点电荷静电场知识点.doc
高中物理:静电场知识点归纳
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。
静电场知识点总结
电场基本定律库仑定律:F=(方向:同性相斥异性相吸来判断)☞求矢量,计算不带符号电荷守恒定律力能性质综合应用①带电粒子在电场中:⑴平衡⑵直线加速⑶偏转②电场中导体:静电感应静电平衡静电屏蔽,当时,E合=0 ,故到达静电平衡体内场定义式③电容器电容决定式电容器问题的动态分析I、电键S闭合,U保持不变,E↓= U/d(E只跟d有关),E不变II、电键S断开, Q保持不变与d无关,但跟正对面积有关。
电场力的性质定义式:E=F/q (适用任何电场,场强方向跟正电荷受力方向一致)☞求矢量,不带符号场强电场力F=Eq(适用于任何电场)☞求矢量,计算不带符号F=k(真空中点电荷)☞求矢量,计算不带符号真空中点电荷:E=☞求矢量,计算不带符号匀强电场:E=U/d(d为沿电场线方向的距离)☞求矢量,计算不带符号电场能的性质W=qU AB(适用任意电场)☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜W AB=Flcosα(匀强电场)电场力做功W AB=ΔE P =–(E pB – E pA)= E pA–E PB 电场力做的功等于电势能的减少量←从能的角度看电势能①ΔE P=W电,与W的关系:电场力做正功,电势能减小,做负功,电势能增加③,计算起来特别的方便☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜②电荷在某点的电势能:等于静电力把它从该点移到零势能参考面面电场力所做的功若E PB=0 ,则,若,则(正电荷在高电势处电势能大,负电荷在低电势处电势能大)电势ϕqEPAA=ϕ电场中沿电场线的方向,电势逐渐降低☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜BAABUϕϕ-=BABAUϕϕ+=,通过电势差求电势电势差U AB = Ed(匀强电场)BAABUϕϕ-=qWU ABAB=☆☆☆☆☆计算时需要代入正负号☜☞计算的时候确保U为正值,则不带符号计算1、电荷①点电荷:有带电量而无大小形状的点,是一种理想化模型②起电方式:①摩擦起电②感应起电③接触起电③元电荷:e=1.60×10-19C,元电荷不是电荷而是电荷量④比荷:物体所带电量与物体质量的比值q / m⑤库仑定律:(适用于真空点电荷,注意距离r的含义;Q1 、Q2——两个点电荷带电量的绝对值)4. 电场及电场强度(矢量)规定:正试探电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向,负试探电荷在电场中某点的受力方向与该点电场方向相反①定义式:E=F/q ,其单位是N/C ②点电荷的场强③电场的基本性质:对放入其中的带电体有力的作用E=F/q 定义式普适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6. 电场线的特点:①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向。
静电场知识点总结
静电场知识点总结静电场知识点总结如下:1.电场强度:描述电场中力的性质的物理量,表示单位电荷在电场中受到的力。
点电荷场强公式:E = kQ/r^2。
2.库仑定律:描述两个点电荷之间的相互作用力的规律,公式为F = kQ1Q2/r^2。
3.电势:描述电场能的性质的物理量,表示单位正电荷在电场中具有的势能。
等势面与电场线垂直,且从高电势指向低电势。
4.电势差:描述电场中两点之间电势的差值,等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
公式为U = Ed。
5.电场力做功:电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功,与移动距离和电势差有关,公式为W = qU。
6.电容:描述电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的结构决定。
公式为C = Q/U。
7.静电感应:将一个带电体靠近导体时,由于静电感应,导体靠近带电体的一端会出现异种电荷,远离的一端会出现同种电荷。
8.静电平衡状态:导体中的自由电荷受到电场力的作用,将重新分布,最终达到静电平衡状态。
此时导体内部无净电荷,导体表面是等势面。
9.静电屏蔽:将一个空腔导体置于外电场中,静电平衡时,空腔内感应电荷的电场与外电场在空腔内部相互抵消,从而使得空腔内部不受外部电场的影响。
10.高斯定理:通过闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的电荷的代数和除以真空电容率。
公式为∮E·ds = ∑q/ε0。
这些知识点涵盖了静电场的各个方面,包括电场强度、库仑定律、电势、电势差、电场力做功、电容、静电感应、静电平衡状态、静电屏蔽和高斯定理等。
通过理解和掌握这些知识点,可以对静电场有更深入的理解。
静电场知识点总结完整版
静电场知识点总结完整版静电学是物理学的一个重要分支,研究电荷及其在空间中的分布和相互作用。
静电场是一种在电荷存在的情况下所产生的场。
本文将对静电场的概念、性质和应用进行介绍和总结。
一、静电场的概念1、电荷电荷是物质的一个基本属性,是物质所具有的一种电性。
电荷有两种类型,分别为正电荷和负电荷。
同种电荷相互之间存在排斥力,异种电荷相互之间存在引力。
2、电场电场是电荷所产生的场,描述了电荷对空间中其它电荷的作用力。
可以通过电场线来表示电场的方向和强弱。
电场线的密度表示了电场的强度,电场线的方向表示了电场的方向。
3、电场强度在某点的电场强度是一个矢量,它的大小表示单位正电荷在该点所受的力的大小,方向与该力的方向相同。
电场强度的大小与电荷的大小及距离有关,符合库伦定律。
4、电场的叠加原理在多个电荷同时存在的情况下,各电荷所产生的电场会相互叠加,得到一个合成电场。
根据叠加原理,可以分别计算各个电荷单独产生的电场,再将它们相加得到整个电场。
二、静电场的性质1、电场的超强导体中不存在电场在超导体内部,电荷会在材料内部自由移动,从而抵消外部电场的作用,因此在超导体内部不存在电场。
2、电场内的能量电场中存储有能量,这种能量是由电磁作用力产生的。
电场内的能量密度与电场的强度有关,能量密度等于电场强度的平方与介电常数的乘积。
3、静电屏蔽效应在存在电场的情况下,对电场有屏蔽作用的物质称为静电屏蔽材料。
当电场通过屏蔽材料时,材料内部的电荷会重新分布,从而产生与外部电场相反的电场,使得外部电场减弱或消失。
4、电场中的静电力静电场中的电荷之间会相互作用,产生静电力。
根据库仑定律,两个电荷之间的静电力的大小与电荷的大小及它们之间的距离的平方成反比。
5、高斯定理高斯定理是一个用于计算闭合曲面内部电场的方法。
它指出,通过对电场的积分来计算闭合曲面内部的总电通量,从而能够得到曲面内部电场的大小。
三、静电场的应用1、静电除尘静电除尘是将含尘气体通过电场时,利用气体中尘埃带电的特性,将尘埃吸附到电极上,从而将气体中的尘埃除去的一种方法。
点电荷电场(学生版)--静电场中6种常考电场
静电场中6种常考电场精讲与针对性训练点电荷电场【知识点精讲】电场电场线图样等势面图简要描述正点电荷1.以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小相等、方向不同。
方向都是沿半径方向背离点电荷。
点电荷场强公式E =kQ /R 22.以点电荷为球心的球面上各点电势相等。
等电势差等势面随离点电荷距离的增大而增大。
3.取无穷远处电势为零,正点电荷电场中各点电势都是正值,距离正点电荷越近处电势越高。
负点电荷1.以点电荷为球心的球面上各点电场强度大小相等,方向不同。
方向都是沿半径方向指向点电荷。
点电荷场强公式E =kQ /R 22.以点电荷为球心的球面上各点电势相等。
等电势差等势面随离点电荷距离的增大而增大。
3.取无穷远处电势为零,负点电荷电场中各点电势都是负值,距离负点电荷越近处电势越低。
【针对性训练】1.(2024安徽部分学校期末)如图所示,点电荷+Q 固定在正方体的一个顶点A 上,B 、C 为正方体的另两个顶点,已知AB 连线中点电场强度大小为E ,则C 点的电场强度大小为()A.3E 4B.3EC.2ED.32E 2.(2024河北安平中学自我提升)如图所示,ABC 为正三角形,AB 和AC 边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒,O 为BC 边中点,D 为BC 中垂线上O 点右侧的一点,P 为BC 上的一点,选无穷远处电势为0,则下列说法正确的是()A.O 点和D 点场强可能大小相等,方向相同B.D 点的电势一定低于P 点C.将一正检验电荷沿直线从O 点运动到D 点,电势能不变D.将一正检验电荷沿直线从O 点运动到P 点,电场力做负功3.(2024河南驻马店期末)地球是一个带电体,且电荷均匀分布于地球表面。
