教科版高二物理选修3-1公式概念基础知识汇编(pdf版)

教科版高二物理选修3-1公式概念基础知识汇编

一、静电场

1.自然界中有两种电荷（正电荷和负电荷）

2.正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。

3.负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。

4.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

5.电荷量：电荷的多少用电荷量来表示。

6.1897年，英国科学家汤姆生（1856-1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子---电子，揭开了原子具有结构的秘密。

7.在通常情况下，原子核所带正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等，整个原子呈中性，也就是原子对外不显带电的性质。

8.物体带电的三种方式：

（1）摩擦起电

①为什么摩擦后物体会带电呢？

用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒经过摩擦之后就会失去电子，从而带上正电，而丝绸得到玻璃棒的电子带负电；

用毛皮去摩擦橡胶棒，橡胶棒经过摩擦会得到电子，从而带负电，而毛皮失去了电子带正电。

因为丝绸和玻璃棒相比，丝绸对电子的束缚能力较强；毛皮和橡胶棒相比，橡胶棒对电子的束缚能力较强一些。

②微观实质：

电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电。电子发生了移动

注意：摩擦起电并不是创造了电，而只是将电子由一个物体转移到另一个物体，使物体对外显示带电。

（2）接触起电

①接触起电是指一个不带电的导体通过与另一个带电体接触后分开，从而成为带电体的现象。

②接触起电电荷分配原则：

（Ⅰ）两个导体带异种电荷时：先中和后平均分配；

（Ⅱ）两个导体带同种电荷时：将原来所带电量的总和平均分配.

③电荷的中和是正负电荷相互抵消，使得净电荷减少或为零，但正负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷的消失。

④接触起电后电荷在两导体的分布与导体的形状和表面积有关。两个完全相同的导体球相互接触后，总电荷量平均分配。

⑤接触起电的实质是电荷的转移.电荷总量不变。

（3）感应起电

①静电感应

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，远离的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应。

②利用静电感应使物体带电的过程，叫做感应起电。

③感应起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变。

9.验电器和静电计

（1）验电器是一种检测物体是否带电以及粗略估计带电量大小的仪器。

（2）静电计又叫电势差计或指针验电器，是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。静电计可以用来检验物体所带电荷的种类并且测量电量。静电计还可定量测量两导体间的电压。

10.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，在转移的过程中,电荷的总量不变。

11.元电荷：带电体所带电量的最小值。元电荷e=1.60×10-19C，最早由密立根油滴实验测定。带电体的电荷量是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的. q=ne(n∈Z)

12.当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷。点电荷是一种理想化的模型。

13.库仑定律：

（1）内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷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，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。（2）表达式：221r

Q Q k F =，k 叫静电力常量，k =9.0×109N·m 2/C 2

（3）计算库仑力的大小时，Q 1、Q 2只代大小，“+”和“-”号不代入；库仑力

的方向沿着两个点电荷连线，通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定。

（4）实用范围：真空、静止、点电荷。

14.微观粒子间的万有引力远小于库仑力，在无特殊说明情况下，研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。

15.对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。[平行四边形定则求合力]

16.电荷的平衡规律:

（1）三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。

（2）两个或多个的点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷作用力的矢量合。

17.电荷周围都存在电场，电荷之间通过电场发生相互作用。

18.电场是看不见摸不着,但电场是客观存在的，是一种特殊物质形态。电场对放入其中的电荷有力的作用---电场力。

19.场源电荷：产生电场的电荷。

20.检验电荷：放入电场中探测电场性质的电荷，检验电荷体积比较小，带电量也比较小，它的引入不会影响原电场。

21.电场强度（E ）

（1）定义：放入电场中某点的检验电荷所受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值.（2）表达式：q

F E =（定义式）（3）方向：与正检验电荷在该点所受电场力方向相同，与负检验电荷在该点所受电场力方向相反。

（4）电场强度由电场本身性质决定，与检验电荷的正负、电荷量的大小及受到电场力都无关。

22.点电荷的场强（E ）（1）表达式：2

r Q k E =（决定式）（2）Q ：场源电荷r ：研究的点到场源电荷的距离

23.电场的叠加：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.遵循平行四边形定则.

24.为了形象化的描述电荷周围的电场，19世纪，法拉第创造性的在电场中引入一种假想的曲线---电场线。

25.电场虽然抽象但它是客观存在的物质，电场线虽然形象，但它是假想的曲线。

26.电场线的特点：

（1）电场线始于正电荷，终止于负电荷（无穷远处）；

（2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致；

（3）电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小；

（4）两条电场线不能相交；

（5）电场线是不闭合的。

27.电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时具备的条件：

（1）电场线是直线；

（2）带电粒子只受电场力，或受其他力，但方向沿电场线所在直线；

（3）带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场线所在的直线。

28.匀强电场：电场强度的大小和方向处处相同的电场，叫做匀强电场。

29.匀强电场的电场线：是一组等间隔的平行线。

30.在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关。（与初、末两点在电场线上的距离有关）

31.电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫电势能。

32.电场力做功与电势能的变化关系：P

E W ∆=-电33.电场力做正功,电势能减小；电场力做负功,电势能增加。

34.电势（φ）