高中物理-静电场-知识点归纳
高三物理电场知识点梳理
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高三物理电场知识点梳理一、电荷与电场1.1 电荷的基本概念1.2 电荷的性质1.3 电荷守恒定律1.4 静电场的基本概念1.5 静电力与库仑定律二、电场强度与电势2.1 电场强度的定义2.2 电场强度的计算公式2.3 电偶极子与电场强度2.4 电势的基本概念2.5 电势的计算公式三、电场线与等势面3.1 电场线的定义与性质3.2 电场线的画法与规律3.3 等势面的概念与性质3.4 电场线与等势面的关系四、电场中的带电粒子4.1 带电粒子在电场中的受力4.2 带电粒子在电场中的运动轨迹 4.3 带电粒子在电势中的能量变化 4.4 带电粒子的加速电压与能量分析五、电势能与电势差5.1 电势能的定义与计算公式5.2 电势差的定义与计算方法5.3 电势能与电势差的关系5.4 电势能的转化与守恒六、电场中的静电场能6.1 静电场能的定义与计算6.2 静电场能的分布与变化规律 6.3 静电场能的积累与释放6.4 静电场能的应用与问题解析七、电场中的电场强度7.1 电场强度的定义与计算公式 7.2 电场强度的分布规律7.3 电场强度与电势的关系7.4 电场强度的变化与影响因素八、电场中的电场线分布8.1 电场线分布的形状与规律8.2 电场线在场强变化区域的行为 8.3 电场线与导体的关系与影响 8.4 电场线与非导体的关系与应用九、电势与电场能的计算9.1 电势的计算方法与公式9.2 电场能的计算与转化9.3 电场能的问题解析与实例应用9.4 电势与电场能的实验测量方法总结:物理电场是高中物理学中重要的内容之一。
本文对高三物理电场的知识点进行了梳理,详细介绍了电荷与电场、电场强度与电势、电场线与等势面、电场中的带电粒子、电势能与电势差、电场中的静电场能、电场中的电场强度、电场中的电场线分布以及电势与电场能的计算等方面的内容。
希望通过本文的学习,能够使读者对高三物理电场的知识有一个全面的了解,为接下来的学习和考试打下坚实的基础。
高中物理:静电场知识点归纳
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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。
高中物理静电场知识点总结及题型分析
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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。
高中物理一轮复习知识点汇总第八章静电场
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高中物理一轮复习知识点汇总第八章静电场第八章静电场是高中物理课程中的一个重要章节,包含了静电场的基本概念、公式以及相关应用。
下面是高中物理一轮复习中的静电场的主要知识点汇总:1.静电场的基本概念-静电场是指存在电荷时产生的电场状态,其影响范围无限远。
-电场是一种物理量,描述电荷对于其他电荷的作用力。
-电场强度E表示单位正电荷在电场中所受的力的大小和方向。
2.静电场的性质-电场具有叠加原理,即多个电荷产生的电场可以叠加。
-电场强度矢量方向与正电荷所受力方向相同,与负电荷所受力方向相反。
-电场强度E与距离r的关系为E∝1/r^23.电场强度的计算-均匀带电直线:E=λ/(2πε₀r),其中λ为直线上的电荷线密度,ε₀为真空介电常数。
-均匀带电圆环:E=Q/(2πε₀R^2),其中Q为总电荷量,R为圆环半径。
-均匀带电平面:E=σ/(2ε₀),其中σ为平面上的面电荷密度。
4.静电场的电势-电场电势能表示电荷在电场中具有的能量。
-静电场中,电势能转化为电势能,电场电势表示单位正电荷在电场中所具有的电势能。
-电场电势V与电场强度E的关系为V=-Ed,其中d为电荷的位移,负号表示电势降低。
5.电势的计算- 均匀带电直线产生的电势:V = λ/(2πε₀) * ln(r₂/r₁),其中r₁和r₂为直线上两点到电荷的距离。
-均匀带电圆环产生的电势:V=Q/(4πε₀R),其中R为圆环半径。
-均匀带电球壳产生的电势:V=Q/(4πε₀R),其中R为球壳半径。
6.电势能与电势的关系-电荷在电场中的电势能与电荷在电场中的电势有直接关系,即U=qV,其中U为电势能,q为电荷量,V为电势。
7.静电场中的电荷运动-在静电场中,电荷会受到电场力的作用而产生运动。
-A点电势高于B点时,电荷会从A点运动到B点;反之,电荷会从B点运动到A点。
-电势差ΔV表示A点与B点之间的电势差,ΔV=V(A)-V(B)。
8.可充电体与电位-可充电体是指具有一定电荷的导体物体。
高中物理静电场知识点总结
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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。
高中物理《静电场》知识点总结
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高中物理《静电场》知识点总结物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
下面是店铺收集整理的高中物理《静电场》知识点总结,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
一、电场基本规律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。
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: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。