若地球所带电荷量为Q 、半径为R ,认为地球所带电荷量集中于地球中心,静电力常量为k ,则地球表面附近的电场强度大小为()A.kQR B.2kQR C.kQR 2 D.2kQ R 24.真空中某点电荷的等势面示意图如图所示,图中相邻等势面间电势差相等。
静电场知识点(图表版)
设类平抛的水平距离x
若能飞出电场水平距离为L,若不能飞出电场则水平距离为x
飞行的时间:①
(从正中央进入)能飞出电场则:y≤d/2②
(从边缘进入)能飞出电场则:y≤d
竖直方向: 匀加速运动③
竖直方向:分速度: ④
出电场时速度的偏角: ⑤
合速度: ⑥
由①②③④⑤可得:
第一章静电场
一、基本公式
物理量
公 式
适用
备注
电场强度
E
一切电场
定义式
E与q、F无关
真空点电荷电场
决定式
E与Q、r有关
匀强电场
d:沿场强方向上的距离
电势能Ep
一切电场
①+q时,φ大Ep大
②-q时,φ大Ep小
电势φ
一切电场
定义式
φ与Ep、q无关
电势差
UAB
一切电场
字面意义:电势的差
一切电场
物理意义:电场力做功的能力
平行板
电容器
决定式
二、带电粒子在电场中的运动
(1)平衡问题:静止或匀速直线运动
mg=Eq
(电场力与重力的平衡)
(2)带电粒子在电场中的加速问题:E∥v0(不计重力)
示意图
公式
方法和适用
U1
v
v0
d
初速度为0时:
(1)(不计重力)
①动能定理:
②牛顿第二定律:a=Eq/m
(2)适用:
匀强、非匀强电场都适用
飞行时间:t=L/vO竖直分速度:
侧向偏移量: 偏向角:
(4)带电粒子先在加速电场U1中加速后,再进入偏转电场U2
用:
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。
知识点总结静电场知识点汇总
知识点总结静电场知识点汇总WL—— ——在整个⾼中阶段,电学知识所占的⽐重接近1/3.,可见这部分知识的重要,今天物理君就为⼤家认识学习这部分知识。
1电场基本规律1、库仑定律(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。
2、电荷守恒定律:电荷守恒电荷既不会创⽣,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电场能的性质1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场⼒要对电荷做功。
2、电势φ(1)定义:电荷在电场中某⼀点的电势能Ep与电荷量的⽐值。
(2)定义式:φ——单位:伏(V)——带正负号计算(3)特点:○电势具有相对性,相对参考点⽽⾔。
但电势之差与参考点的选择⽆关。
○电势⼀个标量,但是它有正负,正负只表⽰该点电势⽐参考点电势⾼,还是低。
○电势的⼤⼩由电场本⾝决定,与Ep和q⽆关。
○电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场⼒所做的功。
(4)电势⾼低的判断⽅法○根据电场线判断:沿着电场线电势降低。
φA>φB○根据电势能判断:正电荷:电势能⼤,电势⾼;电势能⼩,电势低。
负电荷:电势能⼤,电势低;电势能⼩,电势⾼。
结论:只在电场⼒作⽤下,静⽌的电荷从电势能⾼的地⽅向电势能低的地⽅运动。
3、电势能Ep(1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作⽤,由位置决定的能量。
电荷在某点的电势能等于电场⼒把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。
(2)定义式:——带正负号计算(3)特点:○电势能具有相对性,相对零势能⾯⽽⾔,通常选⼤地或⽆穷远处为零势能⾯。
高中物理电磁学知识点总结
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。
静电场的知识点(学生)
静电场 电场力的性质1.电荷、电荷守恒定律和库仑定律 (1)元电荷、点电荷 ①元电荷:e =1.60×10-19C ,所有带电体的电荷量都是元电荷的 倍;②点电荷:代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的大小和形状的理想化模型. (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 ;②三种起电方式:__ __起电、__ __起电、_ ___起电; ③带电实质:物体 ;④电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的导体,接触后再分开,二者带____电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先____,余下的电荷再____.(3)库仑定律①内容; 中两个静止____之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成____,与它们的距离的二次方成____,作用力的方向在它们的连线上;②表达式:F =k q 1q 2r 2,式中k =____N·m 2/C 2,叫做静电力常量;③适用条件: 中的 .a .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,b .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.④库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定,即同种电荷相互____,异种电荷相互____.2.电场、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____. (2)电场强度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:E =Fq;单位:N/C 或_ ;③矢量性:规定___在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向. 3.电场线 (1)定义为了形象地描述电场中各点场强的强弱及____,在电场中画出一些曲线,曲线上每一点的____方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的____.(2)电场线的特点①电场线从____或____处出发,终止于____或____处; ②电场线在电场中不相交,也不相切;③在同一幅图中,电场强度较大的地方电场线____,电场强度较小的地方电场线____.1.判断正误(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍.( )(2)相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小都一定相等.( )(3)根据F =k q 1q 2r2,当r →0时,F →∞.( )(4)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比.( )(5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向.( ) (6)在真空中,电场强度的表达式E =kQr 2中的Q 是产生电场的点电荷的带电量.( )(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.( )(8)电场线的方向即为带电粒子的运动方向.( )2.(多选)下列关于电场强度的两个表达式E =F q 和E =k Qr 2的叙述,正确的是( )A .E =Fq 是电场强度的定义式,F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是产生电场的电荷的电荷量B .E =Fq 是电场强度的定义式,F 是放入电场中的电荷所受的力,q 是放入电场中电荷的电荷量,它适用于任何电场C .E =k Qr 2是真空中点电荷场强的计算式,Q 是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场D .