精选高中物理静电场知识点总结及题型分析.doc
高二物理静电场知识点总结
高二物理静电场知识点总结一、电荷与电场电荷是物质的一种固有属性,有正电荷和负电荷两种,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
电场是由电荷所产生的物理场,具有方向和大小,可以影响周围空间中的其他电荷。
二、库仑定律库仑定律用于描述电荷之间的相互作用力,公式为F=k(q1*q2/r^2),其中F为电荷之间的作用力,k为电磁力常量,q1和q2分别为两个电荷的电量,r为它们之间的距离。
根据库仑定律可知,两个电荷之间的作用力与电量的大小呈正比,与距离的平方呈反比。
三、静电场强度静电场强度E的定义是电场力对单位正电荷所施加的力,即E=F/q,其中F为电场对电荷的作用力,q为单位正电荷的电量。
四、静电势能静电势能U是把单位正电荷从无穷远处移动到静电场中某点所需的功,公式为U=qV,其中V为该点的电势。
五、电场线与电势面电场线是用于表示电场方向和强度的曲线,其方向指向电荷所带电荷的运动方向。
电势面是指在同一电势值处的连续点构成的面。
六、电场强度与电势的关系在静电场中,电场强度与电势的关系可以通过公式E=-∇V表示,其中E为电场强度,V为电势。
七、高斯定理高斯定理是静电学的重要定理,用于计算电场与电荷之间的关系。
高斯定理表明,通过闭合曲面的电通量与该曲面内电荷的代数和成正比。
数学表达式为∮EdA=Q/ε0,其中∮E为电场在闭合曲面上的积分,dA为曲面上某一点的面积微元,Q为曲面内的电荷,ε0为真空介质的电容率。
八、静电平衡静电平衡是指电荷分布在物体表面,不再发生移动和积累。
当物体处于静电平衡时,其表面的电场强度为零。
九、静电屏蔽静电屏蔽是指通过导体将电荷转移或消除的过程。
当导体靠近带电体时,导体内部产生的感应电荷会抵消外部电荷的作用,从而减弱或消除静电效应。
十、静电感应静电感应是指带电体的靠近会在不接触的情况下使另一物体带电。
当带电体靠近一个导体时,导体内部的电荷重新分布,导致导体表面产生电荷。
总结:静电场是物理学中重要的概念之一,涉及电荷、电场和电势等多个知识点。
高中物理静电场知识点总结及题型分析
xx 电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的q、©的要求电场中矢量(电场力F、电场E)的运算:q代绝对值电场中标量(功W电势能Ep、电势差UAB电势©)的运算:q、© xx、负2、公式:(1) 点电荷间的作用力:F=kQ1Q2/r2(2) 电荷共线平衡:( 3)电势© A:© A= EpA /q (© A电势二EpA电势能/ q检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)( 4)电势能EpA:EpA=© A q( 5)电场力做的功WABW=F d =F S COSB =EqdWA R EpA- EpBWA B UAB q (电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)(6)电势差UAB:UAB=© A—© B (电场中,两点电势之差叫电势差)UAB= WAB / q (WA电场力的功)U= E d (E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场);(点电荷电场);(匀强电场)(8)电场力:F=E q (9)电容:(10)平行板电容器:3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv2 —mv1 (解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统, 如果不受外力, 或它们所受的外力之和为零, 它们的总动量保持不变. (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1 '+ m2 v2'2)能量守恒(1)动能定理:(动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合s对地c°s 1 2 2一mv mv 2 t oW( W2 L 1 2 2 -mv mv2 t o(2)能量守恒定律:系统(动能+重力势能+电势能)4、力与运动(动力学公式)xx第二定律:(1)匀速直线运动:受力运动(2)匀变速直线运动:受力(缺)运动⑴(s)(vt)(a)(3)类平抛运动:仅受电场力;;复合场速度位移水平方向竖直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速电场:电场力做功,,则(y、与m q无关)示波管的灵敏度:y/U2二L2/4dU1圆周运动:绳子、单轨恰好通过最高点:;;杆、双轨最高点:如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U l、偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下),可选用的方法有」--------------------------------------------------------- =J-A .使U i减小为原来的1/2 ;B .使U2增大为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重1力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时2的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
静电场知识点总结归纳高三必备
静电场知识点总结归纳高三必备一、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,电子和质子带有最小的电荷量,即e=1.6×10-19 C.(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.库仑定律的理解和应用(1)适用条件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.(2)库仑力的方向由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,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分析带电体平衡问题的方法与力学中分析物体平衡的方法是一样的,学会把电学问题力学化.分析方法是:(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.