高中物理电磁学(超完整)

电磁学

电荷和电荷守恒定律

电场

电场力的性质

场强E=F/q矢量电场线

匀强电场E=U/d真空中点电荷的电场E=KQ/r2

电场能的性质

电势：φ=ε/q标量等势面电势差：U AB=U A—U B=Δε/q=w AB/q

电场力

F=E·q（任何电场）F=Kq1q2/r2(真空中点电荷)电势能：ε=QφΔεAB=qU AB

电场力的功W=qU AB=ΔεAB做功与路径无关

带电粒子在电场中运动平衡直线加速偏转

电场中的导体静电感应静电平衡

电容器电容：C=Q/U

第一部分电场

知识网络：

单元切块：

按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：电场的力的性质；电场的能的性质；带电粒子在电场中的运动。其中重点是对电场基本性质的理解、熟练运用电场的基本概念和基本规律分析解决实际问题。难点是带电粒子在电场中的运动。

一、库仑定律

1.库仑定律内容

F=___________,其中:k=_________。作用力的方向在它们的连线上，方向由同种电荷_______，异种电荷_______来判断.两带电体间的库仑力是一对____________________．

适用条件：真空中的点电荷或者可等效为点电荷的带电体。点电荷：只有_______而没有_____的电荷.

基本规律:当两电荷间的距离变为原来的2倍时,其库仑力变为原来的______倍,当两电荷间的距离变为原来的2/3倍时,其库仑力变为原来的______倍.当两电荷的电量同时扩大2倍，且两电荷间的距离变为原来的1/2倍时,其库仑力变为原来的______倍.

2.电荷接触问题

两带电能力相同的电荷接触后,同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分。

例1:如图所示,两同种电荷的电量大小关系为Q A =2Q B ,连线上某处C 点到两点的距离关系为r AC =2r BC ,则在C 处放一电荷所受的电场力F AC ____F BC (＜、＝、＞)

例2:半径相同的两个金属球A 、B 带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F ．今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开．这时，A 、B 两球之间的相互作用力的大小是

A ．8F

B ．4F

C ．83F

D ．4

3F

3．与静力学接合问题

将库仑力作为电荷(物体)所受的一个力,利用力的平衡关系解决问题.

例1:如图所示,两带同种电荷的小球悬挂着,当Q A 增大时,AB 间绳的拉力将变______,OA 间绳的拉力将_____,当Q B

增大时,AB 间绳的拉力将变____,OA 间绳的拉力将____

例2:两点电荷的电量分别为q 1=9×10-6C,q 2=-1×10-6C,相距2米,则当q 3受力为零时,所在的位置与q 1相距_______米.与q 2相距_______米.与q 3的大小及正负______(有、无)关.

例3:如图所示,两电荷被悬绳悬于同一点,q 1与竖直方向成α角,质量为m l ,q 2与竖直方向成β角.质量为m 2且两电荷刚好处于同一水平面,则两夹角的关系tan α:tan β=________。

4.与动力学接合问题:主要的是加速度的求解

例1:两个小球A 和B 带有同种电荷，放在光滑的水平面上且相距较近， 3B A m m =，B A q q 3=，把两个小球从静止开始释放，ls 末它们的加速度大小之比B A a a :=

；动量大小之B A p :p =；速度大小之比B A v :v =____.动能

大小之比KB KA E :E =；例2:氢原子核外电子的轨道半径为r ，若电子质量为m ，电荷量为e ，则电子所受到的库仑力大小为___________,方向_________，电子做圆周运动的周期为___________.

例3:在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场E 1，持续一段时间后立即换成与E 1相反方向的匀强电场E 2。当电场E 2与电场E 1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能k E 。在上述过程中，E 1对滑块的电场力做功为W 1，冲量大小为I 1；E 2对滑块的电场力做功为W 2，冲量大小为I 2。则（

）A 、I 1=I 2B 、4I 1=I 2C 、W 1=0.25k E W 2=0.75k E D 、W 1=0.20k E W 2=0.80k

E

二、电场的性质

1.电场强度

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，定义式:E=_________________,方向：________________，是________．(矢量、标量)

提示：

(1)适用于任何电场，电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与检验电荷q_____(有关、无关).

(2)E=___________是真空中点电荷所形成的电场的决定式，E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定．

(3)E=___________是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意式中d 为两点间沿电场方向的距离．2.电场线

电场线用来形象描述电场的大小和方向的一系列_______（闭合、不闭合）的_______(相交、不相交)曲线.用________表示电场的大小,用________________表示电场的方向。

(1)电场线是起源于正电荷(或无穷远处)，终止于负电荷(或无穷远)的有源线．

(2)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹，只有当电场线为直线、电荷初速度为零或初速度平行于电场线时，运动轨迹才与电场线重合．

3.电势

表示电场中某点的电位的高低.单位:__________

规定：（1）______________处U=0；（2）沿着电场线方向,电势_______(升高,降低).电势差：U ab =_______________4.等势面

电场中电势相等的点组成的面.

(1)电场线总是与等势面_________，且从高等势面指向低等势面．

(2)沿等势面移动电荷，电场力_________，沿电场线移动电荷，电场力一定________．(做功、不做功)

(3)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具．

5.匀强电场中电势差与电场强度的关系

(1)公式d

U E =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势_______的方向.(2)αEL U cos =(α为线段与电场线的夹角，L 为线段的长度),由公式可得结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的两端点间的__________相等．