从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F =k q 1q 2r 2,式中kq 2r2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小,而kq 1r2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的场强大小3.下列关于电场线的说法,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 .电场线越密处,同一检验电荷受到的电场力越大C .顺着电场线移动电荷,电荷所受电场力的大小一定不变D .在电场中,凡是电场线通过的点,场强都不为0,不画电场线的区域,位于该区域内的点则无电场电场强度的理解和应用 1.电场强度三个表达式的比较 表达式 比较 E =F qE =k Q r 2E =U d公式意义电场强度定义式真空中点电荷的电场强度决定式匀强电场中E与U 的关系式适用条件 一切电场 真空中点电荷的电场匀强电场 决定因素 由电场本身决定,与检验电荷q 无关,q 充当测量工具由场源电荷Q 和场源电荷到该点的距离r 共同决定由电场本身决定,d 为两点沿电场方向的距离2.电场的叠加(1)叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和.(2)运算法则:平行四边形定则.[例1]如图所示,直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图所示.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方向分别为( )A .3kQ4a 2 沿y 轴正向B .3kQ4a 2 沿y 轴负向C .5kQ4a 2 沿y 轴正向D .5kQ4a2 沿y 轴负向分析电场叠加问题的一般步骤电场强度是矢量,叠加时应遵从平行四边形定则.分析电场的叠加问题的一般步骤:(1)确定分析计算的空间位置;(2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;(3)依次利用平行四边形定则求出矢量和.电场线的理解和应用1.电场线的对称性(1)两等量同种点电荷连线及中垂线上关于O点对称的点的电场强度等大反向.(2)两等量异种点电荷连线及中垂线上关O点对称的点的电场强度等大同向.2.电场线的应用[例2]如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示.则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增加C.a的加速度将减小,b的加速度将增加D.两个粒子的动能,一个增加一个减小(1)由粒子运动轨迹判断粒子运动情况(2)由粒子受力方向指向曲线的内侧,且与电场线相切.从而判断电场的方向. (3)由电场线的疏密判断加速度大小.(4)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化情况.电场能的性质1.电势能和电势 等势面 (1)静电力做功①特点:静电力做功与路径无关,只与____有关. ②计算方法a .W =qEd ,只适用于____电场,其中d 为沿____的距离.b .W AB =qU AB ,适用于____电场. (2)电势能①定义:电荷在电场中某点具有的势能,等于将电荷从该点移到____位置时电场力所做的功.②电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于____,即W AB =E p A -E p B =-ΔE p . (3)电势①定义:电荷在电场中某点具有的____与它的____的比值. ②定义式:φ=E p q.③矢标性:电势是____,有正负之分,其正(负)表示该点电势比____高(低). ④相对性,电势具有____,同一点的电势因选取____的不同而不同,通常取无限远或地球的电势为零.(4)等势面的特点①同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力____. ②等势面一定跟电场线____,即跟场强的方向____.③电场线总是从电势较____的等势面指向电势较____的等势面. ④等差等势面越密的地方场强越大,反之越____. 2.电势差 匀强电场中电势差与场强的关系 (1)电势差①定义:电荷在电场中,由一点A 移到另一点B 时,____与移动的电荷的____的比值.②定义式:U AB=W AB q.③电势差与电势的关系,U AB=____,U AB=-U BA.④影响因素:电势差U AB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功W AB____,与零电势点的选取____.(2)匀强电场中电势差与电场强度的关系①电势差与电场强度的关系式,U AB=Ed,其中d为A、B两点____的距离.②在匀强电场中,电场强度在数值上等于沿____方向每单位距离上降低的电势;注意:电场中,沿电场强度方向电势降落得最快.1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因.(1)电场线越密的地方电场强度越大,而等差等势面越密的地方电场强度越小.()(2)负电荷在电势越高的地方具有的电势能一定越低()(3)取无穷远处电势为零,则正电荷周围各点电势都是正值,负电荷周围各点电势都是负值.()(4)在同一等势面上移动电荷,电场力不做功.()(5)在匀强电场中电场力做功与路径无关,在非匀强电场中电场力做功与路径有关.()(6)当存在非电场力做功时,电场力对物体做功与物体电势能的变化量大小不等.()(7)电场强度越大的地方,电势一定越高.()(8)顺着电场线电势一定降低,顺着电场线电场强度一定变小.()2.(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向3.(多选)关于电势差的计算公式,下列说法正确的是()A.电势差的公式U AB=W ABq说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.把正电荷从A点移动到B点电场力做正功,则有U AB>0C.电势差的公式U AB=W ABq中,U AB与移动电荷的电荷量q无关D.电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功一 电势高低与电势能大小的判断 1.电势高低的判断判断角度 判断方法依据电场 线方向 沿电场线方向电势逐渐降低依据场源电 荷的正负 取无穷远处电势为零,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依据电场 力做功 根据U AB =W ABq ,将W AB 、q 的正负号代入,由U AB 的正负判断φA 、φB 的高低依据电势 能的高低正电荷在电势较高处电势能大,负电荷在电势较低处电势能大2.电势能大小的判断 判断角度 判断方法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 电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大 负电荷在电势低的地方电势能大公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式正E p =qφ,正E p 的绝对值越大,电势能越大;负E p 的绝对值越大,电势能越小能量守恒法在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反这,动能减小,电势能增加静电场中几个物理概念之间的关系(1)电场线与电场强度的关系:电场线越密的地方表示电场强度越大,电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向.(2)电场线与等势面的关系:电场线与等势面垂直,并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面.(3)电势能与电势的关系:正电荷在电势高的地方电势能大;负电荷在电势低的地方电势能大.[例1](多选)如图,两电荷量分别为Q (Q >0)和-Q 的点电荷对称地放置在x 轴上原点O 的两侧,a 点位于x 轴上O 点与点电荷Q 之间,b 点位于y 轴O 点上方.取无穷远处的电势为零.下列说法正确的是()A .b 点电势为零,电场强度也为零B .正的试探电荷在a 点的电势能大于零,所受电场力方向向右C .将正的试探电荷从O 点移到a 点,必须克服电场力做功D .