二、电场力的性质——电场强度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: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:——Q场源电荷2匀强电场场强公式:——d沿电场方向两点间距离(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。
高中物理选修31章静电场知识点总结
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三一文库()/高二〔高中物理选修31章静电场知识点总结〕高中物理静电场知识点1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。
2、电场基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
3、电场力:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力叫电场力电荷间的静电力就是一个电荷受到另一个电荷激发电场的作用力。
静电场高中知识点
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课标要求第一章电场1.内容标准(1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用。
用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
(2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
(3)了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。
理解电场强度。
会用电场线描述电场。
(4)知道电势能、电势,理解电势差。
了解电势差与电场强度的关系。
(5)观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
3.总体说明电磁学是物理学中的一个重要板块,不论在哪一个学习阶段,都占有很大的分量。
在高中教材里,安排了从第一到第三共三章内容,时间跨越一个学期。
而且,整个电磁学知识的连贯性很强,各章知识的内在联系非常紧密,没有明显的重点和非重点之分。
电场(或静电场)一章是电磁学的开端。
它力图从最简单的电现象开始,归纳出静电场的基本性质,并对这些知识做一些应用。
本章内容较多,概念性强(尤其是电场能的性质),表面文字和数学规律不算复杂,但要理解它们的内涵至为不易。
静电场是整个电磁学的门户,对恒定电流和电磁感应两章的影响尤其深远,没有扎实铺垫,对今后的学习将造成一定困难。
本章分四个单元:电荷守恒和库仑定律(第1~2节)、关于电场的力的知识(第3节)、关于电场的能的性质(第4~5节)、静电场的相关应用(第6~8节)。
各单元都环环相扣,内在联系很紧。
§1-1 电荷&库仑定律(2个课时)【教学目的】1、知道摩擦起电的实质2、知道电荷守恒定律和元电荷3、掌握库仑定律的内容、条件,知道静电引力恒量4、会用库仑定律解决一些基本问题【教学重点】库仑定律的理解与掌握【教学难点】物体带电的实质、库仑定律的条件【主要教学环节】归纳表述:我们都知道,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,而原子是由原子核和电子组成的。
由于原子核和电子分别带正电和负电,这就意味着物质本身就带着等量异号的电荷。
高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)
![高中物理《静电场》知识点归纳归纳归纳总结(超详细)](https://img.taocdn.com/s3/m/d850fbb6b9f67c1cfad6195f312b3169a551ea4b.png)
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。
高中物理电学知识点
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高中物理电学知识点一:静电场<1>电荷及其守恒定律1:电荷的带电情况:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷带正电;用毛巾摩擦过的橡胶棒带所带的电荷带负电..2:电荷的相互作用:同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引..3:三种起点方式:1:摩擦起电:实质-------电子的得失2:接触起电:实质-------电子的转移/////电荷的分配:前提是两个完全相同的带点体;;;;方法:同种电荷直接平分;异种电荷先中和后平分3:感应起电:实质-----电荷从物体的一部分转移到另一部分;在同一个物体上4: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;在转移的过程中;电荷的总量是保持不变..另一种表述 :一个与外界没有电荷交换的系统;电荷的袋鼠和保持不变..5:电荷量(1)定义:电荷的多少(2)单位:库伦;简称库;用C表示最小的电荷量叫做元电荷;用e表示;所有带点体的电荷量或者等于e或者是e的整数倍;这也就是说电荷量是不能连续变化的物理量..<2>库伦定律1:内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力;与他们的电荷量的乘积成正比;与他们的距离的二次方成反比;作用力的方向在他们的连线上..2:公式:F=kq1q2/R2 其中的k比例系数;叫做静电力常量3:适用条件:真空中的点电荷4:三个点电荷在同一直线上的平衡问题遵循的原则:近大远小;两同夹一异<3>电场强度1:法拉第认为在电荷的周围存在着由他产生的电场2:电场的定义:电荷间的相互作用是通过电场发生的3:定义式:F=Eq 其中此公式只与比值有关;不能表示E 与F成正比与q成反比适用于一切电场4:方向:与正电荷在该点受到的静电力方向相同;与负电荷在该点受到的静电力相反5:决定式:E=KQ/R26:电场线的特点:1:电场线的疏密程度表示电场的强弱2:曲线上某点的切线方向3:始于正电荷;终于负电荷7:匀强电场:电场中各点电场强度的大小相等;方向相同..