(3)列平衡方程(F合=0或F x=0,F y=0)或用平衡条件推论分析.2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反.(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12.电场的叠加原理多个电荷在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,这种关系叫电场强度的叠加,电场强度的叠加遵循平行四边形定则.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. 4.匀强电场中电场线分布特点电场线是平行、等间距的直线,场强方向与电场线平行.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.(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 .(3)取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低.2.电势能大小的比较方法 (1)场源电荷判断法①离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小.②离场源负电荷越近,试探正电荷的电势能越小,试探负电荷的电势能越大. (2)电场线判断法①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小. (3)做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方.反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.六、电场力做功的特点及电场力做功的计算1.电场力做功的特点电场力做的功和路径无关,只和初、末位置的电势差有关. 2.电场力做功的计算方法(1)由公式W =Flcos θ计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为W =qEl E ,式中l E 为电荷初末位置在电场方向上的距离.(2)由电势差的定义式计算,W AB =qU AB ,对任何电场都适用.当U AB >0,q >0或U AB <0,q <0时,W >0;否则W <0.(3)由电场力做功与电势能变化的关系计算,W AB =E PA -E PB .(4)由动能定理计算:W 电场力+W 其他力=ΔEk. 3.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)除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.七、电场线、等势线与运动轨迹的综合分析1.带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力的情况以及初速度的情况共同决定的.运动轨迹上各点的切线方向表示粒子在该点的速度方向.电场线只能够描述电场的方向和定性地描述电场的强弱,它决定了带电粒子在电场中各点所受电场力的方向和加速度的方向.2.等势线总是和电场线垂直,已知电场线可以画出等势线.已知等势线也可以画出电场线.3.在利用电场线、等势面和带电粒子的运动轨迹解决带电粒子的运动问题时,基本方法是:(1)根据带电粒子的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向,带电粒子所受的合力(往往只受电场力)指向运动轨迹曲线的凹侧,再结合电场线确定带电粒子的带电种类或电场线的方向;(2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动,结合题意确定电场力做正功还是做负功,电势能的变化情况或是等势面的电势高低.八、匀强电场中电场强度与电势差的关系1.公式E =Ud 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向.2.公式中d 可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图5所示,AB 、CD 平行且相等,则U AB =U CD九、静电现象1.处于静电平衡状态的导体具有以下特点(1)导体内部的场强(E 0与E ′的合场强)处处为零,E 内=0;(2)整个导体是等势体,导体的表面是等势面;(3)导体外部电场线与导体表面垂直;(4)静电荷只分布在导体外表面上,且与导体表面的曲率有关.2.静电屏蔽:如果用金属网罩(或金属壳)将一部分空间包围起来,这一包围空间以外的区域里,无论电场强弱如何,方向如何,空间内部电场强度均为零.因此金属网罩(或金属壳)对外电场有屏蔽作用.十、匀强电场中电场强度与电势差的关系1.公式E =Ud 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知,电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向.2.公式中d 可理解为电场中两点所在等势面之间的距离,由此可得出一个结论:在匀强电场中,两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等.如图所示,AB 、CD 平行且相等,则U AB =U CD3.利用等分电势法画等势线及电场线的方法十一、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.电容器的两极板与电源连接时,电容器两极板间的电压保持不变;电容器先充电后与电源断开,电容器的电荷量保持不变.(2)用决定式C =εrS 4πkd 分析平行板电容器电容的变化. (3)用定义式C =Q U 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.(4)用E =Ud分析电容器极板间场强的变化.十二、带电粒子在电场中的直线运动1.带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速;直线还是曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法是:(1)采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解.(2)用能量转化的观点:动能定理和功能关系求解.2.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强电场中,同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同.