第七章静电场基础知识

知识点2
静电场
电场强度
电场线
1.静电场:静电场是客观存在于电荷周围的一种物质, 其基本性质是对放入其中的电荷有 力的作用 _________。
2.电场强度:
F E 是矢量,单位:N/C或V/m。 (1)定义式:_____, q kQ 。 (2)点电荷的场强:E= _____ r2 (3)方向:规定_______在电场中某点___________为该 正电荷 受力的方向 点的电场强度方向。
选修3-1
第七章 静 电 场
第1讲 电场力的性质的描述
【知识梳理】 知识点1 点电荷 电荷守恒定律 库仑定律
1.点电荷:当带电体本身的___________对研究的问题 大小和形状 影响可以忽略不计时,可以将带电体视为点电荷。点电 荷是一种理想化模型。
2.电荷守恒定律: (1)内容:电荷既不会创生,也不会消失,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另一 部分,在转移的过程中,电荷的总量_________。 保持不变 (2)三种起电方式:_____________________________。 摩擦起电、接触起电、感应起电
(4)带电粒子在匀强电场中可以做匀加速直线运动。 ( )
(5)示波管屏幕上的亮线是由电子束高速撞击荧光屏而 产生的。 ( )
(6)带电粒子在电场中运动时重力必须忽略不计。 ( )
提示:(1)√。电容器是能够储存电荷的器件,用电容表 示其储存电荷的本领。 (2)×。电容器的电容C是由电容器本身的性质决定的, 与电容器是否带电无关,电容器放电后,电容器的带电 荷量为零,其电容C保持不变。
(4)电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场 力的方向相反。 ( )
(5)在真空中,点电荷的场强公式E= kQ 中的Q是产生电 2 r 场的场源电荷的电荷量,E与试探电荷无关。 ( ) (6)带电粒子的运动轨迹一定与电场线重合。 ( )
(7)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球 面上各点的电场强度都相同。 ( )
标量 示该点电势比_______ 高( 低) 。 零电势
(4)相对性:电势具有_______, 相对性 同一点的电势因选取零
电势点的不同而不同。
4.等势面: (1)定义:电场中_________的各点组成的面。 电势相等 (2)特点。
如图所示,实线为正点电荷的电场线,虚线为等势面,且 相邻的两个等势面间的电势差相等,A、B是同一等势面 上的两个点。则:等势面与电场线_____;电场线由高等 垂直 势面指向低等势面;等差等势面密集的地方场强大;将 电荷由A沿等势面移动到B,电场力做功为零。 ①等势面一定与电场线_____。 垂直
－6 Q 1.0 10 (3)√。C F 1.0 10－7 F。 U 10 (4)√。带电粒子在匀强电场中可以做直线运动,也可
以做曲线运动,运动形式由初速度方向与电场方向的夹 角决定,是否匀变速运动由合外力决定。 (5)√。由示波管的原理可知此种说法正确。
⑥电场线和等势面在相交处 _________。 降低
互相垂直
(2)几种典型电场的电场线。
【易错辨析】 (1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。 ( ) (2)根据公式F= k q1q 2 得,当r→0时,有F→∞。( ) r2 (3)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的 场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比。 ( )
提示:(1)√。元电荷是自然界中带电量最小的电荷,自 然界中任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。 (2)×。当带电体之间的距离r→0时,带电体就不能看 成点电荷了,库仑定律不再适用。
(3)×。电场强度反映了电场力的性质,与试探电荷的 受力无关。 (4)√。电场中正电荷在某点所受的电场力的方向与该 点的场强方向相同,负电荷在某点所受的电场力的方向 与该点的场强方向相反。 (5)√。真空中点电荷的场强是由场源电荷本身的性质 决定的,与试探电荷无关。
2.电容:
(1)公式。
Q 。 ①定义式:_____ C U
②推论:C=
Q (2)单位:法拉 U(F),1F=___μ F=___电容C的大小由电容器 本身结构决定,与电压、电荷量_____。不随电量Q变化, 无关 也不随电压U变化。
3.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_____________成正比,与它们的___________成 电荷量的乘积 距离的平方 反比,作用力的方向在_____________。 它们的连线上 (2)表达式:F=_______,式中k=9.0×109N·m2/C2,叫作 q1q 2 k 2 静电力常量。 r (3)适用条件:___________________。
真空中的静止点电荷
【直观解读】 如图所示,真空中两个完全相同的带电金属球体A和B, 球体半径为R,两球心间的距离等于球体半径的3倍,若A、 B带有等量的异种电荷Q。