将同一正的试探电荷先后从O 、b 两点移到a 点,后者电势能的变化较大电场中各点的电势与试探电荷无关;电荷在电场中某点的电势能与试探电荷有关;在电场中移动电荷,电场力做功和电势能的变化都与电荷有关. 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电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上,中点电势最低,而在中垂线上,中点电势最高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.带电粒子在电场中运动轨迹的分析思路[例2]如图所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点,点R 同时在电场线b 上,由此可判断( )A .带电质点在P 点的加速度比在Q 点的加速度小B .带电质点在P 点的电势能比在Q 点的大C .带电质点在P 点的动能大于在Q 点的动能D .P 、R 、Q 三点,P 点处的电势最高三 电势差与电场强度的关系 1.匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)U AB =Ed ,d 为A 、B 两点沿电场方向的距离. (2)沿电场强度方向电势降落得最快. 2.E =Ud在非匀强电场中的几点妙用(1)解释等差等势面的疏密与电场强度大小的关系,当电势差U 一定时,电场强度E 越大,则沿电场强度方向的距离d 越小,即电场强度越大,等差等势面越密.(2)定性判断非匀强电场电势差的大小关系,如距离相等的两点间的电势差,E 越大,U 越大;E 越小,U 越小.匀强电场中的两点推论(1)如图甲,C 点为线段AB 的中点,则有φC =φA +φB2.(2)如图乙,AB ∥CD ,且AB =CD ,则U AB =U CD .[例3](多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV电容器带电粒子在电场中的运动1.电容器及电容(1)电容器①组成:由两个彼此____又相互靠近的导体组成;②带电荷量:一个极板所带电荷量的____;③电容器的充、放电a.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;b.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.(2)电容①定义:电容器所带的____与两个极板间的____的比值;②定义式:____;③单位:法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF),1 F=____μF=____pF;④意义:表示电容器____本领的高低;⑤决定因素:由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)决定,与电容器是否____及____无关.(3)平行板电容器的电容①决定因素:正对面积,介电常数,两板间的距离,②决定式:____.2.带电粒子在电场中的运动(1)加速问题①在匀强电场中:W=qEd=qU=___;②在非匀强电场中:W=qU=___.(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;③处理方法:利用运动的合成与分解.a.沿初速度方向:做____运动;b.沿电场方向:做初速度为零的____运动.3.示波管(1)装置:示波管由____、____和____组成,管内抽成真空,如图所示.(2)原理①如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子沿直线传播,打在荧光屏____,在那里产生一个亮斑;②YY′上加的是待显示的____,XX′上是机器自身产生的锯齿形电压,叫做扫描电压.若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的图象.1.判断正误(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和.()(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比.()(3)放电后的电容器电荷量为零,电容也为零.()(4)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动.()(5)带电粒子在电场中,只受电场力时,也可以做匀速圆周运动.()(6)示波管屏幕上的亮斑是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的.()(7)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计.()2.如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则关于电子到达Q板时的速度,下列说法正确的是()A .两板间距离越大,加速的时间就越长,获得的速度就越大B .两板间距离越小,加速度就越大,获得的速度就越大C .与两板间距离无关,仅与加速电压有关D .以上说法均不正确3.如图所示,质子(11H)和α粒子(42He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力),则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为( )A .1∶1B .1∶2C .2∶1D .1∶4一 平行板电容器的动态分析 1.常见类型[例1]如图所示,先接通开关S 使电容器充电,然后断开开关S .当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q 、电容C 、两极板间电势差U 、电容器两极板间场强E 的变化情况是( )A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小B .Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变 C .Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变D .Q 不变,C 变小,U 变小,E 变小解决电容器问题的两个常用技巧(1)在电荷量保持不变的情况下,由E =U d =Q Cd =4πkQ εr S 知,电场强度与板间距离无关.(2)对平行板电容器的有关物理量Q 、E 、U 、C 进行讨论时,关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量,哪些是因变量,抓住C =εr S 4πkd 、Q =CU 和E =Ud 进行判定即可.带电粒子在电场中的直线运动1.带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)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,一般都要考虑重力.2.解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)运动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一条直线上,做加(减)速直线运动.(2)用功与能的观点分析:电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量,即qU =12m v 2-12m v 20. [例2]一电荷量为q (q >0)、质量为m 的带电粒子在匀强电场的作用下,在t =0时由静止开始运动,电场强度随时间变化的规律如图所示,不计重力,求在t =0到t =T 的时间间隔内(1)粒子位移的大小和方向;(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间.带电体在匀强电场中做直线运动的分析思路带电粒子在电场中的偏转1.基本规律:设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd .(2)在电场中的运动时间:t =lv 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧l =v x t =v 0t ,y =12at 2,y =12at 2=qUl 22m v 20d. (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0,v y =at ,v y =qUt md ,v =v 2x +v 2y , tan θ=v y v x =qUl m v 20d .2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的,偏转位移也总是相同的.