(2)是否考虑重力要依据情况而定.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外,一般不考虑重力(但不能忽略质量).带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外,一般都不能忽略重力.十三、带电粒子在电场中的偏转在图中,设带电粒子质量为m ,带电荷量为q ,以速度v 0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,偏转电压为U ,若粒子飞离偏转电场时的偏距为y ,偏转角为θ,则tan θ=v y v x =a y t v 0=qUl mdv 20,y =12a y t 2=qUl 22mdv 20带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于极板中线的中点.所以侧移距离也可表示为y =l 2tan θ,所以粒子好像从极板中央沿直线飞出去一样.若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的,则qU 0=12mv 20,即y =Ul 24dU 0,tan θ=y x =Ul2dU 0.由以上讨论可知,粒子的偏转角和偏距与粒子的q 、m 无关,仅决定于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的.十四、用能量的观点处理带电体在电场及复合场中的运动对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量的观点去处理,用能量观点处理也更简捷,具体的方法通常有两种:(1)用动能定理处理.思维顺序一般为:①明确研究对象的物理过程;②分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是做负功;③弄清所研究过程的初、末两个状态的动能;④根据动能定理列出方程求解.(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理.列式的方法主要有两种:①从初、末状态的能量相等列方程;②从某些能量的减少量等于另一些能量的增加量列方程.十五、带电粒子在交变电场中的运动带电粒子在交变电场中的运动,通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)且不计粒子重力的情形.在两个相互平行的金属板间加交变电压时,在两板中间便可获得交变电场.此类电场在同一时刻可看成是匀强的,即电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同,从时间上看是变化的,即电场强度的大小、方向都可随时间而变化.(1)当粒子与电场平行射入时:粒子做直线运动,其初速度和受力决定了粒子的运动,粒子可以做周期性的运动.(2)粒子垂直电场方向射入时:沿初速度方向为匀速直线运动,在电场力方向上的分运动具有周期性.。
高三静电场知识点总结详细
高三静电场知识点总结详细静电场是物理学中的重要概念之一,在高三物理学习中也是一个重要的考点。
本文将对高三静电场的知识点进行详细总结,包括电荷、电场、电势、电场力等内容。
一、电荷1. 电荷的性质:电荷分正负两种,同性相斥,异性相吸。
2. 电荷的守恒:封闭系统内电荷的代数和保持不变。
二、电场1. 电场的定义:电场是指周围空间存在电荷时,该空间中任意一点所受到的电力作用力。
2. 电场强度:电场强度E定义为单位正电荷所受到的力F与该正电荷之间的比值,即E=F/q。
3. 电场线:用于描绘电场的线条,具有从正电荷向外辐射、从负电荷向内汇聚的特点。
4. 电场的叠加原理:当电荷系中存在多个电荷时,各个电荷的电场强度矢量之和等于各个电场强度矢量的矢量和。
三、电势1. 电势能:电荷在电场中的位置决定了它所具有的电势能。
当电荷由A点移动到B点,电势能的变化量等于电化学元件上的电势差ΔV,即ΔE=qΔV。
2. 电势:单位正电荷置于某一点所具有的电势能,即电势V=ΔE/q。
3. 电势差:两个点之间的电势差等于单位正电荷从一个点移动到另一个点时电势能的变化量。
4. 等势线:具有相同电势的点所组成的曲线或曲面。
四、电场力1. 库仑定律:两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比,方向沿着连线方向,大小由库仑定律给出。
2. 静电力:在电场中,带电物体所受到的外力称为静电力。
3. 静电力的计算:可以利用库仑力计算公式:F=K×|q1q2|/r^2 来计算静电力的大小。
五、高三静电场解题方法1. 根据具体问题,确定所给信息,画出电场图。
2. 利用电场叠加原理,计算电场强度。
3. 根据电场定义和所给信息,计算电势。
4. 利用静电力计算公式,计算静电力的大小。
5. 根据静电力和电势能的关系,计算电荷所具有的电势能。
六、总结静电场是高三物理学习中的重要知识点,理解和掌握静电场的相关概念、公式和计算方法对于解题非常重要。
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/r2 (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/r2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式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· ·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.(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: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: 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。
高中物理静电场部分知识点+例题讲解
U BA
WAB
WAB EPA
U AB
EPB q
A
q
B
q(
A
U AB
Ed
E
a
U ab d
a b
b d d
U ab E d
a b
a
b
A
d
a b
a b
D
B C
2. A B C
13 / 27
D
E
U d
d A B C D
C
3.
C D
D
10 6 C 7 10 6 J
A
B
2 10 6 J
3V
A B
C
B
C
U AB U CB
L
A
F
20 cm
B
F
2
13.3 cm
D
50 cm
k
4F
k
q1q2 r2 q1q2
k
q1q2 L2
L 10
L
20 cm
A
3 / 27
2.