引力 的受力方向沿A、 则:A、B间存在着相互作用的_____,A B球心连线_____,其F大小大于 _____k Q 2 ,其原因是带电 向右 2 9R 球体A和B_____ 不能 看作点电荷。 若A、B相互接触,将发生正、负电荷的中和现象,但是 电荷守恒定 A、B两球体的带电总量保持不变,这满足 ___________ ___ 律。
第 3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的
运动
【知识梳理】 知识点1 常见的电容器 电容器的电压、电荷量和
电容的关系 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:一个极板所带电荷量的_______。 绝对值
(3)电容器的充电、放电。 ①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带 上等量的_________,电容器中储存电场能。 异种电荷 ②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程 中_______转化为其他形式的能。 电场能
(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷离场 源电荷_______处的电势能规定为零,或把电荷在大地 无穷远 表面的电势能规定为零。
3.电势: (1)定义:试探电荷在电场中某点具有的_______与它的 电势能 _______的比值。 电荷量 Ep 。 (2)定义式:φ=_______
q (3)矢标性:电势是_____,有正负值之分,其正(负)值表
常数
相对介电
知识点2
带电粒子在匀强电场中的运动
示波管
1.加速问题:若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子 做的功等于带电粒子的_____的增量。 动能 (1)在匀强电场中:W=qEd=qU=___________ 1 2 1 2。 mv mv0 2 2 (2)在非匀强电场中:W=qU=______________。 1 2 1 2 mv mv0 2 2
1.静电力做功: (1)特点:静电力做功与_____无关,只与_________有 路径 初末位置 关。
(2)计算方法。 ①W=qEd,只适用于_________,其中d为沿_________的 匀强电场 电场方向 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_______位置时静电力所做的功。 零势能 (2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等 于_______________,即WAB=EpA-EpB=-Δ Ep。 电势能的减少量
(7)某等势面上各点的场强方向均与此等势面垂直。 ( )
提示:(1)√。电场力做功与路径无关。 (2)×。电势差虽然有正负值之分,但不是矢量。 (3)×。电场强度是描述电场力的性质的物理量,电势 是描述电场能的性质的物理量,两者之间没有必然的关 系。 (4)×。在匀强电场中,电场强度不变。
(5)√。根据功的定义式W=Flcosα可知,此种说法正确。 (6)×。A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从A移 到B点时静电力所做的功。 (7)√。带电粒子沿等势面运动时,电场力不做功,所以 电场力的方向必与等势面垂直,场强方向与电场力的方 向相同或相反。
3.示波管的构造: ①_______,②_________,③_______。(如图所示) 电子枪 偏转电极 荧光屏
【易错辨析】 (1)电容是表示电容器储存电荷本领的物理量。( (2)放电后的电容器电荷量为零,电容也为零。( ) )
(3)一个电容器的电荷量增加Δ Q=1.0×10-6C时,两板 间电压升高10V,则电容器的电容C=1.0×10-7F。 ( )
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:_______运动。 类平抛 (3)处理方法:利用运动的合成与分解。 ①沿初速度方向:做_________运动。 ②沿电场方向:做初速度为零的 匀速直线 ___________运动。
匀加速直线
②在同一等势面上移动电荷时电场力_______( 不做功 选填 “做功”或“不做功”)。 ③电场线总是从_______的等势面指向_______的等势 电势高 电势低 面。 ④等差等势面越密集的地方电场强度_____,反之_____。 越大 越小
知识点2 关系
电势差
匀强电场中电势差与电场强度的
1.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 _________与移动电荷的_______的比值。 力做的功 电荷量 (2)定义式:_________。 WAB U AB (3)电势差与电势的关系 :UAB=_______,而UBA=_______。 q φA- φB φB- φA
3.电场线: (1)电场线的特点。
如图所示,实线为正点电荷的电场线,虚线为一等势 面,A、B是电场中的两点。
则:电场线从正电荷出发,指向_________; 无穷远处 每一条电场 线_______(选填“可能”或“不可能”)相交;A点的场 不可能 强_____B点的场强;A点的电势_____B点的电势;每一条 小于 小于 电场线都与等势面_____。 垂直