<4>电势能和电势1:静电力做功特点:只与初末位置有关;与路径无关适用于一切电场2:功是能量变化的量度..静电力做的功等于电势能的减少量.. Wab=Epa-Epb3:电荷在某点的电势能;等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功;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上的电势能规定为0.4:若想确定电势能的大小必须先选择零电势能点选取是任意的5:电势能的判断:正电荷具有的电势能越大;则该点的电势越高..负电荷具有的电势能越大;则该点的电势越低..6:等势面:电势相同的点构成的面特点:(1)等势面一定与电场线垂直(2)在电场线密集的地方;等差等势面相邻两等势面的电势差相等就密集(3)同一等势面内移动电荷静电力电场力不做功(4)等势面是假设的;真实不存在的<5>电势差1:定义:电场中两点间的差值叫做电势差2: 公式:Uab=Ua-Ub 理解:下标顺序要对应;且带入正负号3:静电力做功与电势差的关系:Wab=qUab 适用与一切电场理解:下标顺序要对应;且带入正负号;;Wab仅是静电力做功4:电势差与电场强度的关系:Uab=Ed 适用于匀强电场即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<6>静电现象的应用1:尖端放电2: 静电屏蔽<7>电容器1:电容器的充放电--------充电的特点;有短暂的充电电流而且两极板电压等于电源电压--------放电的特点:有短暂的放电电流而且电荷量Q减少2:电容器的电容定义式:C=Q/U 单位F 意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量3:平行板电容器的电容决定式:C=ξS/4πkd定义式是不能说与哪一个量成正比还是反比的;而决定式是可以的。
高中物理备考知识清单-静电场中的能量
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高中物理备考知识清单-静电场中的能量【思维导图】【知识清单】一、电势能和电势(一)静电力做功的特点在匀强电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关.(二)电势能1.定义:电荷在电场中具有的势能,用E p表示.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变化量.表达式:W AB=E p A-E p B.(1)静电力做正功,电势能减少;(2)静电力做负功,电势能增加.3.电势能的大小:电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功.4.电势能具有相对性电势能零点的规定:通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面的电势能规定为0.5.对电势能的理解(1)系统性:电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能.(2)相对性:电势能是相对的,其大小与选定的电势能为零的参考点有关.确定电荷的电势能,首先应确定参考点.(3)电势能是标量,有正负但没有方向.(4)电荷在电场中某点的电势能,等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力所做的功.(三)电势1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比.2.公式:φ=.3.单位:在国际单位制中,电势的单位是伏特,符号是V,1V=1J/C.4.电势高低的判断:沿着电场线方向电势逐渐降低.5.电势的相对性:只有在规定了零电势点之后,才能确定电场中某点的电势,一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0.6.电势是标(填“矢”或“标”)量,只有大小,没有方向.7.电势高低的判断方法(1)电场线法:沿着电场线方向电势逐渐降低.(2)公式法:由φ=知,对于同一正电荷,电势能越大,所在位置的电势越高;对于同一负电荷,电势能越小,所在位置的电势越高.二、电势差(一)电势差1.定义:电场中两点之间电势的差值,也叫作电压.U AB=φA-φB,U BA=φB-φA,U AB=-U BA.2.电势差是标量,有正负,电势差的正负表示电势的高低.U AB>0,表示A 点电势比B点电势高.3.静电力做功与电势差的关系W AB=qU AB或U AB=.其中W AB仅是静电力做的功.把电荷q的电性和电势差U的正负代入进行运算,功为正,说明静电力做正功,电荷的电势能减小;功为负,说明静电力做负功,电荷的电势能增大.4.电势差的理解(1)电势差反映了电场的能的性质,决定于电场本身,与试探电荷无关.(2)电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示两点电势的高低;U AB=-U BA,与零电势点的选取无关.(3)电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差.5.电势和电势差的比较(二)等势面1.定义:电场中电势相同的各点构成的面.2.等势面的特点(1)在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功.(2)等势面一定跟电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直.(3)电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.3.等势面的特点及应用(1)在同一个等势面上移动电荷时,静电力不做功,电荷的电势能不变.(2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面,由此可以绘制电场线,从而可以确定电场的大致分布.