证明:由qU 0=12m v 20及tan θ=qUl m v 20d 得tan θ=Ul2U 0d ;同理可得y =UL 24v 0d(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时,也可以从能量的角度进行求解:qU y =12m v 2-12m v 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差.[例3]如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U 1=2 500 V ,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S 射出.装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l =6.0 cm ,相距d =2 cm ,两极板间加以电压U 2=200 V 的偏转电场.从小孔S 射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场.已知电子的电荷量e =1.6×10-19C ,电子的质量m =0.9×10-30kg ,设电子离开金属丝时的速度为零,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力.求:(1)电子射入偏转电场时的动能E k ;(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y ; (3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W.。
(完整版)大学物理静电场知识点总结
大学物理静电场知识点总结1. 电荷的基本特征:(1)分类:正电荷(同质子所带电荷),负电荷(同电子所带电荷)(2)量子化特性(3)是相对论性不变量(4)微观粒子所带电荷总是存在一种对称性2. 电荷守恒定律 :一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生什么变化,整个系统的电荷总量必定保持不变。
3.点电荷:点电荷是一个宏观范围的理想模型,在可忽略带电体自身的线度时才成立。
4.库仑定律: 表示了两个电荷之间的静电相互作用,是电磁学的基本定律之一,是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律121212301214q q F r r πε=5. 电场强度 :是描述电场状况的最基本的物理量之一,反映了电场的基 0F E q =6. 电场强度的计算:(1)单个点电荷产生的电场强度,可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得(2)带电体产生的电场强度,可以根据电场的叠加原理来求解 πεπε===∑⎰ni i33i 1iq 11dqE r E r 44rr(3)具有一定对称性的带电体所产生的电场强度,可以根据高斯定理来求解(4)根据电荷的分布求电势,然后通过电势与电场强度的关系求得电场强度7.电场线: 是一些虚构线,引入其目的是为了直观形象地表示电场强度的分布(1)电场线是这样的线:a .曲线上每点的切线方向与该点的电场强度方向一致b .曲线分布的疏密对应着电场强度的强弱,即越密越强,越疏越弱。
(2)电场线的性质:a .起于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远)。
b .不闭合,也不在没电荷的地方中断。
c .两条电场线在没有电荷的地方不会相交 8.电通量: φ=⋅⎰⎰e sE dS(1)电通量是一个抽象的概念,如果把它与电场线联系起来,可以把曲面S 的电通量理解为穿过曲面的电场线的条数。
(2)电通量是标量,有正负之分。
9. 高斯定理:ε⋅=∑⎰⎰sS 01E dS i (里)q(1)定理中的E 是由空间所有的电荷(包括高斯面内和面外的电荷)共同产生。
点电荷静电场知识点
点电荷静电场知识点1.元电荷:自然界中最小的电荷量,即e= 191.610C -⨯,由密立根测出。
2.点电荷:当带电体的形状、大小、电荷分布对带电体间的相互作用的影响可以忽略不计时,这样的电荷可看成点电荷,点电荷是一种理想模型,采用了理想模型法。
3.电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场对放入其中的电荷有力的作用,静止电荷产生的电场称之为静电场。
首次引入“场”的概念的人物是法拉第。
4.电场线:为了描述电场而引入的有方向的假想曲线,电场线总是从正电荷出发终止于负电荷或无穷远,电场线永不相交,电场线越密的地方场强越大,越疏的地方场强越小,匀强电场的电场线是均匀分布的平行直线。
首次引入“电场线”概念的人物是法拉第。
5.电场强度:定义式F E q =,其中q 是试探电荷,E 与F 和q 无关。
决定式2E=k Q r ,其中Q 是场源电荷,E 与Q 和r 有关。
方向:规定正电荷在电场中某点的受力方向为电场强度的方向。
场强的方向是电势降落最快的方向。
6.库仑定律:公式122F=k q q r ,发现者是库伦,他利用的实验装置是扭秤, (注:测出静电力常量的不是是库伦),适用条件是真空(静止)的点电荷。
7.电势:电荷在电场中某点所具有的电势能与电荷量的比值,公式p E qϕ=,电势是标量,有正负大小之分,其正负表示该点电势比零电势高(低),例,+5V > 0V > -5V, 电势的大小与零电势的选取有关,电势沿着电场线的方向将降低,在规定了无穷远电势为零(一般默认)之后,离正电荷越近,电势越高,离负电荷越近,电势越低。
场强为零的地方,电势不一定为零,场强大的地方,电势不一定大。
8.等势面:电场中电势相等的点所构成的面,等势面一定与电场线垂直,在同一等势面上移动电荷电场力不做功,电场线总是从高等势面指向低等势面,等势面越密的地方电场强度越大,等势面越疏的地方电场强度越小。
9.电势能:描述电荷在电场中所具有的能量,即电荷做功本领的强弱,公式p E q ϕ=,电势能是标量,有正负大小之分,例,+5J > 0J > -5J ,正(负)电荷离正的场源电荷越近,电势能越 大(小),离正的场源电荷越远,电势能越小(大),正(负)电荷离负的场源电荷越近,电势能越小(大),离负的场源电荷越远,电势能越大(小),可简化为正正得正,正负得负,负负得正,电场力做正功,电势能将减小,电场力做负功,电势能将增大。
静电场知识点
【解题思路】由于粒子只受电场力作用,因此由F电=| |可知,Ep-x图象的斜率大小即为粒子所受电场力大小,从图象可知,图象的斜率随位移越来越小,因此粒子运动后所受的电场力随位移越来越小,因此电场强度越来越小,A项错误;由于只受电场力作用,因此动能与电势能的和是一个定值,但从图象可以看出,不同位置的电势能与动能的和不是一个定值,B项错误;粒子受到的电场力随位移越来越小,因此加速度随位移越来越小,粒子做的是变加速运动,速度不会随位移均匀增大,C项错误,D项正确。
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。
【提示】(1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在。电荷的变化是电子的转移引起的;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,异种电荷先中和后再平分。
(2)一个带电体能否看作点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状确定。
(2)唯一性:电场中某一点的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与放入该点的电荷q无关,它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置。
(3)叠加性:如果有几个静止电荷在空间同时产生电场,那么空间某点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。
五、电场线及其特点
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.公式:F=k ,式中的k=9.0×109N·m2/C2,称为静电力常量。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.