1.5 F
Q
q
2Q
F q
1.5 1.5
A B C D
Q 2
3q
1.5 1.5
2 3 F F kQq r2 kq1 q2 r2
r
A
FA
k 2Q 3q 2r
2
3F 2
B C D
ABD 2. 2011
U1 E1 U2 U1 U1 E2 E2 E1 2E1
d
Q 2Q
E2
1 d 2
2U 1 2U 1 E2 E2 4E1 2E1
A C
U1
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高中物理静电场知识点与例题精讲总结
静电场第一讲 电场力的性质 电场强度与电场力的区别电场强度E 电场力F 区别①反映电场的力的性质; ②其大小仅由电场本身决定; ③其方向仅由电场本身决定,规定其方向与正电荷在电场中的受力方向相同。
①仅指电荷在电场中的受力; ②其大小由放在电场中的电荷和电场共同决定; ③正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷受力方向与电场方向相反。
联系 q F E = qE F =例1:如图所示,在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时,电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系,下列说法正确的是( )A、这电场是匀强电场;B、a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec;C、这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed;D、无法比较E值大小。
三、电场线1、 电场线与运动轨迹电场线是为形象地描述电场而引入的假想曲线,规定电场线上每点的切线方向沿该点场强的方向,也是正电荷在该点受力产生加速度的方向(负电荷受力方向相反)。
运动轨迹是带电粒子在电场中实际通过的径迹,每项迹上每点的切线方向淡粒子在该点的速度方向。
在力学的学习中我们就已经知道,物体运动速度的方向和它的加速度的方向是两回事,不一定重合。
因此,电场线与运动轨迹不能混为一谈,不能认为电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹。
只有当电荷只受电场力,电场线是直线,且带电粒子初速度为零或初速度方向在这条直线上,运动轨迹才和电场线重合。
2、电场线的疏密与场强的关系按照电场线画法的规定,场强大处电场线密,场强小处电场线疏。
因此根据电场线的疏密就可以比较场强的大小。
例2:关于电场线的下列说法中正确的是( )A、电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同;B、沿电场线方向,电场强度越来越小;C、电场线越密的地方,同一试探电荷所受的电场力就越大;D、在电场中,顺着电场线移动电荷,电荷受到的电场力大小恒定。
例3:某静电场中电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图虚线所示由M运动到N,以下说法正确的是( )A、粒子必定带正电荷;B、粒子在M点的加速度大于它在N点加速度;C、粒子在M点的加速度小于它在N点加速度;D、粒子在M点的动能小于它在N点的动能。
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。
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高二物理静电场知识点总结擦起电②接触带电③感应起电。
电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷。
2.库仑定律公式F = KQ1Q2/r (真空中静止的两个点电荷)在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,其中比例常数K叫静电力常量,K = 9.0*10 Nm /C 。
(F:点电荷间的作用力(N),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)库仑定律的适用条件是(1)真空,(2)点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时,可以使用库仑定律,否则不能使用。
3.静电场电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向,在电场中画出一系列曲线,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点:(1)始于正电荷(或无穷远),终止负电荷(或无穷远);(2)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4.电场强度点电荷的电场电场的最基本的性质之一,是对放入其中的电荷有电场力的作用。
电场的这种性质用电场强度来描述。
在电场中放入一个检验电荷q,它所受到的电场力F跟它所带电量的比值F/q叫做这个位置上的电场强度,定义式是E = F/q,E是矢量,规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向,负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。
(E:电场强度(N/C),是矢量,q:检验电荷的电量(C))电场强度E的大小,方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与检验电荷无关。
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。
高中物理讲义.必修三.第一章:静电场(知识点总结+习题)
电荷【引入】在生活中我们都有这样的经历:拿梳子梳头,却发现发丝被梳子吸引粘连在一起;干燥的冬天脱下毛衣总会发出“噼啪”的声音。
这些其实都是静电现象,不同物体因为相互摩擦带电,或者说带了电荷。
电荷是“电”的基本单元。
一、电荷(一)两种电荷1.正电荷:丝绸摩擦的玻璃棒2.负电荷:毛皮摩擦的橡胶棒3.电荷量(Q或q)表示电荷的多少。