(3)等差等势面密的地方,电场强度较强;等差等势面疏的地方,电场强度较弱,由等差等势面的疏密可以定性分析场强大小.(4)任意两个等势面都不相交.三、电势差与电场强度的关系(一)匀强电场中电势差与电场强度的关系1.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.2.公式:U AB=Ed.3.电势差的三种求解方法(1)应用定义式U AB=φA-φB来求解.(2)应用关系式U AB=来求解.(3)应用关系式U AB=Ed(匀强电场)来求解.(二)公式E=的意义1.意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点之间的电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比.2.电场强度的另一种表述:电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势.3.电场强度的另一个单位:由E=可导出电场强度的另一个单位,即伏每米,符号为V/m.1V/m=1N/C.四、电容器的电容(一)电容器1.基本构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器.2.充电、放电:使电容器两个极板分别带上等量异种电荷,这个过程叫充电.使电容器两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.3.从能量的角度区分充电与放电:充电是从电源获得能量储存在电容器中,放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量.4.电容器的电荷量:其中一个极板所带电荷量的绝对值.(二)电容1.定义:电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比.2.定义式:C=.3.单位:电容的国际单位是法拉,符号为F,常用的单位还有微法和皮法,1F=106μF=1012pF.4.物理意义:电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,在数值上等于使两极板之间的电势差为1V时,电容器所带的电荷量.5.击穿电压与额定电压(1)击穿电压:电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,电容器就会损坏.(2)额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电压低.(三)平行板电容器的电容1.结构:由两个平行且彼此绝缘的金属板构成.2.电容的决定因素:电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成正比,跟极板的正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.3.电容的决定式:C=,εr为电介质的相对介电常数,k为静电力常量.当两极板间是真空时,C=.(四)常用电容器1.分类:从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类.2.固定电容器有:聚苯乙烯电容器、电解电容器等.3.可变电容器由两组铝片组成,固定的一组铝片叫定片,可以转动的一组铝片叫动片.转动动片,使两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着改变.五、带电粒子在电场中的运动(一)带电粒子在电场中的加速分析带电粒子的加速问题有两种思路:1.利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析.适用于匀强电场.2.利用静电力做功结合动能定理分析.对于匀强电场和非匀强电场都适用,公式有qEd=mv2-mv02(匀强电场)或qU=mv2-mv02(任何电场)等.(二)带电粒子在电场中的偏转如图所示,质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力),以初速度v0平行于两极板进入匀强电场,极板长为l,极板间距离为d,极板间电压为U.1.运动性质:(1)沿初速度方向:速度为v0的匀速直线运动.(2)垂直v0的方向:初速度为零的匀加速直线运动.2.运动规律:(1)t=,a=,偏移距离y=at2=.(2)v y=at=,tanθ==.。
高中物理 静电场 知识点归纳
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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 k F ,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=9.0×109 N ·m 2/C 23、适用条件:(1)真空中;(2)点电荷。
高中物理讲义.必修三.第一章:静电场(知识点总结+习题)
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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。
高中物理电磁学知识点总结