静电场知识点总结
静电场知识点总结静电场是电荷在空间中分布所产生的电场。
以下是关于静电场的知识点总结:1. 电荷:静电场的存在是由于电荷的存在和运动。
电荷具有正负两种类型,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
2. 距离和力:两个电荷之间的电场力与它们之间的距离成反比。
当距离减小,力增大;距离增大,力减小。
3. 电场强度:电场强度表示单位正电荷在某一点的受力大小和方向。
电场强度是一个矢量量,用E表示,单位是N/C。
4. 趋势力线:电场力在空间中的分布可以用趋势力线表示。
趋势力线是沿电场方向的连续曲线,线的密度表示电场强度的大小。
5. 电势:电势是描述电场中一点电荷引起的影响的物理量。
电势可以定义为单位正电荷所具有的电能或单位正电荷所受到的电场力做功。
单位是伏特(V)。
6. 电势差:两点之间的电势差表示从一个点移到另一个点时电场对单位正电荷做的功。
电势差等于两点之间的电势差除以单位电荷所具有的电能,单位是伏特。
7. 等势面:在电场中,电势相等的所有点构成的曲面被称为等势面。
等势面是垂直于电场线的曲面,即沿着等势线移动不会改变电势。
8. 静电场的高斯定律:高斯定律是描述静电场的性质的基本定律。
它表明,通过任何闭合曲面的电通量等于该曲面内的总电荷除以真空介电常数。
9. 真空介电常数:真空介电常数表示真空中电场的传导能力。
它的值约为8.85 x 10^(-12) C^2/N·m^2。
真空介电常数用ε₀表示。
10. 静电屏蔽:静电屏蔽是指用导体将电荷隔离,以防止电荷干扰其他设备或影响周围环境的过程。
导体可以吸收或分散电荷,从而减少电场的影响范围。
这些是关于静电场的一些基本知识点总结。
深入学习静电场还涉及到电荷分布、电位能、电容等更复杂的概念和计算方法。
静电场知识点总结
静电场知识点复习一、电荷量:电荷量是指 用于度量电荷多少的物理量 ,单位是 库仑 ,简称 库 ,符号是 C 。
二、元电荷:元电荷是指 最小 的电荷量。
用e 表示,大小为C 19106.1-⨯。
三、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: 221rq kq F =,其中静电力常量229/.100.9C m N k ⨯=,适用条件: 真空中的点电荷 。
四、电场1、电场的产生:电荷周围存在着 电场 ,产生电场的电荷叫 源电荷 。
2、电场的性质之一是: 电场是一种特殊物质,并非由分子原子组成,但客观存在 , 电场的性质之二是: 电场对放入其中的电荷有电场力的作用 。
描述电场的力的性质的物理是 电场强度 ,描述电场的能的性质物理量是 电势 ,这两个物理量仅由电场本身决定,与试探电荷无关。
五、电场强度(E )1、定义:放入电场中某点的电荷所受的 静电力 跟它的 电荷量 的比值,叫电场强度。
2、定义式:qFE =,公式中的q 只代绝对值。
3、单位:C N /或m V /。
4、矢量性:电场强度是矢量,它的方向就是电场的方向,其方向规定与 正电荷在该点所受的静电力方向 相同,则与 负电荷在该点所受静电力的方向 相反,也是该点的电场线的 切线方向 。
5、物理意义:描述电场 大小 和 方向 的物理量,它所描述的是放入电场中的电荷所受 电场力 的性质。
6、试探电荷在电场中所受的电场力大小计算:F = Eq 。
7、区别:q F E =、2rQk E = 、d U E = ①、qFE =是电场强度的定义式,适用于 任何电场 ,其中F 是 电荷所受电场力 ,q 是 电荷量 。
②、2r QkE =是点电荷所形成电场的场强决定式,适用于 真空中点电荷产生点电场 ,E 与 Q 成正比,与 r 2 成反比,与试探电荷q 无关 。
静电场的基本性质知识点总结
静电场的基本性质知识点总结静电场是物理学中一个重要的概念,它在电学、电磁学等领域都有着广泛的应用。
下面我们来详细总结一下静电场的基本性质。
一、电场强度电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。
我们可以通过在电场中放置一个试探电荷来定义电场强度。
试探电荷所受的电场力与试探电荷的电荷量之比,就是该点的电场强度。
电场强度是一个矢量,其方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同。
如果在电场中有多个点电荷,那么空间某点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
电场强度的计算公式:对于点电荷产生的电场,电场强度 E =kQ/r²,其中 k 是静电力常量,Q 是点电荷的电荷量,r 是该点到点电荷的距离。
二、电场线为了形象地描述电场,我们引入了电场线的概念。
电场线是一些假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都与该点的电场强度方向一致,而且电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线的特点:1、电场线从正电荷或无限远出发,终止于负电荷或无限远。
2、电场线在空间中不相交。
3、电场线越密的地方,电场强度越大;电场线越疏的地方,电场强度越小。
通过电场线,我们可以直观地了解电场的分布情况。
三、电势电势是描述电场能的性质的物理量。
在电场中,某点的电势等于把单位正电荷从该点移动到零电势点时电场力所做的功。
电势是一个标量,其大小与选取的零电势点有关。
通常情况下,我们把无穷远处或大地的电势规定为零。
电势差:电场中两点间的电势之差叫做电势差,也叫电压。
电势差的大小等于单位正电荷在这两点间移动时电场力所做的功。
四、电势能电荷在电场中具有的势能叫做电势能。
电势能与电荷量和电势有关,电势能的变化与电场力做功密切相关。
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
电场力做功的大小等于电势能的减少量。
五、静电场中的导体当导体处于静电场中时,会出现静电平衡现象。
在静电平衡状态下,导体内部的电场强度为零,电荷只分布在导体的表面,且表面的电场强度垂直于导体表面。
静电场知识点
元电荷点电荷1.元电荷:是自然界中带电量最小的电荷,任何带电体的电量都是元电荷的整数倍,元电荷是质子或电子所带的电量,即e=1.60×10-19C2.点电荷:带一定电荷量,忽略带电体的大小和形状的一种理想化模型电荷守恒定律:(1)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电(2)带电实质:物体带电的实质是得失电子(3)内容:电荷既不能创生,也不能消灭,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。
这个结论叫做电荷守恒定律。
注意:当完全相同的带电金属球相接触时,同种电荷电量平均分配,异种电荷先中和后平分。
比荷1.比荷:带电体的电荷量与其质量的比值,叫做比荷(q/m)2.电子的比荷:元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,e=1.60×10-19C。
电子的电荷量e与电子的质量me之比,叫做电子的比荷。
它也是一个重要的物理量。
电子的质量me=9.1×10-31kg,所以电子的比荷为e/m=1.76×1011C/kg。
库仑定律1.内容:在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式:F=k,式中k表示静电力常量,k=9.0×109N•m2/C2。
3.适用条件:真空中的静止点电荷。
(1)当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时,可把带电体看做点电荷。
但不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞。
其实在这样的条件下,两个带电体已经不能再看做点电荷了。
(2)对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离。
(3)对两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布。
