一部分(静电感应),不管何种方式,电荷既不能创造,也不能消失,这就是电荷守恒定律(1)三种带电方式:摩擦起电-掠夺式、接触起电-均分式、感应起电-本能式(2)元电荷:最小的带电单元,自然界任何物体的带电荷量都是元电荷(e=×10-19C )的整数倍,电子、质子的电荷量都等于元电荷,但电性不同,前者为负,后者为正。

2、库伦定律:(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:221rQ kQ F =k=×109N·m 2/C 2——静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。

二、电场 力的性质:1、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E :(1)定义:电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷的带电量q 的比值,就叫做该点的电场强度。

(2)定义式:qFE =E 与F 、q 无关,只由电场本身决定。

(3)电场强度是矢量:大小:在数值上为单位电荷受到的电场力。

方向:规定正电荷受力方向,负电荷受力与E 的方向相反。

-(4)单位:N/C,V/m 1N/C=1V/m (5)其他的电场强度公式○1点电荷的场强公式:2rkQE =——Q 场源电荷 ○2匀强电场场强公式:dUE =——d 沿电场方向等势面间距离 (6)场强的叠加:遵循平行四边形法则3、电场线:(1)意义:形象直观描述电场强弱和方向的理想模型,实际上是不存在的(2)电场线的特点:①电场线起于正电荷(无穷远),止于(无穷远)负电荷 !②不封闭,不相交,不相切。

③沿电场线电势降低,且电势降低最快。

一条电场线无法判断场强大小,可以判断电势高低。

④电场线垂直于等势面,静电平衡导体,电场线垂直于导体表面(3)几种特殊电场的电场线:各点的切线方向反映场强的方向,疏密程度反映场强的大小。

特点:假想的(不存在)、不相交、不闭合,从正电荷出发,终止于负电荷。

$三、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:0A pA W E =——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△E p 与零势能面的选择无关。

,3、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:φqE p =——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电势是一个标量,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:沿着电场线方向电势降低。

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。

4、电势差U AB (1)定义:电场中两点间的电势之差。

也叫电压。

(2)定义式:U AB =φA -φB )(3)特点: ①电势差是标量,却有正负,只表示起点和终点的电势谁高谁低。

②单位:伏(V)③电场中两点的电势差是确定的,与零势面的选择无关④U=Ed匀强电场中两点间的电势差计算公式。

——电势差与E,B电场强度之间的关系。

5、电场力做功W AB :(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,即与初末位置的电势差有关。

(2)表达式:W AB =U AB q —带正负号计算(适用于任何电场)W AB =Eqd —d 沿电场方向的距离。

——匀强电场(3)电场力做功与电势能的关系 W AB =-△Ep=E pA -E PB电场力做负功,电势能增加6、等势面:(1)定义:电势相等的点构成的面。

(2)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等势面与电场线垂直○3两等势面不相交○4等势面的密集程度表示场强的大小:疏弱密强。

○5画等势面时,相邻等势面间的电势差相等。

(3)判断非匀强电场线上两点间的电势差的大小:靠近场源(场强大)的两点间的电势差大于远离场源(场强小)相等距离两点间的电势差。

)7、静电平衡状态:(1)定义:导体内不再有电荷定向移动的稳定状态(2)特点:a 处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。

,b 感应电荷在导体内任何位置产生的电场都等于外电场在该处场强大小相等,方向相反。

c 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体表面是个等势面。

d 电荷只分布在导体的外表面,与导体表面的弯曲程度有关,越弯曲,电荷分布越多。

四、电容器及其应用:1、电容器充放电过程:(电源给电容器充电)充电过程S-A :电源的电能转化为电容器的电场能 放电过程S-B :电容器的电场能转化为其他形式的能 2、电容:(1)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。

(2)定义:电容器所带电量Q 与电容器两极板间电压U 的比值就叫做电容器的电容。

(3)定义式:UQC =——是定义式不是决定式 kdSC πε4=——是电容的决定式(平行板电容器) ~(4)单位:法拉F ,微法μF ,皮法pF 1pF=10-6μF=10-12F(5)特点:①电容器的电容C 与Q 和U 无关,只由电容器本身决定。

②电容器的带电量Q 是指一个极板带电量的绝对值。

③电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。

无条件结论A B C若AB=BC ,则UAB >U BC电容器充电完毕,再与电源断开,则电容器的带电量不变。

④在有关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和③的结论联合使用进行判断U Q C = kd S C πε4=dUE = 五、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 31) 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mUqm Eqdv 22==(2)由动能定理解释,Uq mv =-0212,mUqv 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~mdUq 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:221at 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:0tan v v y =θ————○5由○1○2○3○4○5可得:—v 0 \v y飞 行时间:t=L/v O 竖直分速度:0mdv UqL v y =侧向偏移量:dmv UqL y 2022= 偏向角:d mv UqL 2tan =θ飞 行 时间:t=L/v O 偏向角:dU LU 122tan =θ 侧向偏移量:dU L U y 1224= y'=d U L L L U 124)2('+在这种情况下,一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。

即不同粒子的侧移量,偏向角都相同,但它们飞越偏转电场的时间不同,此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。

如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时,只要将加速度a 重新求出即可,具体计算过程相同。

5、示波器的原理同书上结构图。

U 1L v 0y v v 0 \ vθθ L 'y '。

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