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高中物理电磁学知识点总结一、静电场1. 电荷与库仑定律- 基本电荷(元电荷)的概念- 电荷守恒定律- 库仑定律:两个点电荷之间的相互作用力2. 电场- 电场强度的定义和计算- 电场线的性质- 电场的叠加原理3. 电势能与电势- 电势能和电势的定义- 电势差的计算- 等势面的概念4. 电容与电容器- 电容的定义和计算- 平行板电容器的电容公式- 电容器的串联和并联5. 静电场中的导体- 导体的静电平衡状态- 电荷在导体表面的分布- 尖端放电现象二、直流电路1. 电流与电压- 电流的定义和单位- 电压的概念和测量- 欧姆定律2. 串联和并联电路- 串联电路的电流和电压规律 - 并联电路的电流和电压规律3. 电阻- 电阻的定义和单位- 电阻的计算- 电阻的串联和并联4. 基尔霍夫定律- 基尔霍夫电流定律- 基尔霍夫电压定律- 基尔霍夫定律的应用5. 电源与电动势- 电源的概念- 电动势的定义和计算- 电池组的电动势和电压三、磁场1. 磁场的基本概念- 磁极和磁力线- 磁通量和磁通量密度2. 磁场的产生- 电流产生磁场的原理- 磁矩的概念3. 磁场对电流的作用- 安培力的计算- 洛伦兹力公式4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 楞次定律- 感应电动势的计算5. 电磁铁与变压器- 电磁铁的工作原理- 变压器的基本原理- 变压器的效率和功率传输四、交流电路1. 交流电的基本概念- 交流电的周期和频率- 瞬时值、最大值和有效值2. 交流电路中的电阻、电容和电感 - 交流电路中的电阻特性- 电容和电感对交流电的影响 - 阻抗的概念3. 交流电路的分析- 串联和并联交流电路的分析 - 相量法的应用- 功率因数的计算4. 谐振电路- 串联谐振和并联谐振的条件- 谐振频率的计算- 谐振电路的应用五、电磁波1. 电磁波的产生- 振荡电路产生电磁波的原理- 电磁波的传播特性2. 电磁波的性质- 电磁波的速度和波长- 电磁谱的概念3. 电磁波的应用- 无线电通信- 微波技术- 光波和光通信以上是高中物理电磁学的主要知识点总结。
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
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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
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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.。
人教版高中物理选修知识点——第一章《静电场》
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人教版高中物理选修3-1部分知识点内部资料第一章《静电场》一、电荷自然界中只有两种电荷:正电荷和负电荷。
电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
注意:元电荷不是电荷,而是物体所带的最小电量,C e 19106.1-⨯=。
二、物体的起电方式(1)带电:物体或部分物体的正负电荷的代数和不为零。
(2)三种起电方式:①摩擦起电:物体对核外电子的束缚力不同。
②接触带电:电荷间的相互作用,自由电荷的转移。
③感应起电:电荷间的相互作用,自由电荷的转移。
注意:静电感应(1)导体是由原子核和核外电子组成的。
原子核紧密排列,因此不能自由移动;自由电子可以自由移动。
(2)电荷只分布在近端和远端,中间不带电。
近端是异号电荷,远端是同号电荷,且电荷量相等。
(3)整个导体处于静电平衡状态,导体内部场强处处为零;导体是个等势体,表面是个等势面,电场线与导体表面处处垂直。
三、库仑定律主要是研究点电荷间的相互作用力的。
点电荷的库仑力的叠加。
(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:2rkQq F = (3)适用条件:两个点电荷之间。
(4)静电力常量229/109C m N k ⋅⨯=,通过库仑扭秤实验测得的。
四、电场(1)本质:电荷周围存在的一种物质,看不见,摸不着,但是它具有客观性和实体性。
电荷间的相互作用是通过电场来实现的。
(2)特征:电场对放入其中的电荷施加电场力的作用。
(3)电场力:qE F =(决定式)五、电场强度E(1)定义:放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电量的比值,叫做电场强度。
(2)定义式:大小:qF E =,适用于一切电场。
单位:N/C 方向:电场强度是矢量,方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反,或者沿该点的电场线的切线方向。
(3)物理意义:电场强度是描述电场的力的性质的物理量,在电场中某点电场强度的大小是由电场本身决定的,与在该点是否放着电荷均无关。
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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 2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( ) A. 变大 B .变小 C .不变 D .以上情况均有可能三、电场强度1、电场:带电体周围存在的一种物质,由电荷激发产生,是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在,在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
2、电场强度:(1)定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
电场强度的意义是描述电场强弱和方向的物理量。
(2)qFE =,电场强度定义式,适用于一切电场;电场强度大小取决于电场本身,与q、F无关; 2r QKE =,仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
(3)方向:规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
(4)多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
这叫做电场的叠加原理。
在电场某一区域,如果各点场强的大小和方向都相同,这个区域里的电场是匀强电场。
四、电场线1、概念:为了形象地描绘电场,人为地在电场中画出的一系列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,这些曲线叫电场线。