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电场力的作用。
电场强度1.意义:是描述电场的强弱和方向(即力的性质)的物理量。
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)
物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结(详细)一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:所带电荷的最小基元,一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子(或质子)所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷):电荷量q与质量m之比,(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意:电荷的变化是电子的转移引起的;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,异种电荷先中和后再平分。
③感应起电:带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容: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,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2.公式:221 r QQkF k=9.0×109N·m2/C2极大值问题:在r和两带电体电量和一定的情况下,当Q1=Q2时,有F最大值。
3.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同性相排斥,异性相吸引”的规律定性判定。
高中物理静电场知识点归纳
《静电场》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 q1q2r2,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=Fq,是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=k Qr2,Q为场源电荷,r为某点到Q的距离.(3)匀强电场的场强:E=U d.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 q 1q 2r 2,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.②W AB=qU AB,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W AB=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.(2)定义式:φ=E p q.(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W AB与移动的电荷的电量q的比值.2.定义式:U AB=W AB q.3.电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA.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U AB=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U AB=φA-φB:若U AB>0,则φA>φB,若U AB<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电场等势面(实线)图样重要描述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1.在匀强电场中U=Ed,即在沿电场线方向上,U∝d.推论如下:(1)如图甲,C点为线段AB的中点,则有φC=φA+φB2.(2)如图乙,AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD.2.在非匀强电场中U=Ed虽不能直接应用,但可以用作定性判断.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W AB=qU AB计算,此公式适用于任何电场.(3)由电势能的变化计算:W AB=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(1)定义式:C=Q U.(2)单位:法拉(F),1 F=106μF=1012pF.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.(2)决定式:C=εr S4πkd,k为静电力常量.特别提醒:C=QU⎝⎛⎭⎫或C=ΔQΔU适用于任何电容器,但C=εr S4πkd仅适用于平行板电容器.二、带电粒子在电场中的运动1.加速问题(1)在匀强电场中:W=qEd=qU=12mv2-12mv2;(2)在非匀强电场中:W=qU=12mv2-12mv2.2.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.【重要考点归纳】考点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.(1)保持两极板与电源相连,则电容器两极板间电压不变.(2)充电后断开电源,则电容器所带的电荷量不变.2.用决定式C=εr S4πkd分析平行板电容器电容的变化.3.用定义式C=QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化.4.用E =Ud分析电容器两极板间电场强度的变化.5.在分析平行板电容器的动态变化问题时,必须抓住两个关键点:(1)确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电量不变或板间电压不变.(2)恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,还要应用E =Ud ,分析板间电场强度的变化情况.考点二 带电粒子在电场中的直线运动 1.运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动.(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动. 2.分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的运动情况.(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解.此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.(3)对带电粒子的往返运动,可采取分段处理. 考点三 带电粒子在电场中的偏转 1.基本规律设粒子带电荷量为q ,质量为m ,两平行金属板间的电压为U ,板长为l ,板间距离为d (忽略重力影响),则有(1)加速度:a =F m =qE m =qUmd .(2)在电场中的运动时间:t =lv 0.(3)位移⎩⎪⎨⎪⎧v x t =v 0t =l 12at 2=y ,y =12at 2=qUl 22mv 20d. (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x =v 0v y=at ,v y =qUt md ,v =v 2x +v 2y ,tan θ=v y v x =qUl mv 20d . 2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的.