单位:库伦(C)(二)电荷的基本性质1.同种电荷相排斥,异种电荷相吸引2.带电体也会吸引不带电的轻小物体【例】甲乙两个轻质小球相互吸引,甲球带正电,乙带什么电?(负或不带电)二、三种起电方法(一)摩擦起电1.现象不同物质构成的物体,相互摩擦带电2.原理不同原子核(带正电)对电子(带负电)的束缚能力不同,摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体。
【判断正误】摩擦起电创造了电荷(X)3.带电情况摩擦起电的两个物体分别带等量的异种电荷。
【思考】玻璃棒和丝绸摩擦后,丝绸带什么电?(二)接触带电1.现象用带电物体接触导体,会使导体也带电。
2.原理电荷向导体发生了转移3.电荷的分配原则【例】现有两个完全相同的金属球A、B(1)A带1C的正电荷,B不带电,接触后怎么分配?(AB平均分配,最后都带0.5C的正电荷)(2)A带1C的正电荷,B带2C的正电荷,接触后怎么分配?(仍然平均分配,最后都带1.5C的正电荷)(3)A带1C的正电荷,B带2C的负电荷,接触后怎么分配?(先中和,剩余的再平均分配,最后都带0.5C的负电荷)结论:能中和先中和,如果两物体完全一样,最后电荷平均分配。
4.中和等量的电荷相接触后,既不显正电,也不显负电,而是成电中性。
5.应用验电器原理:接触带电,同种电荷相排斥张角越大,带电越多。
【拓展】金属导电原因金属原子核外的最外层电子往往会脱离原子核的束缚,可以自由的穿梭于金属内部,这样的电子叫自由电荷。
并且,自由电荷如果定向移动,就形成了电流(三)感应带电(静电感应)1.现象2.原理(1)金属内部有自由电荷,可以在金属内部自由移动。
高中物理3-1静电场知识点归纳
高中物理3-1静电场知识点归纳(期末复习用)(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--物理选修3-1《静电场》考点知识归纳考点1.电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷:正电荷和负电荷。
例如:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
1. 元电荷:电荷量e=×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. 电荷守恒定律:电荷既不能被创造,又不能被消灭,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,电荷的总量保持不变。
3. 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. 内容:在真空中静止的两个点电荷之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,作用力的方向在他们的连线上。
2. 公式:叫静电力常量)式中,/100.9(229221C m N k r Q Q k F ⋅⨯==3.适用条件:真空中的点电荷。
4. 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。
⑸叠加性:多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这种关系叫做电场强度的叠加,电场强度的叠加尊从平行四边形定则。
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静电场第一讲 电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律1、 自然界中只存在两种电荷,一种是正电,例如用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;另一种带负电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电。
2、 电荷间存在着相互作用的引力或斥力(同性相吸,异性相斥)。
3、 电荷在它的周围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
元电荷e=1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
点电荷4、 使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种:(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电。
5、 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或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。
这叫做电荷守恒定律。
【重点理解】(1)摩擦起电;(2)接触带电;(3)感应起电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:电子的得失或转移二、库仑定律1、内容:在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,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、公式:221rQ Q kF ,F叫库仑力或静电力,也叫电场力,F可以是引力,也可以是斥力,K叫静电力常量,公式中各量均取国际单位制单位时,K=9.0×109N ·m 2/C 23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
版高中物理必修二静电场中的能量知识点总结归纳完整版
版高中物理必修二静电场中的能量知识点总结归纳完整版静电场能量的知识点总结如下:1.静电势能:静电场中的一对电荷之间存在着电势差,当电荷在电场中移动时,电荷会具有势能。
对于电量为q的电荷在电场中移动一个距离d,则其势能U等于U=qV,其中V为电势差。
2.电场能:电场能是指电场中存储的能量。
当电场中有电荷分布时,电荷会在电场力的作用下发生位能变化,导致电场能的产生。
电场能可以表示为E=1/2ε_0∫E^2dV,其中ε_0为真空介电常数,E为电场强度。
3.电容器的电场能:电容器的电场能是指由于电荷在电容器的正负极板之间移动而产生的能量。
电容器的电场能可以表示为E=(1/2)CV^2,其中C为电容量,V为电容器两极板的电压。
4.平行板电容器的电场能:平行板电容器的电场能可以表示为E=(1/2)ε_0AV^2/d,其中A为平行板电容器的面积,d为两平行板的距离。