它是人们研究电场的工具。
2、性质:(1)电场线起自正电荷(或来自无穷远),终止于负电荷(或伸向无穷远); (2)电场线不相交;(3)电场线的疏密反映电场的强弱,电场线越密场强越强,匀强电场的电场线是距离相等的平行直线; (4)静电场中电场线不闭合(在变化的电磁场中可以闭合); (5)电场线是人为引进的,不是客观存在的; (6)电场线不是电荷运动的轨迹。
重难点突破一.电场点电荷的电场:2rQKE =就是点电荷Q在空间距Q为r处激发的电场强度。
方向:如果Q是正电荷,在Q与该点连线上,指向背离Q的方向;如果Q是负电荷,在Q与该点的连线上,指向Q的方向。
同时要注意以下几点:(1)在距Q为r处的各点(组成一个球面)电场强度的大小相等,但方向不同,即各点场强不同。
(2)2r QKE =是点电荷激发的电场强度计算公式,是由qF E =推导出来的,q F E =是电场强度的定义,适用于一切电场,而2r QKE =只适用于点电荷激发的电场。
匀强电场:在电场中,如果各点的电场强度的大小都相同,这样的电场电匀强电场,匀强电场中电场线是间距相等且互相平行的直线。
dUE =是场强与电势差的关系式,只适应于匀强电场。
【总结】大小:E=F/q 定义式 普适E= kQ/r 2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 qF E =qE F =例2.如图19所示,把A 、B 两个相同的导电小球分别用长为0.10 m 的绝缘细线悬挂于OA 和OB 两点。
用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触,棒移开后将悬点OB 移到OA 点固定。
两球接触后分开,平衡时距离为0.12m 。
已测得每个小球质量是-48.010kg ⨯,带电小球可视为点电荷,重力加速度210m /s g =,静电力常量9229.010N m /C k =⨯⋅,下列说法正确的是( )A .两球所带电荷量相等B .A 球所受的静电力为1.0×10-2NC .B 球所带的电荷量为84610C -⨯D .A 、B 两球连续中点处的电场强度为0二. 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路径,轨迹上每点的切线方向是该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3.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4: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。
三.电场的叠加1、所谓电场的叠加就是场强的合成,遵守平行四边形定则,分析合场强时应注意画好电场强度的平行四边形图示。
在同一空间,如果有几个静止电荷同时在空间产生电场,如何求解空间某点的场强的大小呢?根据电场强度的定义式qFE =和力的独立作用原理,在空间某点,多个场源电荷在该点产生的场强,是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和,这就是电场的迭加原理。
2、等量异种、等量同种点电荷的连线和中垂线上场强的变化规律。
(1)等量异种点电荷的连线之间,中点场强最小;沿中垂线从中点到无限远处,电场强度逐渐减小; 等量同种点电荷的连线之间,中点场强最小,且一定等于零。
因无限远处场强为零,则沿中垂线从中点到无限远处,电场强度先增大后减小,中间某位置必有最大值。
(2)等量异种点电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强相同;等量同种电荷连线和中垂线上关于中点对称处的场强大小相等、方向相反。
例7.如右图所示,ABC 是等边三角形,在A 点放置电荷量为Q 的点电荷时,取无穷远处电势为0,C 点的电场强度大小和电势分别为E 和ϕ。
再在B 点放置电荷量为Q -的点电荷时,C 点的电场强度大小和电势分别是( )A .E 和0B .E 和ϕ2C .E 2和ϕD .E 2和ϕ2AB C例8.现有两个边长不等的正方形ABCD 和abcd ,如图所示,且Aa 、Bb 、Cc 、Dd 间距相等。
在AB 、AC 、CD.DB 的中点分别放等量的点电荷,其中AB 、AC 中点放的点电荷带正电,CD.BD 的中点放的点电荷带负电,取无穷远处电势为零。
则下列说法中正确的是( )A .O 点的电场强度和电势均为零B .把一正点电荷沿着b→d→c 的路径移动时,电场力做功为零C .同一点电荷在a 、d 两点所受电场力相同D .将一负点电荷由a 点移到b 点电势能减小不同电场的电场线分布四.带电体的平衡1、解决带电体在电场中处于平衡状态问题的方法与解决力学中平衡问题的方法是一样的,都是依据共点力平衡条件求解,所不同的只是在受力分析列平衡方程时,需要考虑电场力。
2、解决带电体在电场中平衡问题的一般步骤:(1)确定研究对象;(2)分析研究对象的受力情况,并画出受力图。
(3)据受力图和平衡条件,列出平衡方程;(4)求解未知量。
补充练习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r2,则两球间库仑力的大小为 ( )++--A B DC abd cOA.112F B.34F C.43F D .12F 2.如图2所示,一质量为m 、带电荷量为q 的物体处于场强按E =E 0-kt(E 0、k 均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,当t =0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )A .物体开始运动后加速度先增加、后保持不变B .物体开始运动后加速度不断增大C .经过时间t =E 0k ,物体在竖直墙壁上的位移达最大值D .经过时间t =μqE 0-mgμkq,物体运动速度达最大值第二讲 电场能的性质一、电势、电势差 1、电势差(1)电荷q在电场中由一点A移到另一点B时,电场力所做的功WAB 跟它的电荷量q的比值,叫做A、B两点间的电势差。