证明:由qU 0=12mv 20及tan θ=qUl mdv 20得tan θ=Ul2U 0d. (2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到电场边缘的距离为l 2.3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系:当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv 2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差. 【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),找到满足题目要求所需要的条件. 2.比较通过电场的时间t 与交变电场的周期T 的关系:(1)若t ≪T ,可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变,等于刚进入电场时刻的场强. (2)若不满足上述关系,应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性.对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则,直接求解产生的电场强度较困难,若采取割或补的方法,使之具有某种对称性,从而使问题得到简化.二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则过程往往比较简捷.2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路:(1)求出重力与电场力的合力F 合,将这个合力视为一个“等效重力”. (2)将a =F 合m视为“等效重力加速度”.(3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解.。
(完整版)大学物理静电场知识点总结.doc
大学物理静电场知识点总结1.电荷的基本特征:(1)分类:正电荷(同质子所带电荷),负电荷(同电子所带电荷)(2)量子化特性(3)是相对论性不变量(4)微观粒子所带电荷总是存在一种对称性2.电荷守恒定律:一个与外界没有电荷交换的孤立系统,无论发生什么变化,整个系统的电荷总量必定保持不变。
3.点电荷:点电荷是一个宏观范围的理想模型,在可忽略带电体自身的线度时才成立。
4.库仑定律:表示了两个电荷之间的静电相互作用,是电磁学的基本定律之一,是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律r1 q1q2 rF1240 r123r 125.电场强度:是描述电场状况的最基本的物理量之一,反映了电rr F场的基 Eq0 6.电场强度的计算:(1)单个点电荷产生的电场强度,可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得(2)带电体产生的电场强度,可以根据电场的叠加原理来求解r 1nq i r r 1 dq rE r i E r4 0 i 1 r i3 r 34 0(3)具有一定对称性的带电体所产生的电场强度,可以根据高斯定理来求解(4)根据电荷的分布求电势,然后通过电势与电场强度的关系求得电场强度7.电场线:是一些虚构线,引入其目的是为了直观形象地表示电场强度的分布(1)电场线是这样的线: a.曲线上每点的切线方向与该点的电场强度方向一致b.曲线分布的疏密对应着电场强度的强弱,即越密越强,越疏越弱。
(2)电场线的性质: a.起于正电荷(或无穷远),止于负电荷(或无穷远)。
b.不闭合,也不在没电荷的地方中断。
c.两条电场线在没有电荷的地方不会相交8.电通量:e s r r E dS(1)电通量是一个抽象的概念,如果把它与电场线联系起来,可以把曲面 S 的电通量理解为穿过曲面的电场线的条数。
(2)电通量是标量,有正负之分。
9.高斯定理:òs r r 1E dS q i0( S 里)r(1)定理中的E是由空间所有的电荷(包括高斯面内和面外的电荷)共同产生。
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点电荷静电场知识点
1.元电荷 : 自然界中最小的电荷量 , 即 e= 1.6 1019C , 由密立根测出。
2.点电荷 : 当带电体的形状、大小、电荷分布对带电体间的相互作用的影响可以忽略不计时,这样的电荷
可看成点电荷,点电荷是一种理想模型,采用了理想模型法。
3. 电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场对放入其中的电荷有力的作用,静止电荷产生的电场称之为
静电场。
首次引入“场”的概念的人物是法拉第。
4. 电场线:为了描述电场而引入的有方向的假想曲线,电场线总是从正电荷出发终止于负电荷或无穷远,
电场线永不相交,电场线越密的地方场强越大,越疏的地方场强越小,匀强电场的电场线是均匀分布的平行直线。
首次引入“电场线”概念的人物是法拉第。
5. 电场强度:定义式
E F
,其中 q是试探电荷, E与 F和 q无关。
决定
式
Q
,其中 Q是场源电荷, E与 Q
和
q
E=k 2
r
r 有关。
方向:规定正电荷在电场中某点的受力方向为电场强度的方向。
场强的方向是电势降落最快的方向。
6. 库仑定律:公式F=k q
1
q
2 ,发现者是库伦,他利用的实验装置是扭秤 , ( 注 : 测出静电力常量的不是是库r 2
伦 ) ,适用条件是真空(静止)的点电荷。
7. 电势:电荷在电场中某点所具有的电势能与电荷量的比值,公式E
p ,电势是标量,有正负大小之分,q
其正负表示该点电势比零电势高(低),例, +5V > 0V > -5V, 电势的大小与零电势的选取有关,电势沿着电场线的方向将降低,在规定了无穷远电势为零(一般默认)之后,离正电荷越近,电势越高,离负电荷越近,电势越低。
场强为零的地方,电势不一定为零,场强大的地方,电势不一定大。
8. 等势面:电场中电势相等的点所构成的面,等势面一定与电场线垂直,在同一等势面上移动电荷电场力不做功,电场线总是从高等势面指向低等势面,等势面越密的地方电场强度越大,等势面越疏的地方电场
强度越小。
9. 电势能:描述电荷在电场中所具有的能量,即电荷做功本领的强弱,公式 E p q ,电势能是标量,有正负大小之分,例,+5J > 0J > -5J ,正(负)电荷离正的场源电荷越近,电势能越大(小),离正的场源电荷越远,电势能越小(大),正(负)电荷离负的场源电荷越近,电势能越小(大),离负的场源电荷越远,电势能越大(小),可简化为正正得正,正负得负,负负得正,电场力做正功,电势能将减小,电场力做负功,电势能将增大。
10. 电势差:定义式U AB W
AB,其中, U
AB与电势的关系为U AB A ,电势差与电势的选取无关,与q
电场力对电荷的做功无关。
11. 单个点电荷的电场及电势的分布特点:
B
B
A
A
甲乙
在甲图中,有E A> E B,
A >
B
,正点电荷在A、 B两点的电势
能
E PA > E PB ,负点电荷
在 A、 B两点的电势
能
E PA < E PB.
在乙图中,有E A < E B, A<
B ,正点电荷在A、 B两点的电势
能
E PA < E PB ,负点电荷
在 A、 B两点的电势
能
E PA > E PB.
12. 等量双点电荷模型的电场及电势分布特点:
甲
乙
在甲图中,从中心点 O向左右两侧电场线越来越密,场强逐渐增大,离正电荷越来越近,电势逐渐升高;从中心点 O向上下两侧电场线先密后疏,场强先增大后减小,离正电荷越来越远,电势逐渐降低。
在乙图中,从中心点 O向左右两侧电场线越来越密,场强逐渐增大,从左向右离正电荷越来越近,电势逐
渐升高;从中心点 O向上下两侧电场线越来越疏,场强逐渐减小,电势一直不变且等于零。
13.不等量电荷及多电荷体系(采用一般原则)
电场强度:①根据电场线或等势线的疏密程度判断场强的大小
②根据电场的矢量叠加原理比较场强的大小③根据试探电荷的受
力或加速度的大小判断场强的大小④很据对称性计算电场强度的
大小
电势与电势能:①离正电荷越近,电势越高,离负电荷越近,电势越低
②正负试探电荷离正负场源电荷的远近判断电势能的大小③根据电场力做
功与电势能的变化关系判断电势能的大小与变化。