5.电势能密度:电势能密度指单位体积内的电势能,可以表示为u=(1/2)ε_0E^2,其中u为电势能密度,E为电场强度。
6.电场能量的传递与转化:当电荷在电场中移动时,电荷的电势能会发生变化,从而将能量传递给电场。
电场能可以转化为其他形式的能量,如电磁辐射、热能等。
7. 电场能与电势能的关系:电场能与电势能之间存在着直接的关系。
电场能可以通过电势能来表示,即E=-(dU/dx),其中E为电场强度,U为电势能,x为电场沿着的方向。
8.超导体与电场能量:超导体是一种具有无电阻的导电性能的材料。
在超导体中,电荷是自由移动的,当超导体中的电荷移动时,其电场能会消失,转化为其他形式的能量。
9.静电场能量的应用:静电场能量的应用包括电容器的储能、静电除尘、电子束加速器等。
总结:静电场能量是指在静电场中存储的能量。
静电势能和电场能是静电场能量的两个重要概念。
静电场能量可以通过电势能、电场强度、电容量来计算。
静电场能量的转化与传递涉及到电荷在电场中的运动和电场能的转化。
高中物理专题静电场考点归纳
高中物理专题静电场考点归纳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 r2(q1q2),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=q(F),是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k r2(Q),Q为场源电荷,r为某点到Q 的距离.(3)匀强电场的场强:E=d(U).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 r2(q1q2),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.②WAB=qUAB,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WAB=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.(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WAB与移动的电荷的电量q的比值.3.电势差与电势的关系:UAB=φA-φB,UAB=-UBA. 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UAB=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UAB=φA-φB:若UAB>0,则φA>φB,若UAB<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WAB=qUAB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:WAB=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.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题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.。
高二静电场知识点总结
高二静电场知识点总结静电场是物理学中的一个重要概念,其涉及电荷、电场和电势等内容。
本文将对高二静电场的相关知识点进行总结。
一、电荷与电场1. 电荷的基本性质电荷是物质的一种性质,分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2. 电场的概念电场是由电荷引起的一种物理场,具有方向和大小。
正电荷产生的电场指向外围,负电荷产生的电场指向内部。
3. 电场强度电场强度表示单位正电荷在电场中所受到的力的大小,用E表示,单位是牛顿/库仑。
电场强度的方向与力的方向相同。
4. 电场线与图象电场线是一根根箭头定义的线,表示了电荷所在位置附近的电场的方向。
电场图象可以由电荷布局直接推导出来。
二、库仑定律与电场强度计算1. 库仑定律的表达式库仑定律描述了静电作用力的大小与电荷量和距离的关系。
库仑定律的表达式为F=k|q1q2|/r^2,其中k为比例常数。
2. 电场强度的计算在离散电荷分布的情况下,可以通过电场强度的叠加原理计算出总电场强度。
对于连续电荷分布,可以使用电场强度的积分形式进行计算。
三、静电势能与电势差1. 静电势能静电势能是指电荷在电场中由于位置改变而具有的能量。
静电势能的计算公式为Ep=qEd,其中q为电荷量,E为电场强度,d 为电荷位移的距离。
2. 电势差电势差是指单位正电荷从一个点移动到另一个点时所获得或损失的能量。
电势差可通过V=Ed计算得出,其中V表示电势差。
四、高斯定理与电通量1. 高斯定理的表达式高斯定理描述了电场通过闭合曲面的总通量与包围在曲面内的总电荷量之间的关系。
高斯定理的表达式为∮E·dA=q/ε0,其中∮E·dA表示电场强度在曲面上的法向分量与曲面微元的面积之积的累积和。
2. 电通量电通量是指单位时间内通过闭合曲面的电场总量。
电通量可通过Φ=E·A计算得出,其中Φ表示电通量,E表示电场强度,A表示曲面的面积。
五、静电场与电场力线1. 电场力线电场力线是描述电场分布的一种图示方法,电场力线在空间中的分布能够直观地反映电场的特性。
高中物理选修3-1:静电场知识点归纳
⾼中物理选修3-1:静电场知识点归纳⾼中知识搜索⼩程序⼀、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1. 内容: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=9.0×109 N·m2/C2,叫静电⼒常量。
适⽤条件:真空中的点电荷。
3. 适⽤条件:三、电场强度、点电荷的场强定义: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。
1. 定义:2. 定义式: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:3. 点电荷的电场强度: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. ⽅向: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5. 电场强度的叠加:和,遵从平⾏四边形定则。
四、电场线1. 定义: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.匀强电场五、匀强电场五、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。
高中物理静电场知识点总结
高中物理静电场知识点总结IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】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,或者从物体的一部分转移到物体的另一部分,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相同。
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,则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,则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。
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静电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的 q、φ的要求电场中矢量(电场力 F、电场 E)的运算:q 代绝对值电场中标量(功 W 、电势能 E p、电势差 U AB、电势φ)的运算:q 、φ 代正、负2、公式:(1)点电荷间的作用力: F=kQ1Q2/r 2(2) 电荷共线平衡:Q外1 Q外2 Q内Q外1Q内Q外2...( 3)电势φA:φA=Ep A /q (φA电势 =Ep A电势能 / q 检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)(4)电势能 Ep A:Ep A=φAq(5)电场力做的功 W ABW=F d =F S COSθ=EqdW AB=E pA-E pBW AB= U AB q(电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)( 6)电势差 U AB:U AB=φA-φB(电场中,两点电势之差叫电势差)U AB=W AB / q(W AB电场力的功)U= E d(E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)( 7)电场强度 EE=F/q(任何电场); E kQ / r 2(点电荷电场);E U /d (匀强电场)( 8)电场力: F=E q (9)电容:C Q(10)平行板电容器: C S U 4 kd3、能量守恒定律公式( 1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化 .公式: F 合 t = mv 2一 mv1(解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统 , 如果不受外力 , 或它们所受的外力之和为零 , 它们的总动量保持不变 . (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式: m1v1 + m 2 v2 = m 1 v 1' + m2 v2'( 2)能量守恒( 1)动能定理:W合2 2E k(动能变化量=1/2 mv2-1/2 mv1)F合 s对地 cos 1 mv t2 mv022W1 W2 1 mv2 mv22 t 0( 2)能量守恒定律:系统 E初E末(动能+重力势能+电势能) 4、力与运动(动力学公式)牛顿第二定律:F合ma( 1)匀速直线运动:受力F合0 运动 v s t( 2)匀变速直线运动:受力F合ma (缺 )运动2as v t2 v02 (t)v t v0 at ( s)s v0 t 1 at 2 (v t)2s v0 v t t (a)2( 3)类平抛运动:仅受电场力 a Eq Uq L; 复合场F合m dm;t av0 m速度位移+ + U++水平方向v x v0 L v0tv0 d竖直方向v y a t 偏移量 y 1 2 m,q+Φθy at2速度偏向角的正切:tan v y UqL - - - - v v0 dmv02 L若加速电场:电场力做功,,qU 加1mv02 yU偏L2t a nv y U 偏 L与 m、 q 无关)则4 dU 加v0(y、tan2 2 dU 加示波管的灵敏度 : y/U 2=L 2/4dU 1v2 2 2圆周运动: 2 r向向m r m r mF maT绳子、单轨恰好通过最高点: F向mg ;v min Rg; 杆、双轨最高点:F向0 ; v mi n0 如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U1、偏转电压为U 2,要使电子在电场中的偏移距离y 增大为原来的 2 倍 (在保证电子不会打到极板上的前提下) ,可选用的方法有A .使 U1减小为原来的1/2 ; B.使 U 2增大为原来的 2 倍; C.使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重力,电场力就①对电场的要求:或是匀12:是粒子所受合外力,粒子做直线运动时的要求有:强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
②对初始位置的要求:在匀强电场中任一点开始运动都可以,在非匀强电场中带电粒子的初始位置必须在直线形的电场线上。
③对初速度的要求:初速度或为零,或不为零但与所在的电场线共线。
( 二 ) 、粒子在电场中做直线运动的处理方法有两种:①将牛顿第二定律与运动学公式结合求解,这种方法只能用在匀强电场中。
不考虑重力时,常用的基本方程有:等 .②由动能定理求解不涉及时间的问题,这种方法对匀强电场、非匀强电场均适用。
不考虑重力时,基本方程为:需要特别注意:的是式中 U 是质点运动中所经历的始末位置之间的电势差,而不一定等于题目中给定的电压,如带电粒子从电压为U 的两板中点运动到某一极板上时,经历的电压仅是三、知识点归纳分析1、电场强度的大小判断电场强度 E 的大小:电场线的疏密来判断,电场线越密,E越大;反之则反E 的方向: 1)电势降低的方向为 E 的方向。
2 ) +q 的受力方向为E的方向(-q的受力反方向)3 )电势降低的方向为 E 的方向。
2、电势的大小判断电场线方向为电势降低的方向四、考点例题考点1、电荷间的相互作用:1 )库仑定律:F=kQ 1 Q2/r 2(静电力常量 k=9.0 ×在真空中,两个点电荷间的作用力大小为:9 2 2)。
10 N·m/C2)库仑电荷分配法(1)两个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,异种电荷先中和再平均分配。
(2)应用库仑定律时要注意:①两带电体均可以看成点电荷②两带电体的电荷量均以其绝对值代入计算库仑力例 1.如图所示,在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为q q 0的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当 3 个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l0 已知静电力常量为 k ,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为A.5kq 2 Bkq 2 2D . l5kq 2 F23 . l C . F 弹l k0l 2 l 5kq2k0l 2 F132k0 l 2 4k0l 2解析:最右侧小球受三个力的作用,它们的关系是q 2K q2 ,得x 5Kq2l0 l x5Kq 2k0 x K l 22l 24k0 l2 ll 24k例 2. (09 年江苏物理) 1.两个分别带有电荷量Q和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F 。
两小球相互接触后将其固定距离变为r,则两球间库仑力的大小为2A . 1 FB .3FC .4F D .12F1243解析:本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。
接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 FkQ 3 Q ,两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均r 21Fk QQ分,所以两球分开后各自带点为 ( r2)2,所+Q ,距离又变为原来的 2 ,库仑力为以两球间库仑力的大小为4F 3,C 项正确。
如两球原来带正电,则接触各自带电均为 +2Q 。
3 )、三自由点电荷共线平衡 问题..1)共线平衡的三个自由电荷:同夹异,大夹小。
且“靠小”2)同夹异——电性是“两侧同,中间异”,3)大夹小—-电量是“夹小”,指中间电荷电量最小,4)“靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。
且满足Q 外1 Q 外2 Q 内 Q 外1Q 内 Q 外2借用图 3,可得对 A : F BA =F CA ①对 B :F AB =F CB②对C :F AC =F BC③由①②③结合牛顿第三定律有 :K Q C Q A Q B Q A Q B Q C而 CABA BCCA 2KKBA 2BC 2再结合数学知识可以推得 Q C Q AQ B Q A Q B Q C,即,Q 外1 Q 外2Q 内 Q 外1Q 内 Q外2例题1、下列各组共线的三个自由电荷 , 可以平衡的是( )A 、4Q 4Q 4Q ;B 、4Q -5Q 3Q ;C 、9Q -4Q 36Q ;D 、-4Q 2Q -3Q解析:由“两同一异”排除 A 项,由“两侧同,中间异”且“夹小”排除 B 项, 其实三点电荷的电量还有定量关系 ,Q 外1 Q 外 2Q 内 Q 外1Q 内 Q 外 2 代入数据可得 D 项不合,应选 C 。
考点 2、电场强度 E ;电场力 F; 电势差 U1)电场强度定义式: E=F/q (任何电场)该式适用于任何电场 ;E 与 F 、 q 无关 ; 只取决于电场本身(性质) ;电场强度 E 的大小: 电场线的疏密来判断,电场线越密, E 越大;反之则反E 的方向: 1)E 的方向为电势降低的方向。
2 ) +q 的受力方向为 E的方向(-q的受力反方向)3 )电势降低的方向为 E的方向。
2)场强 E 与电场线的关系:(E 方向)电场线上每点的切线方向表示该点的场强方向;(E 大小)电场线越密的地方表示场强越大;电场线的方向与场强 E 的大小无直接关系。
电场线的疏密表示电场的强弱(场强的大小),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(电场线并非电荷运动的轨迹)。
( 3)沿着电场线的方向电势降低,沿电场线方向电势逐点降低,是电势最低最快的方向。
;电场线从高等势面(线)垂直指向低等势面(线)。
( 4)电场力做正功,电势能减小.电场力做负功,电势能增加3)场强的合成:场强 E 是矢量,求合场强时应遵守矢量合成的平行四边形法则。
1.几种典型的电场线孤立的正电荷、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线4 、等量同种异号电荷的电场:1、它具有对称性(上下、左右对称),等势面对称分布,可判断 PQ电荷量等量异种;2、电场线与等势面垂直;正电荷的区域电势为正,负电荷的区域电势为负;相同等势面( a 点和 b 点)不同点上的电场强度大小相等,而方向不同。
(例如,负电荷从 a 到 c ,从负电荷的区域到了正电荷的区域,电势升高,电场力做正功,电势能减小.电场力做正功,电势能减少)4)电场力 F: F=qE(E=F/q)(任何电场)F与 q、E 都有关。
点电荷电场: E=kQ/r 2(点电荷)仅适用于在真空中点电荷Q形成的电场, E 的大小与 Q成正比,与 r 2成反比。
匀强电场关系式: E=U/d(匀强电场)仅适用于匀强电场。
考点 3. 匀强电场中电势差U 和电场强度 E 的关系1). 匀强电场中 , 电势差 U 和电场强度 E 的关系式为:U E d;匀强电场的电场强度在数值上,等于沿电场强度方向上单位距离的电势差,正是依据这个关系,, 规定电场强度的单位是V/m。
2)、大小关系:公式:,3 )、适用条件:,只能用在匀强电场中进行定量计算(因为在非匀强电场中, E 是电势差随时间的变化率,用得到的是AB间场强的平均值)。